El Proyecto de Excelencia de la JJAA "ControlCrop: Control del crecimiento de cultivos bajo invernadero optimizando criterios de sostenibilidad, económicos y de eficiencia energética", P10-TEP-6174, está financiado por la Consejería de Economía, Innovación y Ciencia con fondos FEDER.

En este proyecto se pretende plantear una estrategia para el control del crecimiento de cultivos bajo invernadero optimizando criterios de sostenibilidad, económicos, de eficiencia energética y de calidad. En concreto, el proyecto se basa en el desarrollo de un sistema de control jerárquico que integre criterios económicos (de forma que se maximice la diferencia entre el beneficio bruto obtenido por la venta del cultivo y los costes de producción), de ahorro de energía, de mejora de la eficiencia en el uso del agua y de aumento de la calidad de los productos hortícolas. De esta forma, el productor o el técnico responsable podrá reconfigurar el funcionamiento de la explotación en base a lo que se desea obtener en cada escenario que imponga el variable mercado agrícola.

La consecución del objetivo principal de este proyecto requiere abordar tres problemas fundamentales: (1) el desarrollo de un marco de referencia de control con múltiples objetivos de la producción en el agrosistema invernadero dentro de una estructura de control óptimo jerárquico, abordado el problema en su conjunto, analizando las interacciones entre estimación y los niveles de control jerárquico para obtener referencias de temperatura, concentración de CO2 y cantidad y calidad de agua; (2) el desarrollo de estrategias de control de nuevas variables climáticas como la concentración de CO2, combinado con la regulación de la temperatura usando fuentes renovables de energía, como un grado de libertad más para el control del crecimiento del cultivo; y (3) el desarrollo de estrategias de control de riego y nutrientes de forma que se realice un uso eficiente del agua y se disminuyan la deposición de sales contaminantes.

Para estos esquemas de control se analizará la estabilidad, robustez y convergencia cuando se considera el sistema en su conjunto y cuando el sistema se encuentra sometido a errores de modelado y perturbaciones en cualquiera de los niveles de la jerarquía de control.

Objetivos

El objetivo principal de este proyecto es el diseño e implementación (utilizando sistemas de coste bajo/medio) de un sistema de control jerárquico multiobjetivo del crecimiento de cultivos bajo invernadero en función del clima interior y de la fertirrigación, en el que se puedan integrar criterios económicos de forma que se maximice la diferencia entre el beneficio bruto obtenido por la venta del cultivo y los costes de producción, se ahorre energía eléctrica y combustible fósil, se mejore el uso de la eficiencia del agua y se puede aumentar la calidad de los productos hortícolas.

Para la consecución de este objetivo es necesario el establecimiento y cumplimiento de los siguientes subobjetivos:

  1. Desarrollar un marco de referencia de control con múltiples objetivos de la producción en el agrosistema invernadero dentro de una estructura de control óptimo jerárquico.
  2. Diseñar e implementar técnicas de control multivariable de las variables climáticas que afectan directamente al crecimiento de cultivos como la temperatura, humedad y concentración de CO2, teniendo en cuenta aspectos de ahorro energético. En este sentido se desarrollarán estrategias de control predictivo (Model Predictive Control ? MPC) incluyendo formulaciones de control predictivo cooperativo para un manejo óptimo de los distintos subsistemas existentes. Destacar que el principal objetivo será el desarrollo de estrategias con elevado potencial de aplicación práctica.
  3. Diseñar e implementar técnicas de control de irrigación basadas en modelos de las necesidades hídricas de los cultivos  para realizar un uso eficiente de agua y de la conductividad eléctrica de la fertirrigación para considerar el objetivo de la calidad de los productos hortícolas.