Enfoques de modelación matemática de la geometría del bulbo húmedo en riego por goteo

Abstract

El riego por goteo es una de las técnicas más eficientes para la gestión del agua en la agricultura, especialmente en regiones con recursos hídricos limitados. Este sistema permite una aplicación precisa de agua directamente en la zona radicular, minimizando pérdidas por evaporación y escorrentía. No obstante, la predicción del comportamiento del agua en el suelo sigue representando un desafío, ya que la forma y extensión del bulbo húmedo varían significativamente según las condiciones de riego y ambientales. El objetivo general de la presente Tesis fue desarrollar un modelo matemático para estimar la geometría del bulbo húmedo en riego por goteo superficial a partir de distintos enfoques de modelación matemática, considerando diferentes tipos de suelo y condiciones de riego, además de implementar el modelo en un programa computacional de uso accesible, con el fin de optimizar el uso del agua y prevenir el estrés hídrico en los cultivos. El modelo matemático se desarrolló utilizando distintos enfoques y experiencias de diversos autores, realizando una regresión no lineal múltiple a la base de datos que fue integrada por la información de tres estudios con distintas texturas de suelo y condiciones de riego, posteriormente se evaluó las capacidades predictivas del modelo y se hizo un análisis de sensibilidad de las variables utilizadas. El software se implementó en Visual Studio y Python con el modelo propuesto. El modelo empírico desarrollado permitió calcular las dimensiones de mojado del bulbo húmedo a diferentes tiempos y condiciones de riego, de igual manera estimó de forma aceptable el radio de mojado a distintas profundidades. Se logró implementar el modelo matemático en un programa computacional, donde las estimaciones se obtuvieron de una manera gráfica y tuvieron una mayor exactitud en el radio de mojado a menor profundidad, en general, las predicciones fueron satisfactorias. De esta manera se obtuvo una herramienta práctica y eficiente para el diseño y operación del riego por goteo superficial.