Aplicación de algoritmos predictivos para la eficiencia en la gestión del riego

Abstract

La gestión eficiente de los recursos hídricos debido a la previsión de escasez de agua a corto plazo ha supuesto un cambio importante, en especial en el sector agrario. Por este motivo, han surgido los conceptos de agricultura de precisión o riego inteligente cuya finalidad es la gestión óptima del riego gracias a la tecnología. En base a ello, el presente documento plantea el diseño de un sistema de riego inteligente desde la adquisición del dato mediante el uso de sensores hasta el tratamiento de este. El estudio se centra en el análisis de un modelo de datos establecido mediante la aplicación de métodos predictivos. Bajo esta premisa es posible determinar la necesidad de irrigación para favorecer el uso eficiente del agua en los sistemas de regadío. El resultado establece el diseño de un sistema autónomo que garantiza la correcta gestión de la utilización del agua en el momento necesario, ya que se aporta un valor añadido a los programadores de riego convencionales al incluir el análisis de las condiciones del terreno, condiciones atmosféricas, etc. Finalmente, tras plantear el modelo de datos, las pruebas y simulaciones realizadas, se observa que mediante la aplicación de modelos predictivos el sistema es capaz de modelar la gestión de irrigación a partir del conjunto de datos de entrenamiento, favoreciendo la automatización, el ahorro de costes y la gestión de un uso eficiente del agua y, por consiguiente, el impacto medioambiental.

Efficient management of water resources due to forecast of short-term water shortage has meant an important change, especially in agricultural sector. For this reason, the concepts of precision agriculture and intelligent irrigation have emerged whose purpose is the optimal irrigation management through technology. Based on this, this document presents the design of an intelligent irrigation system from data acquisition with sensors to its treatment. The study focuses on the analysis of a data model established by predictive methods. With this premise, it is possible to determine the need for irrigation for the efficient use of water in irrigation systems. The result establishes the design of an autonomous system that guarantees efficient water management, since it provides added value to conventional irrigation controllers because it includes the analysis of ground conditions, atmospheric conditions, etc. Finally, after proposing the data model, the tests and simulations obtained, it is observed that through predictive models the system models the irrigation management from the training data set, allowing automation, cost savings and the management of an efficient use of water and, consequently, the environmental impact.

La gestió eficient dels recursos hídrics a causa de la previsió d'escassetat d'aigua a curt termini ha suposat un canvi important, especialment en el sector agrari. Per aquest motiu, han sorgit els conceptes d'agricultura de precisió o reg intel·ligent té com a finalitat la gestió òptima de l'reg gràcies a la tecnologia. En base a això, el present document planteja el disseny d'un sistema de reg intel·ligent des de l'adquisició de la dada mitjançant l'ús de sensors fins al tractament d'aquest. L'estudi se centra en l'anàlisi d'un model de dades establert mitjançant l'aplicació de mètodes predictius. Sota aquesta premissa és possible determinar la necessitat d'irrigació per afavorir l'ús eficient de l'aigua en els sistemes de regadiu. El resultat estableix el disseny d'un sistema autònom que garanteix la correcta gestió de la utilització de l'aigua en el moment necessari, ja que s'aporta un valor afegit als programadors de reg convencionals a l'incloure l'anàlisi de les condicions de el terreny, condicions atmosfèriques, etc. Finalment, després de plantejar el model de dades, les proves i simulacions realitzades, s'observa que mitjançant l'aplicació de models predictius el sistema és capaç de modelar la gestió d'irrigació a partir del conjunt de dades d'entrenament, afavorint l'automatització, l'estalvi de costos i la gestió d'un ús eficient de l'aigua i, per tant, l'impacte mediambiental.