Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias
Volumen 3, Número 2, 2026, abril-junio
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
DISEÑO BASADO EN SIMULACIÓN DE UNA MICRORRED SOLAR DE RIEGO
AGRÍCOLA RESILIENTE CON CONTROL ANALÓGICO-DISCRETO PARA LA
AGRICULTURA RURAL DEL CARIBE
SIMULATION-BASED DESIGN OF A RESILIENT SOLAR-POWERED
AGRICULTURAL IRRIGATION MICROGRID WITH ANALOG-DISCRETE CONTROL
FOR RURAL CARIBBEAN AGRICULTURE
Baldo Alberto Luigi Dalporto
República Dominicana
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1756 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Diseño basado en simulación de una microrred solar de riego agrícola resiliente
con control analógico-discreto para la agricultura rural del Caribe
Simulation-based design of a resilient solar-powered agricultural irrigation
microgrid with analog-discrete control for rural Caribbean agricultura
Baldo Alberto Luigi Dalporto
a,*
baldo.dalporto@intec.edu.do
https://orcid.org/0009-0008-8719-1562
*
Autor de correspondencia: baldo.dalporto@intec.edu.do,
a
Instituto Tecnológico de Santo
Domingo (INTEC), República Dominicana
RESUMEN
La vulnerabilidad climática, el estrés hídrico, la inseguridad energética y las limitaciones de
productividad agrícola convergen con especial intensidad en contextos caribeños de pequeñas
islas y en desarrollo tropical. Este artículo presenta RESILIA-AGRO-DR, una plataforma
modular de riego solar agrivoltaico diseñada para la República Dominicana y adaptable a
América Latina. El sistema propuesto integra una bahía fotovoltaica agrivoltaica de 5,5 kWp, un
banco de baterías de 48 V, riego por goteo, seguimiento analógico de puntos de máxima
potencia, lógica de riego basada en hardware, circuitos de protección discretos y un supervisor
de inteligencia artificial opcional para optimización no crítica. El principio central de diseño es la
separación funcional: acciones críticas para la seguridad como la protección de baterías, la
prevención de funcionamiento en seco, el umbral entre humedad del suelo y el enclavamiento
de bombas se ejecutan mediante lógica analógica y discreta verificable en lugar de por
software. La inteligencia artificial se utiliza únicamente para recomendaciones de puntos de
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1757 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
ajuste informadas por el clima, mantenimiento predictivo y análisis operativos. Se generó un
conjunto de datos sintético de simulación de 45 días para evaluar la autonomía energética, la
demanda de riego, el estado de carga de las baterías y la reducción del consumo de agua bajo
supuestos representativos de operación tropical. El módulo simulado de 5,5 kWp producía 19,9
± 3,8 kWh día−1, mientras que las cargas diarias totales promediaban 5,47 ± 0,74 kWh día−1.
El estado medio de carga de la batería al final del día se mantuvo por encima del 90% tras el
periodo inicial de recuperación de carga, y el sistema mantuvo el cumplimiento del 100% de
autonomía energética usando un criterio del 20% de estado mínimo de carga. El riego agrícola
simulado basado en la demanda redujo el agua aplicada en un 22,5% en comparación con un
programa convencional de goteo. Un modelo económico de base estimó un retorno simple de
aproximadamente 5,5 años bajo supuestos beneficios evitados en el diésel, mano de obra,
agua y productividad. Los resultados respaldan a RESILIA-AGRO-DR como una plataforma
técnicamente plausible y socialmente relevante para la electrificación rural resiliente, la
agricultura eficiente en el consumo de agua y la infraestructura de energía renovable sostenible
localmente. El despliegue en el campo es necesario para validar la respuesta agronómica, la
fiabilidad a largo plazo, la resistencia a la corrosión tropical y el rendimiento tecnoeconómico
completo.
Palabras clave: Agrivoltaica; Energía renovable; Electrónica discreta; Riego solar; República
Dominicana; Resiliencia climática; Microrredes rurales; Inteligencia artificial; Nexo agua-
energía-alimento; Control de hardware a prueba de fallos.
ABSTRACT
Background: The Dominican Republic and many Latin American and Caribbean countries face
increasing challenges related to energy resilience, climate vulnerability, rural electrification,
agricultural productivity, and continuity of essential services during grid failures or extreme
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1758 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
weather events. Conventional renewable microgrid solutions are generally based on digital
controllers, proprietary software, commercial inverters, and cloud-based monitoring platforms,
which may limit local repairability, technological sovereignty, and fail-operational behavior in
vulnerable contexts.
Objective: This study proposes RESILIA-AGRO-DR, an innovative agrivoltaic renewable-
energy platform based on photovoltaic generation, analog maximum power point tracking,
hybrid battery–supercapacitor storage, hardware-based load prioritization, water–energy
integration, and optional artificial intelligence for non-critical optimization.
Methods: The proposed system was developed as a doctoral-level engineering design
integrating five major subsystems: an elevated agrivoltaic photovoltaic array, an analog MPPT
power-conditioning stage, a 48 V DC resilient nanogrid, hybrid energy storage, and a discrete-
electronics load-management architecture. The critical control layer is implemented using
analog and discrete components, including operational amplifiers, comparators, analog
switches, voltage references, PWM controllers, MOSFET drivers, relays, and protection
devices. Artificial intelligence is considered only as an optional supervisory layer for forecasting,
maintenance prediction, and operational reporting, without replacing hardware-based safety
functions.
Expected results: The proposed architecture is expected to improve continuity of critical loads
such as emergency lighting, communication systems, water pumping, medical refrigeration, and
basic community services. The hybrid storage configuration is expected to reduce battery stress
during transient events, while the agrivoltaic structure may provide simultaneous energy
generation, agricultural shading, water-management support, and climate-adaptation benefits.
Conclusions: RESILIA-AGRO-DR represents a technically feasible and socially relevant
renewable-energy architecture for the Dominican Republic and LATAM. Its originality lies in the
integration of agrivoltaics, analog MPPT, hardware-prioritized loads, hybrid storage, and
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1759 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
optional AI into a fail-operational system designed for resilience, local maintainability, and
potential governmental deployment. The project provides a credible basis for prototype
development, doctoral research, intellectual-property exploration, and Scopus-oriented
publication.
Keywords: Renewable energy; Agrivoltaics; Analog MPPT; Discrete electronics; Microgrid;
Dominican Republic; Energy resilience; Hybrid storage; Artificial intelligence; Photovoltaic
systems.
Recibido: 3 mayo 2026 | Aceptado: 19 mayo 2026 | Publicado: 20 mayo 2026
Aspectos destacados
• Se propone una plataforma modular de riego agrícola para las necesidades de resiliencia
climática de Dominica y el Caribe.
• El núcleo de control crítico para la seguridad utiliza comparadores analógicos, pestillos,
temporizadores, enclavamientos y circuitos de protección en lugar de firmware.
• La inteligencia artificial está restringida a la optimización supervisora, preservando la
operación autónoma del hardware durante fallos de software o conectividad.
• Una simulación sintética de 45 días indica autonomía energética, resiliencia de las baterías
y una menor demanda de agua de riego del 22,5% bajo las suposiciones establecidas.
• El diseño se posiciona como un prototipo de investigación, propuesta de financiación
gubernamental y una posible plataforma de propiedad intelectual.
Nomenclatura
Tabla 1
Abreviaturas y símbolos usados en el manuscrito.
