Control automatizado inteligente del estrés hídrico y térmico abiótico en invernaderos para la optimización de la producción de papa prebásica

Abstract

El aumento proyectado del 50% en la demanda mundial de alimentos para 2050, junto con la disminución de la disponibilidad de agua dulce o cambio climático, resalta la necesidad urgente de prácticas agrícolas más eficientes. Este estudio presenta el desarrollo e implementación de un sistema automatizado de riego y control térmico de bajo costo para la producción de papa prebásica (Solanum tuberosum L. ) en invernaderos en Siberia, Rusia. El sistema forma parte del proyecto DARY y se enfoca en optimizar el uso de agua y energía bajo condiciones controladas de estrés hídrico y térmico. Este experimento fue realizado durante dos temporadas consecutivas en 2024 y empleó sensores ambientales y algoritmos avanzados para regular dinámicamente el riego y la temperatura según las necesidades fisiológicas del cultivo. Se comparó con un sistema convencional en condiciones similares, evaluando costo operativo y funcionalidad del panel de control. Los resultados mostraron un incremento del 22% en la producción de papa prebásica, ahorro del 27% en agua y reducción del 12% en consumo eléctrico. Además, el costo del panel de control fue un 35% menor que el del sistema comercial, destacando su escalabilidad y adaptabilidad. La arquitectura del sistema incluye una aplicación web intuitiva, comunicación MQTT, base de datos NoSQL y microcontroladores. Los resultados validan a DARY como una solución tecnológica viable y sostenible para la agricultura de precisión, especialmente en contextos con donde los recursos tienen sus limitaciones.