Modelos neurodifusos del microclima de un secador solar tipo invernadero para deshidratación de estevia (Stevia rebaudiana, L.)

Abstract

El desarrollo de modelos matem´aticos permite aumentar el conocimiento que se tiene sobre un sistema, incluso hacer predicciones sobre su comportamiento. Esto nos ayudan a tomar mejores decisiones sobre su manejo, mejorar el dise˜no, y/o controlar el sistema. Cuando se trata de sistemas que involucra la transferencia de calor y masa, por lo regular se acude a modelos mecanicistas representados por ecuaciones diferenciales. Dichos modelos involucran entradas y par´ametros que en algunas ocasiones son muy dif´ıciles de obtener. Adem´as, dichos modelos necesitan pasar por an´alisis de incertidumbre y de sensibilidad. Dichos an´alisis complican el estudio cuando se trabaja con poco tiempo. Una alternativa es utilizar modelos de caja negra, como los neurodifusos. Estos tienen como ventaja que solamente necesitan datos de entrada-salida del sistema que se desea estudiar para poder modelar su comportamiento. En este trabajo se generan modelos neurodifusos de arquitec tura ANFIS utilizando el Neuro-Fuzzy Desginer Toolbox de Matlab. Se realizaron cuatro experimentos de deshidratado con 75 kg de estevia cada uno, donde se midi´o la tempera tura y humedad relativa del aire de secado. La p´erdida de peso de la estevia se midi´o cada 30 minutos con cuatro muestras de 300 g. Los datos clim´aticos que se registraron fueron la humedad y temperatura del aire, la velocidad del viento y la radiaci´on solar. Con los datos obtenidos se estimaron los coeficientes para modelos de raz´on de humedad del producto que obtuvieron las estad´ısticas RMSE y EF de 0.01 a 0.08 y 0.93 a 0.99, respect´ıvamente. Finalmente, se concluy´o con modelos neurodifusos ANFIS para la predicci´on de tempera tura y humedad del aire de secado que obtuvieron las estad´ısticas RMSE de 1.63 a 4.70, MAE de 1.18 a 4.05, EF de 0.86 a 0.98 y r de 0.96 a 0.99, demostrando potenical para furura aplicaci´on al deshidratado solar de productos agr´ıcolas.