Símbolo
Significado
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1760 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
AV
Sistema agrivoltaico
BESS
Sistema de almacenamiento de energía por
baterías
ETc
Evapotranspiración de cultivos
GCR
Relación de cobertura del terreno de la
estructura fotovoltaica
GHI
Irradiación horizontal global
LER
Relación equivalente a tierras
MPPT
Seguimiento de puntos de máxima potencia
PR
Relación de rendimiento fotovoltaico
SOC
Estado de carga de la batería
WUE
Eficiencia en el uso del agua
INTRODUCCIÓN
La literatura sobre sistemas fotovoltaicos, microredes y agrivoltaica muestra que la
integración entre generación renovable, almacenamiento, control energético y uso dual del
suelo constituye una línea estratégica para aumentar la resiliencia energética en regiones
vulnerables. Desde el punto de vista fotovoltaico, el modelado eléctrico de módulos solares
requiere considerar la curva no lineal corriente–tensión, la variación por irradiancia y
temperatura, y la localización dinámica del punto de máxima potencia, aspectos ampliamente
tratados en modelos de arreglo fotovoltaico y estudios de algoritmos MPPT (Villalva et al.,
2009; Hohm & Ropp, 2003; Femia et al., 2005; Jain & Agarwal, 2004; Reisi et al., 2013). En el
ámbito de las microredes, la operación local con fuentes distribuidas, almacenamiento y cargas
priorizadas ha sido reconocida como una arquitectura clave para mejorar confiabilidad,
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1761 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
autonomía y continuidad de servicios esenciales (Lasseter et al., 2002; Parhizi et al., 2015). De
forma complementaria, los sistemas agrivoltaicos han demostrado que la coexistencia de
paneles fotovoltaicos y producción agrícola puede mejorar el uso del suelo, modificar
favorablemente el microclima y aumentar la productividad combinada de electricidad y biomasa
bajo configuraciones adecuadas (Marrou et al., 2013; Valle et al., 2017). En este contexto, la
presente propuesta se fundamenta también en criterios clásicos de diseño electrónico
analógico para acondicionamiento, comparación, filtrado y control de señales, de acuerdo con
principios ampliamente establecidos en circuitos analógicos (Allen & Holberg, año). La
transición energética en la República Dominicana no debe entenderse únicamente como la
sustitución de la generación fósil por generación renovable. En un contexto insular caribeño
expuesto a huracanes, sequías, inundaciones, estrés térmico, inestabilidad en la red y
vulnerabilidad agrícola, la infraestructura de energías renovables se convierte en un
instrumento de resiliencia. El Banco Mundial ha enfatizado que se espera que el cambio
climático afecte a la productividad laboral dominicana, la salud, los rendimientos agrícolas, el
turismo, las infraestructuras y los ecosistemas naturales para mediados de siglo (Banco
Mundial, 2023).
Paralelamente, la política de energías renovables está impulsando al país hacia una
mayor penetración de renovables, integración del almacenamiento y soluciones de energía
distribuida (Agencia Internacional de Energías Renovables, 2025; Departamento de Comercio
de EE. UU., Administración de Comercio Internacional, 2026). Estas dinámicas hacen que la
electrificación agrícola y la seguridad hídrica sean sectores estratégicos para la investigación
en ingeniería aplicada.
La agricultura es especialmente sensible a los efectos combinados de la variabilidad de
las lluvias, el estrés térmico y la disponibilidad de energía. El riego a diésel es operativamente
costoso, logísticamente frágil y medioambientalmente indeseable. El riego conectado a la red
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1762 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
también es vulnerable cuando la fiabilidad de los alimentadores es limitada o el clima extremo
afecta a las redes de distribución. El bombeo solar reduce la dependencia del combustible,
pero los sistemas convencionales de bombeo solar suelen diseñarse como paquetes
electromecánicos aislados en lugar de plataformas integradas de agua, energía y resiliencia
alimentaria.
La agrivoltaica ofrece una respuesta prometedora porque permite la generación de
electricidad colocalizada y la producción de cultivos. El trabajo fundamental de Goetzberger y
Zastrow (1982) propuso la coexistencia de la conversión de energía solar y el cultivo de
plantas, mientras que investigaciones posteriores demostraron que las estructuras agrivoltaicas
pueden mejorar la eficiencia del uso del suelo y, bajo condiciones climáticas y agronómicas
adecuadas, reducir el estrés hídrico de los cultivos y el estrés térmico fotovoltaico (Dupraz et
al., 2011; Dinesh & Pearce, 2016; Barron-Gafford et al., 2019; Weselek et al., 2019). Estos
hallazgos son especialmente relevantes para regiones tropicales calientes y con reservas de
agua.
Sin embargo, el auge de la agricultura inteligente y el riego basado en el Internet de las
Cosas ha introducido otra dependencia: el software. Una filosofía de diseño orientada a la
resiliencia basada en el control transparente del hardware ha sido defendida en contextos
críticos de instrumentación para la seguridad y se adapta aquí a la agricultura de energías
renovables (Dalporto et al., 2026). En entornos con muchos recursos, la optimización basada
en software suele ser aceptable. En contextos rurales tropicales, las pérdidas de conectividad,
defectos de firmware, vulnerabilidades ciberfísicas, escasez de componentes, transitorios por
rayos y limitaciones de mantenimiento pueden convertir la dependencia del software en un
riesgo operativo. Por esta razón, RESILIA-AGRO-DR adopta una filosofía de diseño híbrida.
Sus funciones críticas se ejecutan mediante electrónica analógica-discreta transparente y
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1763 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
localmente diagnosticable, mientras que la inteligencia artificial sigue siendo opcional y
supervisada.
Este artículo presenta la versión final de investigación manuscrita de RESILIA-AGRO-
DR. El manuscrito incluye una sección formal de materiales y métodos, dimensionamiento
energético, diseño electrónico de bloques, diagramas funcionales, un protocolo de validación,
un conjunto de datos sintético de campo/simulación, análisis económico, comparación con
sistemas comerciales representativos de riego solar y una discusión sobre novedad científica.
La versión actual solo informa de resultados simulados; Por lo tanto, es adecuado como
manuscrito de diseño y simulación o como base para un artículo experimental posterior tras su
despliegue en campo.
Brecha en la investigación
La literatura y el panorama comercial revelan cuatro lagunas que motivan la arquitectura
propuesta. En primer lugar, los productos de riego solar suelen enfatizar el rendimiento del
bombeo, la monitorización remota o los paquetes de financiación (Grundfos, 2026; LORENTZ,
2026; SunCulture, 2026), pero no integran necesariamente la protección de cultivos agrícolas,
la reparabilidad del hardware local y una lógica autónoma de riego infalible. En segundo lugar,
muchos sistemas de riego inteligente dependen de microcontroladores, conectividad
inalámbrica o plataformas en la nube, lo que puede crear un único punto de fallo en entornos
rurales de baja conectividad. En tercer lugar, la investigación agrícola se centra a menudo en la
productividad equivalente a la tierra, fisiología de cultivos o rendimiento fotovoltaico, pero
menos frecuentemente en arquitecturas de control electrónico discreto adaptadas a la
operación rural tropical. Cuarto, pocos sistemas separan explícitamente el control de hardware
crítico para la seguridad de la optimización no crítica basada en IA.
Contribuciones
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1764 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Una arquitectura modular de riego solar agrivoltaico para contextos rurales dominicanos
y latinoamericanos.
Un diseño de control electrónico discreto que utiliza acondicionamiento de sensores,
comparadores, umbrales Schmitt, pestillos, circuitos de temporización y enclavamientos de
alimentación.
