Gestión autónoma de viveros hidropónicos mediante inteligencia artificial de las cosas, para el uso eficiente del agua

Abstract

La escasez hídrica constituye una limitación significativa para la agricultura en la comunidad de Mantoclla, en el distrito de Anta, motivo por el cual esta investigación propone el diseño e implementación de un fitotoldo hidropónico cerrado basado en AIoT (Inteligencia Artificial + Internet de las Cosas) con el objetivo de reducir el consumo del agua en el cultivo de rábanos. El sistema empleará la técnica hidropónica NFT (Nutrient Film Technique), que permite la recirculación continua de una delgada lámina de solución nutritiva sobre las raíces, gestionando de forma eficiente el recurso hídrico. El control estará a cargo de un modelo de inteligencia artificial entrenado con el algoritmo de aprendizaje por refuerzo Soft Actor-Critic (SAC), encargado de regular automáticamente parámetros clave como el pH, la conductividad eléctrica (EC) y el funcionamiento de la bomba de recirculación en función de la temperatura ambiente. Para garantizar su operatividad en zonas rurales con acceso limitado a la red eléctrica, el sistema utilizará energía solar complementada con un temporizador programado, asegurando eficiencia energética sin comprometer el control ambiental. El modelo será previamente entrenado en un entorno simulado que represente el comportamiento físico del sistema, con el fin de afinar su desempeño antes de su implementación real. La investigación se enfocará en el diseño, integración y evaluación del sistema, y al finalizar este ofrecerá una alternativa viable para mejorar la eficiencia hídrica en cultivos específicos bajo condiciones controladas, como el rábano en fitotoldos cerrados.