HC353 - horticultura

INVERNADEROS 66 Para hacer frente a los efectos no deseados de las perturbaciones, se emplean técnicas de control más avan- zadas. Un ejemplo de estas técnicas es el control adaptativo, enfocado a reajustar los valores de los parámetros de un controlador en base a distintas condiciones operacionales. El control por planificación de ganancias, tam- bién llamado control de ajuste por tabla, es un esquema muy utilizado en este contexto. Con esta técnica de control, los parámetros del controlador se modifican a partir de una tabla o función calculada previamente para distintos puntos de funcionamiento según la relación conocida entre las perturbaciones y el comportamiento del proceso a controlar. En el caso de un invernadero, esta relación viene determinada por la velocidad con la que se puede evacuar el aire caliente, que depende del tamaño de las ventanas, de la diferencia entre la temperatura interior y exterior, y de la velocidad del viento. La relación entre la temperatura del aire exterior y la temperatura del aire interior a través de la ventilación es conocida, pues a menor temperatura exterior más disminuye la temperatura del invernadero. En el caso del viento, el efecto es el contrario, y es que a mayor velocidad de viento se favorece la renovación de aire, disminuyendo la temperatura del invernadero. En base a estas relaciones, se puede aplicar el esquema de control que se muestra en la Figura 1, en el que el mecanismo de ajuste se centra en modificar el controlador en función de la temperatura exterior y de la velocidad del viento. De esta forma, el controlador puede abrir y cerrar más rápido las ventanas, adaptándose a las variaciones que puedan aparecer en el clima exterior y minimizando su impacto en la temperatura regulada. CONTROL POR PREALIMENTACIÓN El control por prealimentación, tam- bién denominado control por adelanto o anticipativo, es otra estrategia que permite tener en cuenta las pertur- baciones medibles que afectan a un proceso y tratar de eliminarlas o reducir su efecto sobre el mismo. A diferencia del control por planificación de ganan- cias, el control por prealimentación no reajusta el valor de los parámetros del controlador, sino que, para cada per- turbación medible, se introduce una señal quemodifica a la señal de control con objeto de anticiparse y eliminar el efecto no deseado que causaría la per- turbación sobre la variable controlada. Para calcular las señales de control por prealimentación, es necesario emplear unos modelos matemáticos que rela- cionan la variable controlada con las perturbaciones que le afectan. En el caso del control de la tempe- ratura del aire de un invernadero utilizando ventilación natural, las rela- ciones entre la temperatura del aire interior y las perturbaciones exteriores son fuertemente no lineales, e incluso ocurren en distintas escalas de tiempo. Para caracterizarlas con precisión, en el ámbito de la investigación se emplean modelos que consisten en ecuaciones diferenciales, expresando intercambios de energía y balances de masas. Sin embargo, estos modelos no lineales son muy complejos de utilizar para calcular estrategias de control. Recientemente, en un artículo cientí- fico publicado en la revista Agronomy (Montoya-Ríos et al., 2020), se ha plan- teado el problema de control de la temperatura diurna con la ventilación natural utilizando el control por preali- mentación. El enfoque presentado en el citado artículo consiste en aplicar una metodología sencilla para obtener una estrategia de control implemen- table en cualquier invernadero. En lugar de utilizar complejos modelos matemáticos, se propone el uso de métodos de identificación de sistemas basados en datos, es decir, se utilizan los históricos de datos que captan los sensores instalados en un invernadero para determinar las relaciones entre la temperatura interior, la ventilación natural y las perturbaciones exteriores. Figura 1. Esquema de control por planificación de ganancias aplicado para controlar la temperatura diurna del aire en el interior de un invernadero mediante ventilación natural.