Una capa opcional de supervisión de IA que no puede anular restricciones de seguridad
del hardware.
Un modelo sintético reproducible de simulación para balance energético, demanda de
riego, SOC de baterías y ahorro de agua.
Un análisis tecnoeconómico y de posicionamiento comercial frente a sistemas de
mercado representativos.
METODOLOGÍA
Materiales y métodos
El diseño electrónico propuesto se basa en una arquitectura modular de adquisición,
acondicionamiento y control analógico. La tensión y la corriente del arreglo fotovoltaico se
escalan mediante divisores resistivos, sensores de corriente y etapas de acondicionamiento
con amplificadores operacionales. La potencia instantánea se estima mediante una operación
analógica proporcional a
, y la señal resultante se emplea para implementar un
esquema MPPT tipo perturbación-observación. Este enfoque se justifica por la amplia
utilización del MPPT en sistemas fotovoltaicos y por la evidencia previa sobre el desempeño
comparativo de algoritmos de seguimiento del punto de máxima potencia, incluyendo métodos
de perturbación-observación, conductancia incremental y estrategias de paso variable (Hohm &
Ropp, 2003; Femia et al., 2005; Jain & Agarwal, 2004; Reisi et al., 2013). El modelo eléctrico de
referencia del arreglo fotovoltaico se apoya en formulaciones de un diodo y parámetros
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1765 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
derivados de datos de hoja técnica, siguiendo aproximaciones ampliamente usadas para
simulación y análisis de arreglos FV (Villalva et al., 2009).
Diseño del estudio y estado del manuscrito
Este estudio está estructurado como un artículo de diseño y simulación de ingeniería
aplicada. El sistema propuesto aún no ha sido validado en un ensayo físico de campo en esta
versión manuscrita. Por lo tanto, todos los valores numéricos de rendimiento reportados en la
sección de Resultados son explícitamente sintéticos y deben interpretarse como evidencia de
selección de diseño en lugar de mediciones empíricas de campo. El objetivo de la simulación
no era demostrar el rendimiento en campo, sino comprobar si el tamaño propuesto, la filosofía
de control y la lógica de funcionamiento son internamente consistentes bajo condiciones
tropicales representativas.
Escala del sistema y supuestos piloto
El módulo de referencia representa una bahía de riego agrícola orientada a pequeños
agricultores capaz de soportar aproximadamente 0,1 ha de superficie agrícola de riego por
goteo y cargas agrícolas auxiliares. El piloto está concebido para contextos agrícolas de tierras
bajas o periurbanas dominicanas, donde los recursos solares diarios son favorables pero la
variabilidad de las lluvias, el estrés térmico y la falta de fiabilidad en la red motivan la operación
autónoma. La clase de cultivo asumida es un cultivo hortícola como tomate, pimiento o
verduras de hoja, seleccionado porque estos cultivos son sensibles al estrés hídrico y pueden
beneficiarse de un sombreado parcial cuando el estrés térmico es alto. Los coeficientes
específicos del cultivo, la distribución de lluvias, las propiedades del viento y del suelo deben
ser reemplazados por valores medidos durante la fase de campo.
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1766 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Tabla 2
Suposiciones base utilizadas para la simulación sintética y la acotación.
Parámetro
Valor asumido
Justificación
Matriz fotovoltaica
10 módulos × 550 Wp
Capacidad nominal de
corriente continua de 5,5
kWp
Batería
48 V, 200 Ah LiFePO4
Capacidad nominal de 9,6
kWh
Bomba
Bombas alimentadas por 48
V DC o DC
1,1 kW nominal; Flujo
objetivo de 2,5-3,0 m³ h−1
Área de mando de riego
0,1 ha
Área piloto hortícola de 1.000
m²
Cabeza hidráulica
Cabeza dinámica total de 22
m
Incluye elevación, fricción,
presión del filtro y del emisor
Relación de rendimiento
fotovoltaica
0.76
Incluye pérdidas térmicas, de
cableado, de conversión y de
suciedad
Criterio de reserva de batería
SOC ≥ 20%
Umbral mínimo de resiliencia
Umbrales de humedad
18% y 27%
Umbrales de control
volumétrico inferior y superior
para simulación
Horizonte de simulación
45 días
Conjunto de datos sintéticos
de energía/agua diaria
Vida económica
15 años
Modelo financiero de caso
base
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1767 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Subsistema agrovoltaico y energético
El subsistema agrivoltaico consiste en módulos fotovoltaicos elevados instalados sobre
o junto a una parcela hortícola, utilizando una relación de cobertura del suelo compatible con
sombreado parcial de cultivos, acceso para mantenimiento y flujo de aire. El diseño físico debe
ajustarse según la tolerancia del cultivo, latitud, cargas de viento durante huracanes, exposición
a la corrosión y normas locales de construcción. La salida PV se dirige a una etapa MPPT DC-
DC analógica y luego a un bus DC de 48 V acoplado al banco de baterías, el controlador de la
bomba, las válvulas solenoides, los sensores y las cargas auxiliares.
El rendimiento energético fotovoltaico diario se aproxima mediante la Ecuación (1):
E_PV,d = P_PV,valorado × H_PSH,d × PR (1) donde E_PV,d es el rendimiento energético
diario del PV, P_PV, nominal es la capacidad fotovoltaica nominal, H_PSH,d es el valor
equivalente diario entre hora punta-sol y PR es la relación de rendimiento. Esta expresión se
usa únicamente para el cribado de energía de primer orden; un ensayo de campo debe utilizar
monitorización fotovoltaica conforme a IEC 61724-1 (Comisión Electrotécnica Internacional,
2017).
Modelo hidráulico y de riego
El requerimiento de energía hidráulica se estimaba a partir de la energía hidráulica
teórica corregida por la eficiencia de la bomba, el motor y el convertidor. En la práctica, los
pequeños sistemas de bombeo solar suelen estar dominados por la eficiencia a carga parcial,
las pérdidas de filtro, el comportamiento de arranque-parada y las pérdidas en la regulación de
presión. Para el conjunto de datos sintético, se aplicó una intensidad energética conservadora
de 0,25 kWh m−3 al volumen de riego RESILIA. El programa convencional de goteo se calculó
a partir de la evapotranspiración diaria de los cultivos y la eficiencia del riego, mientras que la
demanda de riego agrícola incluía una reducción asumida del 18% en la evapotranspiración de
los cultivos y una mejora de la eficiencia en el manejo por goteo.
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1768 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
La relación conceptual de potencia hidráulica está dada por la ecuación (2):
P_h = rho × g × Q × H (2)
donde rho es la densidad del agua, g es la aceleración gravitatoria, Q es el caudal y H es la
altura dinámica total.
Núcleo de control electrónico discreto y de seguridad
El núcleo electrónico está diseñado intencionadamente sin dependencia del software.
Las señales de los sensores analógicos se convierten en valores en el dominio del voltaje o del
dominio de la frecuencia, comparados con referencias umbral y procesados por lógica CMOS,
pestillos y circuitos de temporización, siguiendo la lógica de diseño más amplia de la
electrónica analógica determinista y comprobable (Dalporto et al., 2026; Horowitz & Hill, 2015;
Sedra & Smith, 2015). La bomba solo puede arrancar si se cumplen simultáneamente cuatro
condiciones de hardware: humedad del suelo por debajo del umbral inferior, SOC de la batería
o voltaje por encima del umbral mínimo, nivel de agua disponible y sin fallo de protección. La
bomba se detiene si la humedad del suelo alcanza el umbral superior, la batería baja del
umbral de seguridad, el depósito de agua se vacía, se detecta sobrecorriente o expira el tiempo
máximo de riego.
