Diseño de un circuito de medición de agua del suelo basado en arduino para riego deficitario controlado

Abstract

La presente tesis propone el diseño de un Circuito de Medición de Agua en el Suelo (CMAS) basado en Arduino para el uso eficiente de agua en el riego durante el ciclo de cultivo de la lechuga. Este circuito digital de bajo costo es capaz de monitorear la cantidad de agua en el suelo y notificar en tiempo real al agricultor ¿cuándo regar? y ¿cuánto regar? mediante el envío de SMS. El CMAS fue elaborado a partir de la calibración de sensores de humedad de suelo, diseño del software y hardware para el circuito, determinación de las láminas de reposición de riego y la determinación del punto de umbral de riego. Se realiza la calibración de sensores de humedad de suelo aplicando el “Método A”, recomendado por METER Group, para obtener las ecuaciones de calibración que estimen los valores del contenido volumétrico de agua (VWC) en el suelo del campo experimental. Estas ecuaciones de calibración fueron sometidas a una evaluación de estimaciones para determinar el error de todos los valores estimados y su nivel de confianza con respecto a los valores reales de VWC (Método gravimétrico). Después, se diseña el software (código de programación) y hardware (conexiones físicas) para integrar el sistema de control basado en Arduino con los sensores de humedad de suelo y módulos de tiempo, almacenamiento y comunicación, necesarios para que el CMAS sea capaz de estimar, almacenar y enviar el dato del contenido volumétrico de agua (VWC) en el suelo del campo experimental. A continuación, se determina la lámina de reposición de riego (Lr), es decir, “¿cuánto regar?” o el requerimiento de agua del cultivo de lechuga, a partir de datos del suelo como Capacidad de Campo (CC), Punto de Marchitez Permanente (PMP) y Agua Disponible en el suelo (AD), y datos del cultivo como Umbral de Riego (UR) y Profundidad Radicular (PR). Posteriormente, se determina el punto de umbral de riego (Pw), es decir, el “¿cuándo regar?” o la frecuencia de riego del cultivo de lechuga mediante el monitoreo remoto y análisis diario a los reportes SMS enviados cada hora por el CMAS. Finalmente, se realiza un análisis con los resultados de frecuencia de riego, lámina de reposición de riego, ahorro total de agua por la aplicación de riego deficitario controlado y rendimiento del cultivo de la lechuga.