Aplicación Scada para el control del Riego Deficitario en Almendro.

Resumen

En los últimos años se ha experimentado un empleo cada vez más frecuente de los denominados sistemas SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) en todos los ámbitos de la ingeniería, ya sea a nivel industrial como agrícola. Son varios los motivos que han contribuido a este aumento de su uso, destacando principalmente la mejora y abaratamiento de los equipos informáticos, así como la evolución a la que se han visto sometidos diversos lenguajes de programación.

El objetivo de esta comunicación es describir una aplicación SCADA que permita el Riego Deficitario Controlado (RDC) en almendro, teniendo en cuenta para ello los datos edafoclimáticos de la parcela donde están ubicados. Este sistema está constituido principalmente por una aplicación software desarrollada mediante el lenguaje de programación gráfica LabVIEW® y por una tarjeta de adquisición de datos que posibilita la captura de las señales de los transductores y el control de los diversos actuadores de una instalación de riego, como son las electroválvulas, contactores, etc.

La aplicación SCADA propuesta puede verse complementada mediante el empleo del software de control remoto VNC (Virtual Network Computing). VNC es un programa de software libre basado en una estructura cliente-servidor el cual permite tomar el control del servidor (equipo donde se está ejecutando el sistema SCADA) remotamente a través de un equipo cliente cualquiera con conexión a internet, evitando así desplazamientos innecesarios y proporcionando un mayor control del sistema, así como un ahorro de tiempo y dinero.

1.- Introducción y Objetivos

A lo largo de las tres últimas décadas, los sistemas de control, supervisión y adquisición de datos, comúnmente conocidos como SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) se han utilizado en diferentes campos técnicos y científicos. Se entiende por sistema SCADA una aplicación software diseñada especialmente para ser ejecutada en equipos con el fin de controlar de un determinado proceso, proporcionando la comunicación con los dispositivos de campo (controladores autónomos) y controlando el proceso de forma automática desde la pantalla del ordenador. Entre las múltiples funciones que puede realizar un SCADA destacan las siguientes: monitorizar procesos químicos, físicos o de transporte en sistemas de suministro de agua, gestión de la producción, mantenimiento, control de calidad, administración de datos, tratamiento histórico de información mediante su incorporación en bases de datos, etc.

En lo que concierne al sector agrícola, los sistemas SCADA han tenido aplicaciones considerables en el control del clima, la fertirrigación y el riego de invernaderos (Van Meurs et al., 1996). Análogamente, para el control del riego a distancia también se desarrollaron diversos dispositivos genéricos (Geler et al., 1994; Tabib et al., 1995; Dick et al., 1996; Zehngut et al., 1996; Ladue, 2001; Sweigard, 2003). Son varias a la vez las aplicaciones implementadas en el regadío para la supervisión y control de caudales en canales de riego y de laboratorio (Prado Hernández et al., 2003; Mareels et al., 2005; Rijo, 2008; Rodríguez et al., 2008;), para drenaje y control de la calidad del agua (Tait et al., 1995), en sistemas de bombeo, en riego localizado con aguas residuales (Durán-Ros et al., 2008) y para el control global del riego en zonas regables (Gensler et al., 2009).

El objetivo principal del sistema SCADA propuesto es posibilitar el Riego Deficitario Controlado (RDC) en almendro, teniendo en cuenta los datos edafoclimáticos de la parcela donde se vaya a implantar el sistema. El empleo de este tipo de riego permite optimizar el valiosísimo recurso que es el agua, aplicando estrategias de riego deficitario que posibilitan tener producciones aceptables.

Son varios los grupos de investigación que han llevado a cabo trabajos de riego deficitario en almendro, observándose diferentes respuestas productivas frente al déficit hídrico, en función del momento en que éste se aplica (Leon et al., 1985; Girona, 1992; Hutmacher et al., 1994; Girona y Marsal, 1995; Torrecillas et al., 1996; Germana, 1997; Girona et al., 1997;Marsal et al., 1997; Shackel et al., 1998; Esparza et al., 2001; Klein et al., 2001; Nanos et al., 2002; Romero et al., 2004; Girona et al.,2005; Goldhamer et al., 2006).

En almendros variedad ‘Marcona', en Tarragona, Girona y Marsal (1995) emplearon una estrategia de RDC consistente en aplicar el 100 % de la ETc hasta que finaliza el crecimiento exterior del fruto, momento en el que se inicia la rápida acumulación de materia seca del grano (abril - 15 de junio), el 20 % de la ETc hasta la recolección (15 de junio - 15 de septiembre) y de nuevo el 100 % de la ETc durante el período de postcosecha. Los resultados obtenidos pusieron de manifiesto la buena adaptación del almendro a la estrategia de RDC planteada, aún cuando la producción media del tratamiento de RDC (1.531 kg·grano·ha-1) fue ligeramente inferior a la de control (1.982 kg·grano·ha-1). El ahorro de agua conseguido fue del 61 %, y la eficiencia en el uso del agua en el de RDC (0.66 kg·grano·m-3) superó ampliamente a la de control (0.26 kg·grano·m-3). El factor más afectado fue el peso fresco del grano, no observándose ninguna tendencia en el número de frutos por árbol.

2.- Materiales y Métodos

Para la implementación del sistema SCADA se he empleado la herramienta software de National Instruments LabVIEW, permitiendo así la programación de la  aplicación mediante un lenguaje gráfico, de forma más sencilla e intuitiva. Concretamente se ha empleado la versión de LabVIEW 8.6.

El objetivo principal del sistema SCADA propuesto consiste en, en base a unos parámetros edafoclomáticos de la zona que se desea tratar, realizar una estimación de las necesidades hídricas del cultivo de la zona.

En el caso del presente trabajo, se ha aplicado a una parcela de almendros localizada en el sureste español, más concretamente en el término municipal de Fuente Álamo, en la región de Murcia. El almendro existente en dicha parcela es de la variedad Antoñeta en el patron GF 677, de 6 años, en un marco de plantación de 42m de superficie (7m*6m), con un total de 547 árboles, laterales de 16mm y dos emisores por árbol de 8 l/h. La parcela a su vez está dividida en dos sectores aproximadamente con el mismo número de árboles. La figura 1 ofrece una foto aérea de la finca.   Para la consecución del objetivo mencionado, el sistema SCADA lleva a cabo una secuencia de ejecución dividida en una serie de etapas, las cuales se describen con detalle a continuación. 

3.- Conclusiones

La aplicación SCADA desarrollada e implementada demuestra la utilidad de este tipo de métodos para la gestión del riego en todo tipo de cultivos. A su vez, la posibilidad de programar cualquier tipo de función permite calcular parámetros de forma automática, así como gestionar el sistema en base a los mismos, adaptándose y optimizando los recursos hídricos.

Su implementación en el caso práctico de una finca de almendros demuestra el correcto funcionamiento del sistema y permite establecer una base para futuros trabajos.


 Fuente: XXIX Congreso Nacional de Riegos - Córdoba - España - 7 - 8 de junio de 2011
APLICACIÓN SCADA PARA EL CONTROL DEL RIEGODEFICITARIO EN ALMENDRO  - Molina, J.M., Pagan, F.J., Jiménez, M., Ruiz Canales, A., Fernández-Pacheco, D.G. 


Aplicación Scada para el control del Riego Deficitario en Almendro