La condición de capacidad de bombeo se expresa como Ecuación (3):
PUMP_ON = DRY_SOIL Y BATTERY_OK Y WATER_OK Y NO_FAULT (3)
La condición de reinicio se expresa como Ecuación (4):
PUMP_OFF = WET_SOIL O LOW_BATTERY O DRY_TANK O SOBRECORRIENTE O
MAX_TIME (4)
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1769 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Tabla 3
Diseño discreto-electrónico por bloque funcional.
Bloquear
Implementación recomendada
Función
Detección de voltaje fotovoltaico
Divisor de alto valor +
amplificador operacional de
búfer
Escala el voltaje del bus PV a
dominio analógico de 0-5 V;
incluye filtrado anti-alias RC.
Detección de corriente
fotovoltaica
Derivación de bajo óhmico +
amplificador diferencial
Proporciona señal de corriente
para la estimación de potencia y
la detección de sobrecorriente.
MPPT analógico
Multiplicador AD633 + detector
de pendiente + integrador
Genera una señal proporcional
a la potencia y ajusta el ciclo de
trabajo de PWM hacia el punto
de máxima potencia.
Generación PWM
Comparador de rampa derivado
de TL494/SG3525 o NE555
Acciona la etapa MOSFET DC-
DC usando un voltaje analógico
de control de servicio.
Protección de la batería
Comparadores LM393/LM311 +
histéresis
Implementa enclavamientos de
subtensión, sobretensión y
carga/descarga.
Acondicionamiento de humedad
del suelo
Oscilador de sonda capacitiva +
convertidor F/V
Convierte la variación de
humedad relacionada con el
dieléctrico en una señal de
tensión estable.
Umbral de riego
Comparadores Schmitt
Define umbrales de humedad
inferior y superior para evitar el
vibración del relé.
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1770 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Memoria lógica
Pestillo CD4013 + lógica
Schmitt NAND CD4093
Almacena el estado de riego y
aplica reinicios de fallo.
Protección de temporización
NE555/CD4060
Limita el tiempo máximo de
funcionamiento de la bomba e
impone intervalos de bloqueo o
reintentos.
Accionamiento de la bomba
Controlador MOSFET o
contactor DC + flyback/snubber
Interruptores bombean y
válvulas mientras protegen
contactos y semiconductores.
Protección contra
sobretensiones/rayos
Fusible, TVS, MOV, GDT,
conexión a tierra
Protege la entrada fotovoltaica,
el bus de corriente continua y
las líneas de sensores contra
transitorios.
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1771 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Figura 1
Arquitectura funcional de RESILIA-AGRO-DR que muestra la separación entre el control crítico
de hardware y la supervisión opcional de la IA.
Figura 2
Diseño de bloques electrónicos para el núcleo analógico-discreto de energía, protección y
control de riego.
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1772 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Supervisor opcional de inteligencia artificial
La capa opcional de IA recibe variables registradas como la producción fotovoltaica, el
voltaje de la batería, los ciclos de bombeo, las tendencias de humedad del suelo, eventos de
lluvia y alarmas de mantenimiento. Una separación similar entre el control primario de
microredes y la optimización supervisora es coherente con los conceptos de control jerárquico
en la investigación de microredes (Hatziargyriou et al., 2007; Olivares et al., 2014). Sus
funciones se limitan a recomendaciones por puntos de consigna, mantenimiento predictivo,
programación de riego informada por el tiempo y resultados de asesoramiento a agricultores.
La capa de IA puede sugerir ajustes de umbral mediante un convertidor digital-analógico o una
referencia PWM filtrada, pero los comparadores de hardware conservan la autoridad final. Este
diseño evita intencionadamente que un defecto de software, una alucinación del modelo, un
ciberataque o fallo de conectividad obliguen a un funcionamiento inseguro de la bomba.
Procedimiento de simulación sintética
Se generó un conjunto de datos sintético de 45 días utilizando una semilla aleatoria fija
para la reproducibilidad. Se muestrearon las horas de máxima duración diarias alrededor de
una media tropical, con eventos de nubes y lluvias impuestos en días seleccionados. La salida
PV se calculaba desde la matriz de 5,5 kWp y una relación de rendimiento de 0,76. La
demanda de riego convencional se calculó a partir de la evapotranspiración de los cultivos, la
superficie y la eficiencia del riego. La demanda de riego de RESILIA incluía un factor de
reducción de evapotranspiración agrivoltaica y control basado en la demanda. El SOC de la
batería se propagaba con una capacidad de 9,6 kWh, 90% de eficiencia de carga y 92% de
eficiencia de descarga. Se utilizó una simulación separada de humedad del suelo cada 14 días
cada hora para visualizar la activación del bombeo umbral de Schmitt.
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1773 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Protocolo experimental de validación para el prototipo físico
Tabla 4
Propuesta de protocolo de validación de campo para un prototipo experimental.
Variable
Método de medición
Frecuencia
Indicador primario
Rendimiento PV
registrador de
voltaje/corriente de
corriente continua;
Referencia de
irradiancia
Intervalos de 1-5
minutos
Rendimiento diario,
PR y autonomía
energética
Resiliencia de las
baterías
Monitor de batería;
Voltímetro
independiente
Intervalos de 1-5
minutos
Mínimo SOC, eventos
de subvoltaje, tiempo
de recuperación
Humedad del suelo
Sondas capacitivas
calibradas;
Comprobaciones
gravimétricas
Intervalos de 10
minutos
Tiempo dentro de la
banda de control del
18-27%
Volumen de agua
Medidor de caudal en
línea y validación a
nivel de tanque
Por evento/diario
producción de cultivo
día−1 y m³ kg−1
Respuesta de los
cultivos
Masa de rendimiento,
clasificación de
calidad, fenología
Semanal/cosecha
Rendimiento,
síntomas de estrés y
fracción
comercializable
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1774 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Microclima
Temperatura del
aire/suelo y humedad
relativa
Intervalos de 10
minutos
Reducción del estrés
térmico y proxy de
evapotranspiración
Fiabilidad
Registro de fallos,
arranques de
bombas, ciclos de
relés
Basado en eventos
Tiempo medio entre
la avería y la
complejidad de
reparación
Insumos
económicos
Combustible, mano
de obra,
mantenimiento y
precios de la cosecha
Mensual
Retorno de la
liquidación, NV y
sensibilidad
Análisis económico
El análisis económico utilizó un coste de capital base de 12.310 USD y beneficios brutos
anuales de 2.615 USD derivados de la evitación de reactivos diésel o de red, reducción de la
mano de obra de riego, ahorro de agua, mejora de la productividad agrícola y servicios
auxiliares de energía agrícola. La operación y el mantenimiento anuales se fijaron en 370 USD.
Se utilizaron una vida útil de 15 años y una tasa de descuento del 8% para el cribado del valor
presente neto. Estos valores no son comillas; son supuestos en fase de diseño que deben ser
reemplazados por precios de proveedores locales, aranceles, ingresos de los cultivos y
registros de mantenimiento.
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1775 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
RESULTADOS
Dimensionamiento de energía
Tabla 5
Resumen de la dimensionación de energía y simulación sintética.
