Análisis de un modelo metemático como base de un simulador de clima de invernaderos

Abstract

Para entender el comportamiento del ambiente del sistema invernadero bajo los diferentes climas que prevalecen en México, un simulador climático puede ser de gran ayuda. El objetivo de la investigación fue modificar, analizar y evaluar el comportamiento de un modelo matemático dinámico como base para la construcción de un simulador del clima de invernaderos establecidos en México. Primeramente se investigaron los requerimientos de control de clima para invernaderos usando diagramas de equipamiento y gráficas de temperaturas máximas y mínimas. En segundo lugar se propuso modificar un modelo matemático dinámico que contiene como variables de estado la temperatura del aire, temperatura de la masa térmica, humedad específica y biomasa de un cultivo de lechuga. Contiene además veintinueve parámetros y seis variables de entrada. En tercer lugar, se llevó a cabo un análisis de sensibilidad global para conocer los parámetros más influyentes sobre las variables de salida del modelo. En cuarto lugar, se llevó a cabo un análisis de incertidumbre para los parámetros, lo que permitió obtener funciones de distribución de probabilidades de cada variable de salida y cuantificar su variabilidad cuando cambia el valor nominal de los parámetros, suponiendo que tienen una distribución uniforme. Posteriormente el modelo se calibró por el procedimiento de mínimos cuadrados no lineales y se evaluó su desempeño con datos de un invernadero tipo sierra encontrando un buen ajuste entre las predicciones y mediciones. Finalmente, para explorar la posibilidad de mejoramiento de las predicciones del modelo mediante asimilación de datos, se diseñó un Filto de Kalman Extendido.