Sistema de riego inteligente basado en lógica difusa

Abstract

Los problemas que se pueden presentar durante el manejo del riego subyacen principalmente en la falta de conocimiento sobre cuándo, cuánto y cómo regar. Para dar respuesta a estos cuestionamientos se desarrolló un sistema de riego inteligente considerando las características de un método de riego en específico, estimaciones del consumo de agua y las necesidades hídricas de un cultivo, además de datos referentes a la ubicación geográfica del sitio en el cual se implementó el sistema. Se consideró adecuado modelar el sistema utilizando la lógica difusa como método de control, ya que la misma convierte la estrategia de control lingüístico, basada en conocimientos supervisados por un experto, en una estrategia de control automático. Esta experiencia junto con un estudio de la hidrología agrícola se tradujo en reglas que usan variables lingüísticas para formar proposiciones que se basan en grados de verdad, siendo estas reglas las que rigen la acción de control que es la salida del sistema. El controlador difuso desarrollado está fundamentado en el modelo de inferencia Mamdani, que consta de tres etapas. En la primera, el controlador mapea las entradas a variables difusas en el intervalo [0,1]. Los valores de las variables de entrada vienen dados por sensores de temperatura ambiente y humedad del suelo, además de un reloj que provee el mes del año, siendo este último utilizado como una representación del índice de la pérdida de agua por evapotranspiración. Una vez obtenidos los valores fuzzificados se procede a la siguiente etapa en la cual se evalúan las reglas lingüísticas mediante el proceso de inferencia para obtener una salida difusa, que es defuzzificada en la última etapa para transformarla en un valor real representativo del tiempo de riego. Las pruebas de los tiempos de riego calculados por el controlador difuso fueron realizadas mediante la implementación del mismo en una huerta doméstica utilizando riego por aspersión, quedando comprobado que el sistema de riego inteligente basado en lógica difusa proporciona en un momento dado la cantidad de agua necesaria para pasar de una humedad particular al rango de humedad considerado óptimo para las hojas de verdeo.