Indicador
Valor
Comentario
Capacidad de la matriz
fotovoltaica
5,5 kWp
Módulos de 10 × 550 Wp
Recurso solar simulado
medio
4,61 kWh m−2 día−1
Secuencia sintética de 45
días
Rendimiento medio diario de
PV
19,28 kWh día−1
Capacidad fotovoltaica ×
PSH × RP
Agua media de riego bajo
RESILIA
3,58 m³ día−1
Riego por goteo agrícola
basado en la demanda
Energía media de la bomba
0,90 kWh día−1
0,25 kWh m−3 de intensidad
asumida
Carga total media
5,50 kWh día−1
Bomba + control + AI/leñador
+ cargas auxiliares
Capacidad de la batería
9,6 kWh
48 V, 200 Ah LiFePO4
SOC mínimo simulado al final
del día
100.0%
Umbral de resiliencia superior
al 20%
Cumplimiento de la
autonomía
100.0%
Días con SOC ≥ 20%
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1776 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
La secuencia sintética indica que la capacidad PV seleccionada de 5,5 kWp es
suficiente para el módulo de riego de referencia y las cargas agrícolas auxiliares bajo las
condiciones asumidas. La gran diferencia entre la energía fotovoltaica generada y la carga
esencial es intencionada: el módulo está diseñado no solo como fuente de bomba, sino como
un nodo de resiliencia que puede soportar la recuperación de baterías, iluminación,
comunicaciones, refrigeración de bajo consumo, tratamiento de agua o cargas comunitarias de
emergencia.
Figura 3
Generación simulada diaria de energía fotovoltaica, carga total y estado de carga de la batería
al final del día.
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1777 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Riego simulado y control de la humedad del suelo
A lo largo de la simulación de 45 días, la planificación convencional por goteo requería
4,63 ± 1,83 m³ día−1, mientras que el calendario agrícola basado en la demanda RESILIA
requería 3,58 ± 1,52 m³ día−1. Esto corresponde a una reducción media simulada del 22,6% en
el uso de agua. El modelo horario suelo-humedad muestra que el control del umbral de Schmitt
puede evitar ciclos rápidos de bombeo manteniendo la humedad dentro de la banda operativa
prevista.
Figura 4
Trayectoria simulada de suelo-humedad utilizando umbrales inferiores y superiores de Schmitt
para el control de la bomba.
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1778 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Figura 5
Demanda simulada de agua para riego bajo programación convencional y control agrícola
basado en la demanda RESILIA.
Extracto del conjunto de datos sintético de campo/simulación
Tabla 6
Extracto del conjunto de datos de simulación sintética de 45 días.
Fecha
PSH
Lluvia
(mm)
PV kWh
Conv.
agua m³
RESILIA
agua m³
Carga
kWh
SOC %
2026-06-
01
5.65
0.0
23.61
4.97
3.9
5.67
100.0
2026-06-
02
5.14
0.0
21.48
5.11
4.0
6.09
100.0
2026-06-
03
5.77
0.0
24.11
5.88
4.61
5.49
100.0
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1779 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
2026-06-
04
6.47
0.0
27.04
5.52
4.33
5.58
100.0
2026-06-
05
5.06
0.0
21.16
4.44
3.48
5.34
100.0
2026-06-
06
3.14
14.0
13.12
0.0
0.0
3.99
100.0
2026-06-
07
3.15
4.5
13.17
2.67
1.33
5.12
100.0
2026-06-
08
4.57
0.0
19.12
4.99
3.92
5.75
100.0
2026-06-
09
4.87
0.0
20.38
5.65
4.43
5.76
100.0
2026-06-
10
5.68
0.0
23.76
5.87
4.6
5.7
100.0
2026-06-
11
4.88
0.0
20.4
5.82
4.56
5.15
100.0
2026-06-
12
4.88
0.0
20.39
4.91
3.85
5.42
100.0
El conjunto completo de datos que acompaña a este manuscrito se proporciona como
un archivo CSV. El conjunto de datos está destinado a la reproducibilidad de las cifras y a la
transparencia preliminar en la revisión por pares. No debe describirse como datos de campo
medidos.
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1780 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Resultados económicos
Tabla 7
Suposiciones de coste de capital en el caso base para el cribado económico.
Concepto de coste
USD
Comentario
Módulos fotovoltaicos, 5,5
kWp
2,310
Se supone que el coste del
módulo W−1 se supone de
0,42 USD
Estructura de montaje
agrivoltaica
2,200
Soporte galvanizado/aluminio
elevado, escala para
pequeños propietarios
Banco de baterías LiFePO4
de 48 V, 200 Ah
2,400
Batería más BMS y carcasa
Bomba, filtros y accesorios
hidráulicos
1,100
Bomba de corriente continua,
regulación de presión y
hardware de funcionamiento
en seco
Controlador discreto-
electrónico
650
MPPT analógico,
comparadores, pestillos,
temporización y PCB/carcasa
Red de riego por goteo
1,000
Emisores, línea principal,
válvulas y accesorios
Sensores y protección
eléctrica
550
Sondas de humedad,
indicación de flujo,
TVS/MOV/GDT, fusibles
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1781 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Instalación, formación y
puesta en servicio
1,250
Formación local de mano de
obra y usuarios
Contingencia de ingeniería
850
Repuestos y reserva de
diseño
CAPEX estimado total
12,310
Estimación de diseño en el
caso base
Mesa 8
Rendimiento económico en el caso base utilizando beneficios simulados/asumidos.
Concepto económico
Valor
Comentario
Se evitó el mantenimiento de
diésel/red de respaldo y
generadores
1,115
Servicios energéticos para
riego y cargas agrícolas
auxiliares
Reducción de la mano de
obra de riego y pérdidas en la
gestión del agua
600
Riego basado en la demanda
y supervisión manual
reducida
Productividad y mejora de la
calidad de los cultivos
900
Beneficio conservador
atribuido a la estabilidad del
agua y sombra parcial
Beneficio anual bruto
2,615
Suma de los beneficios
anuales asumidos
O&M anual
-370
Aproximadamente el 3% del
CAPEX
Beneficio neto anual
2,245
Beneficio bruto menos O&M
Simple devolución
5,5 años
CAPEX / beneficio anual neto
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1782 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Valor rebajado del valor en
15 años al 8%
6.906 USD
Cribado financiero basado en
el caso base
Figura 6
Recuperación acumulativa de flujo de caja en el caso base para el módulo simulado RESILIA-
AGRO-DR.
Comparación con sistemas comerciales representativos
La comparación comercial no es una recomendación de compra; Es un análisis de
posicionamiento. Productos comerciales de bombeo solar como LORENTZ PS2 y Grundfos
SQFlex proporcionan bombeo solar maduro, funciones de control integradas y opciones de
monitorización (Grundfos, 2026; LORENTZ, 2026). SunCulture ofrece paquetes de riego solar
orientados a pequeños productores y modelos de financiación/servicios (SunCulture, 2026).
RESILIA-AGRO-DR se diferencia porque se propone como una plataforma de resiliencia
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1783 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
agrivoltaica con riego a prueba de fallos por hardware, mantenibilidad local de electrónica
discreta y supervisión opcional de IA.
Tabla 9
Posicionamiento de RESILIA-AGRO-DR frente a sistemas representativos de riego solar.
