Diseño y simulación de un controlador en tiempo discreto para regulación de temperatura en un invernadero a escala
DOI:
https://doi.org/10.15665/rp.v14i1.646Keywords:
Controlador en tiempo discreto, regulación de temperatura, modelado de invernadero, helada climática, potencia térmica, velocidad de flujo de aireAbstract
Este documento describe el proceso de diseño de un controlador de temperatura trabajando en tiempo discreto para mantener el interior de un invernadero protegido del efecto destructivo de las heladas climáticas nocturnas. Como variables manipuladas no simultáneamente, se utilizaron: la potencia térmica específica y la velocidad del flujo de aire a temperatura mayor que el exterior. Primero se formuló un modelo dinámico deducido analíticamente y que involucrara a las variables de entrada mencionadas junto con la temperatura interna del invernadero como variable de salida. El procedimiento de validación se basó en la respuesta paso del sistema ante una entrada de potencia térmica y en el comportamiento en estado estable. Un diseño factorial se ejecutó para determinar parámetros restantes generados por la inclusión de la variable velocidad de flujo entrante. Tal resultado fue el punto de partida para simular pruebas de evaluación del desempeño del controlador obtenido ante escenarios donde la temperatura externa al invernadero se configuró para representar dos situaciones: temperatura ambiente exterior en el punto de congelación y comportamiento de la temperatura durante el transcurso de una noche de helada climática por radiación. Tales situaciones simuladas mostraron que el controlador mantenía el sistema sin riesgo de daños por congelación.
References
Banco de Occidente, “Altiplanos de Colombia - Colección Ecológica del Banco”. [En línea]. Disponible en: http://www.imeditores.com/banocc/altiplanos/cap3.htm. [Accedido: 15-ene-2013].
C. Aristizábal Arango, “Brotes especulativos, el riesgo de la ola de calor”, El Colombiano, Medellín, 2013.
T. E. Farlie y A. Ortega, “Efecto de la Presencia de Heladas Simuladas en Diferentes Estados Fenológicos y su Impacto en el Rendimiento de la Papa CV Ccompis: Estudio Preliminar.”, Rev. Latinoam. Papa, vol. 7, pp. 86-93, 1994.
“Heladas en el altiplano cundiboyacense - eltiempo.com”, eltiempo.com. [En línea]. Disponible en: http://www.eltiempo.com/vida-de-hoy/educacion/heladas-en-el-altiplano-cundiboyac_12362715-4. [Accedido: 14-ene-2013].
D.-H. Park, B.-J. Kang, K.-R. Cho, C.-S. Shin, S.-E. Cho, J.-W. Park, y W.-M. Yang, “A Study on Greenhouse Automatic Control System Based on Wireless Sensor Network”, Wirel. Pers. Commun., vol. 56, n.o 1, pp. 117-130, ene. 2011.
A. Alpi y F. Tognoni, Cultivo en invernadero. Mundi-Prensa Libros, 1991.
K. B. Perry, “Basics of Frost and Freeze Protection for Horticultural Crops”, HortTechnology, vol. 8, n.o 1, pp. 10-15, ene. 1998.
D. S. Wratt, A. Tait, G. Griffiths, P. Espie, M. Jessen, J. Keys, M. Ladd, D. Lew, W. Lowther, N. Mitchell, J. Morton, J. Reid, S. Reid, A. Richardson, J. Sansom, y U. Shankar, “Climate for crops: integrating climate data with information about soils and crop requirements to reduce risks in agricultural decision-making”, Meteorol. Appl., vol. 13, n.o 4, pp. 305-315, 2006.
F. C. S., Francisco Elias Castillo, Agrometeorología. Mundi-Prensa Libros, 2001.
A. Maqbool, S. Shafiq, y L. Lake, “Radiant frost tolerance in pulse crops—a review”, Euphytica, vol. 172, n.o 1, pp. 1-12, 2010.
“Revista Latinoamericana de la Papa - Google Libros”. [En línea]. Disponible en: http://books.google.com.co/books?id=9VminGvwTPsC&pg=PA88&dq=efecto+heladas+papa&hl=es&sa=X&ei=suJfT7m4K5P4gAethqmbCA&ved=0CDcQuwUwAQ#v=onepage&q=heladas&f=false. [Accedido: 14-mar-2012].
M. J. Burke, L. V. Gusta, H. A. Quamme, C. J. Weiser, y P. H. Li, “Freezing and Injury in Plants”, Annu. Rev. Plant Physiol., vol. 27, n.o 1, pp. 507-528, 1976.
F. P. Incropera y D. P. De Witt, Fundamentals of heat and mass transfer, 2nd edition. John Wiley and Sons Inc.,New York, NY, 1985.
J. D. Pabón-Caicedo, J. A. Eslava-Ramírez, y R. E. Gómez-Torres, “Generalidades de la distribución espacial y temporal de la temperatura del aire y de la precipitación en Colombia”, Meteorol. Colomb., vol. 4, pp. 47-59, 2001.
J. J. V. Corredor, C. A. C. Camargo, y E. F. M. Guerreo, “Efectos de los fenómenos macroclimáticos (El Niño y La Niña) sobre diferentes variables, climatólogicas en Boyacá”, Vestig. Ire, vol. 1, n.o 1, 2008.
Downloads
Additional Files
Published
Issue
Section
License
The authors to publish in this journal agree to the following conditions:
- The authors transfer the copyright and give the the journal first publication right of the work registered with Creative Commons Attribution License, which allows third parties to use the published work on the condition of always mentioning the authorship and first publication in this journal.
- The authors may perform other independent and additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the version of the article published in this issue (E.g., Inclusion in an institutional repository or publication in a book), it must be indicated clearly that the work was first published in this journal.
- It allows and encourages the authors to publish their work online (eg institutional or personal pages) before and during the review and publication process. It can lead to productive exchanges and greater and faster dissemination of the published work (see The Effect of Open Access)
Instructions to fill out Certificate of Originality and Copyright Assignment
- Click here and get the forms of Certificate of Originality and Copyright Assignment .
- In each field to fill out, click and complete the corresponding information.
- Once the fields are filled out, at the end of the form copy your scanned signature or digital signature. Please adjust the size of the signature on the form.
- Finally, you can save them as pdf files and send them through the OJS platform as an attachment.