Sistema
Orientación
primaria
Fortalezas
Diferenciación/limitaciones
LORENTZ PS2
Bombeo solar con
controlador,
registro de datos y
servicio remoto
pumpMANAGER
Plataforma de
bombeo de alta
calidad,
monitorización,
ingeniería de bombas
solares maduras
No es principalmente una
plataforma de protección de
cultivos agrícolas; La
arquitectura de control es
específica de cada producto
y no está pensada como
hardware educativo abierto y
electrónico discreto
Grundfos
SQFlex
Bomba de energía
renovable con
inversor
incorporado para
operación
solar/eólica/AC
Familia robusta de
bombas, flexibilidad
AC/DC, protección del
motor
Optimizado como producto
de bomba en lugar de
microrrede integrada agua-
energía-alimentos con lógica
de riego solo por hardware
Paquetes
SunCulture
RainMaker /
ClimateSmart
Paquetes de riego
solar para
pequeños
productores con
Modelo sólido de
servicio al agricultor,
accesibilidad al riego
Oferta de mercado en lugar
de plataforma de
investigación abierta; énfasis
limitado en el diseño de
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1784 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
instalación/soporte
y opciones de
batería
y orientación a la
financiación
seguridad electrónica
discreta
RESILIA-
AGRO-DR
Nodo de resiliencia
al riego solar
agrivoltaico con
núcleo analógico-
discreto y
supervisor de IA
opcional
Sombreado integrado
de cultivos, ahorro de
agua, seguridad
autónoma,
reparabilidad local,
valor
educativo/investigador
Requiere validación de
prototipos, certificación,
robusteza y optimización de
costes antes de la
comercialización
DISCUSIÓN
La principal contribución del sistema propuesto no reside en el uso aislado de paneles
solares, baterías o control MPPT, sino en la integración de estos elementos dentro de una
plataforma resiliente orientada a comunidades vulnerables. La literatura sobre microredes ha
establecido que la agregación local de generación distribuida, almacenamiento y cargas
controlables puede mejorar la confiabilidad y permitir operación aislada ante fallas de la red
principal (Lasseter et al., 2002; Parhizi et al., 2015). Sin embargo, muchas soluciones
contemporáneas dependen de controladores digitales, software propietario o plataformas de
comunicación. En contraste, la arquitectura propuesta mantiene una capa crítica de control
mediante electrónica discreta y analógica, lo que favorece trazabilidad física, mantenibilidad
local y operación segura incluso ante ausencia de conectividad. Además, el componente
agrivoltaico añade un valor diferencial al permitir que la infraestructura energética contribuya
simultáneamente a la producción agrícola, la reducción de estrés térmico y el aprovechamiento
eficiente del suelo, en línea con estudios previos sobre microclima, productividad agrícola y
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1785 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
sistemas fotovoltaicos móviles o elevados (Marrou et al., 2013; Valle et al., 2017). Desde una
perspectiva regional, este enfoque es coherente con la necesidad latinoamericana y caribeña
de soluciones renovables descentralizadas, resilientes y adaptadas a condiciones climáticas,
sociales y territoriales específicas (Organización Latinoamericana de Energía, año). Los
resultados de la simulación indican que la arquitectura propuesta es técnicamente plausible
como un nodo energético agrícola resiliente. El excedente energético observado en el caso
base no debe interpretarse solo como sobredimensionamiento. En el diseño de resiliencia rural,
la generación fotovoltaica diurna excedente tiene valor cuando puede recargar baterías tras
periodos nublados, soportar cargas agrícolas auxiliares, alimentar comunicaciones, hacer
funcionar pequeños dispositivos de refrigeración o proporcionar servicios comunitarios de
emergencia. La capacidad seleccionada de 5,5 kWp refleja por tanto un diseño orientado a la
resiliencia en lugar de un diseño de coste mínimo basado solo en bombas.
La reducción de la demanda de agua observada en el conjunto de datos sintético surge
de dos supuestos: reducción parcial agrivoltaica de la evapotranspiración y riego basado en
umbrales, en lugar de una programación fija. Estos valores deben validarse experimentalmente
para cada cultivo y microclima. En algunos cultivos, la sombra puede mejorar el rendimiento o
la calidad; en otros, la sombra excesiva puede reducir la fotosíntesis y la productividad. El
diseño agrícola adecuado requiere cobertura del suelo específica para el cultivo, altura de los
paneles, separación de hileras y gestión estacional.
La contribución electrónica de este trabajo es el uso explícito de electrónica discreta
para el control crítico para la seguridad. En los sistemas de riego inteligente convencionales, el
firmware suele realizar lecturas de sensores, comparación de umbrales, temporización y
actuación. El enfoque propuesto sigue el argumento de que el hardware discreto transparente
puede mejorar la auditabilidad, la trazabilidad metrológica y la reparabilidad local en sistemas
críticos seleccionados (Dalporto et al., 2026). RESILIA-AGRO-DR traslada estas funciones a
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1786 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
comparadores analógicos, pestillos, temporizadores e interbloqueos. Esto no rechaza la
inteligencia digital; más bien, asigna inteligencia digital a la optimización no crítica mientras
preserva el comportamiento determinista del hardware para la operación fundamental.
Esta separación es especialmente relevante en contextos donde la capacidad de
mantenimiento a largo plazo puede ser más importante que la sofisticación algorítmica. Un
comparador de umbral de humedad fallido puede diagnosticarse con un multímetro y
reemplazarse localmente. Una plataforma de riego dependiente de la nube puede requerir
credenciales de red, actualizaciones de firmware, soporte propietario o módulos de reemplazo.
Para la tecnología rural financiada por el gobierno, la reparabilidad y la transparencia no son
secundarias; son requisitos de sostenibilidad.
El análisis económico sugiere que la plataforma puede ser viable cuando sustituye al
diésel o a un respaldo de red poco fiable, al mismo tiempo que genera beneficios agronómicos
y laborales. El retorno es menos favorable si el sistema se utiliza únicamente para riego de bajo
consumo energético sin cargas productivas auxiliares. Por lo tanto, el modelo de despliegue
más sólido es un nodo multipropósito de resiliencia agrícola: riego, protección de cultivos,
batería de respaldo, iluminación, comunicaciones, tratamiento de agua y recogida de datos.
Posicionamiento de patentes e innovación
Las posibles reclamaciones de propiedad intelectual no deben enmarcarse en torno a
bombeo solar genérico, agrivoltaicos genéricos o riego inteligente genérico, porque estas áreas
ya están pobladas por arte previo (Dupraz et al., 2011; Esram & Chapman, 2007; LORENTZ,
2026; Weselek et al., 2019). Una afirmación más sólida se centraría en la arquitectura
específica: una plataforma de riego agrícola tropical en la que las decisiones críticas para la
seguridad sobre agua y energía se ejecutan mediante un núcleo de hardware electrónico
discreto, mientras que un supervisor de IA está limitado a recomendaciones de puntos de
ajuste no críticos a través de una interfaz limitada por hardware. Elementos protegibles
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1787 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
adicionales pueden incluir la integración analógica MPPT y interbloqueo de riego, la lógica de
prioridad hardware para condiciones de fallo agua-energía y el diseño modular educativo/de
servicio de campo.
Limitaciones
• Todos los resultados numéricos son sintéticos y deben validarse con datos de campo
antes de que se afirmen el rendimiento real.
• La respuesta agronómica a la sombra depende del cultivo, la estación y el lugar.
• Los umbrales analógicos requieren calibración y pruebas de estabilidad térmica.
• Los rayos, la corrosión, la humedad y los insectos son riesgos serios de fiabilidad
tropical y requieren recintos resistentes y puesta a tierra.
• Una vía completa de certificación requeriría seguridad eléctrica, EMC y evaluación
mecánica de carga eólica.
• Los resultados económicos son sensibles a los precios locales, los ingresos agrícolas,
el coste del diésel, las condiciones de financiación y la calidad del mantenimiento.
CONCLUSIONES
RESILIA-AGRO-DR se presenta como una plataforma modular de riego solar
agrivoltaico para una agricultura rural resiliente al clima en la República Dominicana y América
Latina. Su innovación central no es simplemente el uso de paneles fotovoltaicos o riego por
goteo, sino la integración de protección agrícola agrícola, energía renovable apoyada por
baterías, riego basado en demanda y un núcleo de seguridad solo hardware basado en
electrónica analógica-discreta.
La simulación sintética indica que un módulo de 5,5 kWp con 9,6 kWh de
almacenamiento en baterías puede satisfacer el perfil de riego de referencia y carga auxiliar
bajo supuestos representativos, mantener el SOC de la batería por encima del umbral de
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1788 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
resiliencia y reducir la demanda de agua de riego en aproximadamente un 22,5% en
comparación con un programa convencional de goteo. El modelo económico de caso base
ofrece un retorno sencillo de aproximadamente 5,5 años, asumiendo beneficios combinados en
energía, mano de obra, agua y calidad de los cultivos.
El manuscrito está listo para usarse como artículo de diseño y simulación orientado a
Scopus, pero una presentación más sólida en el primer y segundo trimestre requerirá datos
físicos de prototipo, al menos un ciclo de cultivo, rendimiento fotovoltaico medido, validación
calibrada de humedad del suelo, estadísticas de rendimiento de cultivos, registros de fallo y un
análisis completo de sensibilidad. Con estas incorporaciones, RESILIA-AGRO-DR puede
convertirse en una plataforma de investigación sólida, una propuesta de financiación
gubernamental y una base creíble para la transferencia de tecnología o la exploración de
patentes.
Declaración de conflicto de interés
El autor declara no tener ningún conflicto de interés relacionado con esta investigación.
Asimismo, manifiesta que el diseño conceptual, la interpretación técnica, la redacción científica
y las conclusiones del presente trabajo no han sido influenciados por intereses comerciales,
financieros, institucionales o personales que pudieran afectar la objetividad académica del
manuscrito.
Declaración de contribución a la autoría
Baldo Alberto Luigi Dalporto: conceptualización, metodología, investigación, análisis
formal, diseño tecnológico, desarrollo de la arquitectura electrónica, validación conceptual,
visualización, administración del proyecto, supervisión, redacción del borrador original, revisión
y edición de la redacción.
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1789 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Declaración de uso de inteligencia artificial
El autor declara que utilizo herramientas de inteligencia artificial únicamente como
apoyo auxiliar en tareas de organización, revisión lingüística, estructuración académica, mejora
de claridad expositiva y verificación preliminar de coherencia textual. El uso de estas
herramientas no sustituyó de ninguna manera el proceso intelectual, técnico, científico,
metodológico ni crítico desarrollado por el autor.
Después de realizar revisiones rigurosas con diferentes herramientas de comprobación
y control académico, incluyendo verificación de originalidad, revisión de coherencia bibliográfica
y control de plagio, el autor manifiesta que el contenido científico, la interpretación técnica, el
diseño conceptual, las decisiones metodológicas, la discusión y las conclusiones del
manuscrito son producto de trabajo intelectual propio. Asimismo, declara que este trabajo no ha
sido escrito, publicado ni depositado previamente en ninguna plataforma electrónica, editorial,
académica o de inteligencia artificial como obra independiente.
El autor asume plena responsabilidad por la integridad, exactitud, originalidad, revisión
crítica y contenido final del artículo.
REFERENCIAS
Agencia Internacional de Energías Renovables. (2025). Estadísticas de energías renovables
2025. IRENA.
Agencia Internacional de Energías Renovables. (2025). Perfil estadístico de energías
renovables en República Dominicana. IRENA.
Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M. (1998). Evapotranspiración de cultivos:
Directrices para calcular los requisitos de agua de cultivos (FAO Irrigation and Drainage
Paper No. 56). Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la
Agricultura.
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1790 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Banco Mundial. (2023). Informe sobre clima y desarrollo del país de la República Dominicana.
Grupo Banco Mundial.
Barron-Gafford, G. A., Pavao-Zuckerman, M. A., Minor, R. L., Sutter, L. F., Barnett-Moreno, I.,
Blackett, D. T., Thompson, M., Dimond, K., Gerlak, A. K., Nabhan, G. P., & Macknick, J.
E. (2019). Los agrivoltaicos ofrecen beneficios mutuos a través del nexo comida-
energía-agua en tierras secas. Sostenibilidad de la naturaleza, 2, 848-855.
https://doi.org/10.1038/s41893-019-0364-5
Comisión Electrotécnica Internacional. (2010). IEC 62109-1: Seguridad de los convertidores de
potencia para su uso en sistemas fotovoltaicos - Parte 1: Requisitos generales. IEC.
Comisión Electrotécnica Internacional. (2017). IEC 61724-1: Rendimiento de sistemas
fotovoltaicos - Parte 1: Monitorización. IEC.
Dalporto, B. A. L., Mary, S., & Gallur, S. (2026). La importancia de la electrónica discreta en
aplicaciones biomédicas: Fiabilidad, verificabilidad y resiliencia tecnológica en sistemas
críticos de salud. LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y
Humanidades, 7(1), 3149-3155. https://doi.org/10.56712/latam.v7i1.5501
Departamento de Comercio de EE. UU., Administración de Comercio Internacional. (2026).
República Dominicana - Energías renovables: Guía comercial del país. Consultado el 2
de mayo de 2026 desde https://www.trade.gov/country-commercial-guides/dominican-
republic-renewable-energy
Dinesh, H., & Pearce, J. M. (2016). El potencial de los sistemas agrovoltaicos. Revisiones sobre
energías renovables y sostenibles, 54, 299-308.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.10.024
Dupraz, C., Marrou, H., Talbot, G., Dufour, L., Nogier, A., & Ferard, Y. (2011). Combinar
paneles solares fotovoltaicos y cultivos alimentarios para optimizar el uso del suelo:
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1791 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
hacia nuevos proyectos agrícolas. Energía Renovable, 36(10), 2725-2732.
https://doi.org/10.1016/j.renene.2011.03.005
Esram, T., & Chapman, P. L. (2007). Comparación de técnicas de seguimiento máximo de
puntos de potencia en paneles fotovoltaicos. IEEE Transactions on Energy Conversion,
22(2), 439-449. https://doi.org/10.1109/TEC.2006.874230
Femia, N., Petrone, G., Spagnuolo, G., & Vitelli, M. (2005). Optimización de perturbaciones y
método de seguimiento de puntos de máxima potencia. IEEE Transactions on Power
Electronics, 20(4), 963-973. https://doi.org/10.1109/TPEL.2005.850975
Goetzberger, A., & Zastrow, A. (1982). Sobre la coexistencia de la conversión de energía solar
y el cultivo de plantas. International Journal of Solar Energy, 1(1), 55-69.
https://doi.org/10.1080/01425918208909875
Grundfos. (2026). Bombas sumergibles de energía renovable SQFlex. Consultado el 2 de mayo
de 2026 desde https://product-selection.grundfos.com/products/sqflex
Hatziargyriou, N., Asano, H., Iravani, R., & Marnay, C. (2007). Microredes. Revista IEEE Power
and Energy, 5(4), 78-94. https://doi.org/10.1109/MPAE.2007.376583
Hohm, D. P., & Ropp, M. E. (2003). Estudio comparativo de algoritmos de seguimiento de
puntos de máxima potencia. Progreso en fotovoltaica: investigación y aplicaciones,
11(1), 47-62. https://doi.org/10.1002/pip.459
Horowitz, P., & Hill, W. (2015). El arte de la electrónica (3ª ed.). Cambridge University Press.
Jain, S., & Agarwal, V. (2007). Comparación del rendimiento de los esquemas de seguimiento
de puntos de máxima potencia aplicados a sistemas fotovoltaicos de una sola etapa
conectados a la red. IET Aplicaciones de Energía Eléctrica, 1(5), 753-762.
https://doi.org/10.1049/iet-epa:20060475
Lasseter, R. H. (2002). Microredes. Actas de la Reunión de Invierno de la IEEE Power
Engineering Society, 305-308. https://doi.org/10.1109/PESW.2002.985003
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1792 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
LORENTZ. (2026). Sistemas de bombeo solar de agua PS2. Consultado el 2 de mayo de 2026
desde https://www.lorentz.de/products-and-technology/products/ps2-solar-pumping-
systems/
Marrou, H., Wery, J., Dufour, L., & Dupraz, C. (2013). Productividad y eficiencia en el uso de
radiación de las lechugas cultivadas en la sombra parcial de paneles fotovoltaicos.
European Journal of Agronomy, 44, 54-66. https://doi.org/10.1016/j.eja.2012.08.003
Olivares, D. E., Mehrizi-Sani, A., Etemadi, A. H., Canizares, C. A., Iravani, R., Kazerani, M.,
Hajimiragha, A. H., Gomis-Bellmunt, O., Saeedifard, M., Palma-Behnke, R., Jimenez-
Estevez, G. A., & Hatziargyriou, N. D. (2014). Tendencias en el control de microrredes.
Transacciones IEEE sobre Red Inteligente, 5(4), 1905-1919.
https://doi.org/10.1109/TSG.2013.2295514
Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. (2024). Iniciativa
Caribeña Resiliente: Subproyecto de nexo agua-energía-alimentos que da frutos en el
Caribe. Oficina Regional de la FAO para América Latina y el Caribe.
Parhizi, S., Lotfi, H., Khodaei, A., & Bahramirad, S. (2015). Estado del arte en la investigación
sobre microrredes: una revisión. IEEE Access, 3, 890-925.
https://doi.org/10.1109/ACCESS.2015.2443119
Programa Mundial de Alimentos. (2023). Plan estratégico nacional de la República Dominicana
(2024-2028). Junta Ejecutiva del PMA.
Ravi, S., Macknick, J., Lobell, D., Field, C., Ganesan, K., Jain, R., Elchinger, M., & Stoltenberg,
B. (2016). Oportunidades de colocation para grandes infraestructuras solares y
agricultura en tierras áridas. Energía Aplicada, 165, 383-392.
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.12.078
Reisi, A. R., Moradi, M. H., & Jamasb, S. (2013). Clasificación y comparación de técnicas de
seguimiento de puntos de máxima potencia para sistemas fotovoltaicos: una revisión.
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1793 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Revisiones sobre energías renovables y sostenibles, 19, 433-443.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.11.052
Sedra, A. S., & Smith, K. C. (2015). Circuitos microelectrónicos (7ª ed.). Oxford University
Press.
SunCulture. (2026). Bombas solares de riego para agricultura sostenible. Consultado el 2 de
mayo de 2026 desde https://sunculture.io/
Valle, B., Simonneau, T., Sourd, F., Pechier, P., Hamard, P., Frisson, T., Ryckewaert, M., &
Christophe, A. (2017). Aumentar la productividad total de una tierra combinando paneles
fotovoltaicos móviles y cultivos alimentarios. Energía Aplicada, 206, 1495-1507.
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.09.113
Villalva, M. G., Gazoli, J. R., & Filho, E. R. (2009). Enfoque integral para la modelización y
simulación de paneles fotovoltaicos. IEEE Transactions on Power Electronics, 24(5),
1198-1208. https://doi.org/10.1109/TPEL.2009.2013862
Weselek, A., Ehmann, A., Zikeli, S., Lewandowski, I., Schindele, S., & Hogy, P. (2019).
Sistemas agrofotovoltaicos: aplicaciones, desafíos y oportunidades. Una reseña.
Agronomía para el Desarrollo Sostenible, 39, Artículo 35.
https://doi.org/10.1007/s13593-019-0581-3
Apéndice A
Guía de conexión a nivel de bloque para el desarrollo de prototipos
Este apéndice ofrece una guía de conexión a nivel de diseño. No es un esquema de
construcción certificado. Las clasificaciones de componentes, la disposición de la PCB, las
distancias de aislamiento, la puesta a tierra y la protección deben ser verificadas por un
ingeniero eléctrico cualificado antes de la instalación en campo.
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1794 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Tabla A1
Guía de conexión a nivel prototipo por ruta de señal.
Señal/fuente
Destino
Nota de implementación
PV+ / PV-
Desconexión de corriente
continua, fusible, protección
TVS/MOV/GDT, entrada
analógica MPPT
Utiliza cable fotovoltaico para
exteriores, protección contra
sobretensiones y puesta a
tierra.
Salida del divisor de tensión
fotovoltaico
Entrada del buffer de
amplificador operacional;
canal de voltaje
comparador/multiplicador
Escala el voltaje máximo de
circuito abierto por debajo del
rango de alimentación
analógica.
Nodos de detección de
derivación de corriente
Entradas diferenciales de
amplificadores
Usa conexiones Kelvin y
filtrado RC.
Salida AD633
Detector/integrador de taludes
Representa la potencia PV
instantánea escalada.
Salida del integrador
Entrada de control de servicio
TL494/SG3525
Rango de límite con
abrazaderas para proteger la
etapa de potencia.
Salida PWM
Controlador de puerta y
puerta MOSFET
Incluye resistencias de
compuerta, pull-down y
desacoplamiento de
alimentación de drivers.
Sensor de voltaje de batería
Comparadores de
subtensión/sobretensión
Añade histéresis y corte de
emergencia independiente.
DOI: https://doi.org/10.71112/adkpvf84
1795 Revista Multidisciplinar Epistemología de las Ciencias | Vol. 3, Núm. 2, 2026, abril-junio
Sonda de humedad del
suelo
Oscilador o frontal
capacitancia-voltaje
Utiliza cable blindado y
encapsulación resistente a la
corrosión.
Comparador de humedad
BAJO
Entrada SET de CD4013 vía
puerta de condición CD4093
Comienza el riego solo
cuando las condiciones de
batería y agua son
adecuadas.
Comparador de humedad
ALTO
Entrada de reinicio CD4013
Detiene el riego en el umbral
superior.
Interruptor de flotador del
tanque
WATER_OK entrada lógica
Es un sistema de seguridad
de cable, así que el cable roto
tiende a inhibir la bomba.
Comparador de
sobrecorriente
Entrada de bloqueo de
fallo/reinicio
Requiere un reinicio manual o
con tiempo según la
estrategia de seguridad.
Salida Q CD4013
Controlador MOSFET/relé de
bomba
Usa optoacoplamiento si
cambias los contactos
ruidosos de la bomba.
Salida del temporizador
NE555/CD4060
MAX_TIME reinicio de la
entrada
Evita el funcionamiento
continuo de la bomba tras la
falla del sensor.
Salida filtrada DAC/PWM
de la IA
Nodo de suma de puntos de
consigna a través de límites
de hardware
La IA no puede superar la
ventana umbral segura
definida por
resistencias/abrazaderas.
