Integrated autonomous greenhouse management systems to optimize water resources
DOI:
https://doi.org/10.71112/vnkpxf44Keywords:
precision agricultura, automated irrigation, IoT sensors, water efficiency, smart greenhouses.Abstract
Water scarcity and climate change drive innovation for more efficient agricultural systems. Greenhouses with autonomous management represent a promising technological alternative to optimize water use. This review analyzes technological components, methodologies and results of automated irrigation systems that integrate sensors, intelligent algorithms and decision support systems. The results show reductions of 30-45% in water consumption while maintaining or increasing productivity. IoT technologies, artificial intelligence and predictive modeling are key elements for efficient automation. However, challenges remain: high implementation costs, need for technical training for sensor calibration and adaptation to local environmental conditions. This review provides an updated compilation of the state of the art and future directions for research in autonomous water resource management in protected agriculture.
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Aguilar, C., Flores, J., y Urrieta, J. (2023). Análisis térmico de invernaderos para reconversión de cultivos en la región cálida de Michoacán. doi:10.24850/j-tyca-14-05-04 DOI: https://doi.org/10.24850/j-tyca-14-05-04
Aguilar, R., Cardenas, M., y Rodríguez, J. (2023). Monitoreo de Temperatura Mediante Red de Sensores para Mejorar el Uso del Agua en la Agricultura. doi:10.28940/terra.v41i0.1626 DOI: https://doi.org/10.28940/terra.v41i0.1626
Aguilar-González, R., Cardenas-Juarez, M., y Rodríguez-Ortiz, J. (2021). Monitoreo de Temperatura Mediante Red de Sensores para Mejorar el Uso del Agua en la Agricultura. doi:10.28940/terra.v41i0.1626 DOI: https://doi.org/10.28940/terra.v41i0.1626
Arregocés, P., Restrepo, J., Usme, M., Montoya, J., y Bedoya, J. (2023). Monitoreo de cultivos bajo invernadero utilizando tecnologías 4.0. doi: 10.21930/rcta.vol24_num2_art:2853 DOI: https://doi.org/10.21930/rcta.vol24_num2_art:2853
Arregoces, P., Restrepo, J., Usme, M., Montoya, J., y Branch, J. (2023). Monitoreo de cultivos bajo invernadero utilizando tecnologías 4.0. doi: 10.21930/rcta.vol24_num2_art:2853 DOI: https://doi.org/10.21930/rcta.vol24_num2_art:2853
Barron, M., Ramírez, R., Vásquez, M., y Quevedo, A. (2020). Calibración y evaluación de modelos matemáticos para calcular evapotranspiración de referencia en invernaderos. doi:10.29312/remexca.v11i1.1906 DOI: https://doi.org/10.29312/remexca.v11i1.1906
Bermeo, O., Bazán, W., y Guevara, V. (2022). Big Data en la predicción meteorológica para cultivos. doi: https://doi.org/10.33996/revistaalfa.v6i16.148 DOI: https://doi.org/10.33996/revistaalfa.v6i16.148
Berrios, S., y Rivera, H. (2022). SISTEMA IoT BASADO EN ESP32 PARA EL CONTROL Y MONITOREO DE CULTIVOS EN INVERNADERO CON ENFOQUE DE AGRICULTURA 4.0. doi: doi.org/10.47796/ing. v4i0.624 DOI: https://doi.org/10.47796/ing.v4i0.624
Calderon, S., Centella, M., Samaniego, M., y Collado, E. (2021). Sistema de riego basado en controlador PID para la adecuación de la humedad del suelo en invernaderos. doi:10.33412/rev-ric.v7.1.3041 DOI: https://doi.org/10.33412/rev-ric.v7.1.3041
CEPAL (Comisión Económica para América Latina y el Caribe). (2021). Economía circular en América Latina y el Caribe. ONU (Organización de las Naciones Unidas). Obtenido de CEPAL (Comisión Económica para América Latina y el Caribe): https://repositorio.cepal.org/server/api/core/bitstreams/5fceda72-3fed-4ace-bb87-5688547cf2f5/content
Chango, R., y Llanez, R. (2021). SISTEMA DE MONITOREO DE TEMPERATURA, HUMEDAD Y CONTROL PARA AGUA DEL INVERNADERO N° 2 DEL CAMPUS SALACHE. (T. d. grado, Ed.) Universidad de Cotopaxi. Obtenido de https://repoadmin.utc.edu.ec/items/0060c15f-ed6b-4257-98e5-b2dbfe4a1cec
Collado, E. S. (2021). Sistema de riego basado en controlador PID para la adecuación de la humedad del suelo en invernaderos. doi: https://doi.org/10.33412/rev-ric.v7.1.3041 DOI: https://doi.org/10.33412/rev-ric.v7.1.3041
Ellen Mcarthur Foundation. (2021). Economía circular en las ciudades: Hojas informativas sobre oportunidades y beneficios. Obtenido de Ellen Mcarthur Foundation: https://www.ellenmacarthurfoundation.org/circular-economy-opportunity-and-benefit-factsheets
Flores, D., Sanchéz P, L., y Sanchéz , L. (2020). Modelo de estimación regional de la humedad del suelo para determinar las demandas de riego. doi:10.13053/CyS-24-1-3231 DOI: https://doi.org/10.13053/cys-24-1-3231
Fundación Ellen MacArthur. (2019). Completando el panorama: Cómo la economía circular aborda el cambio climático. Obtenido de https://www.ellenmacarthurfoundation.org/completing-the-picture
Gamarra, A., Taipe, J., y Arellano, M. (2022). Sistema de monitoreo inteligente para controlar los factores ambientales de un invernadero en la reion de Junín. doi: 10.26490/uncp.prospectivauniversitaria.2020.17.1381 DOI: https://doi.org/10.26490/uncp.prospectivauniversitaria.2020.17.1381
Garcia, A., Soto, G., Toledano, M., Rivas, E., y Gastélum, A. (2020). Aplicaciones de las redes neuronales artificiales en la tecnología de invernaderos y visión general para el desarrollo de la agricultura inteligente. doi:10.3390/app10113835 DOI: https://doi.org/10.3390/app10113835
Hernández Sampieri, R., Fernández Collado, C., y Baptista Lucio, P. (2014). Metodología de la investigación. McGraw-Hill.
Intergovernmental Panel on Climate Changen (IPCC). (s/f). Cambio Climático 2021: Las Bases de la Ciencia Física. World Health Organitation. Obtenido de https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/
Kreutler, H., Ruíz, H., y Chañag, H. (2024). Influencia del coeficiente de cultivo (Kc) en la fenología y rendimiento del cultivo de tomate en invernadero. doi:10.31910/rudca. v27.n1.2024.2375 DOI: https://doi.org/10.31910/rudca.v27.n1.2024.2375
Luis Eduardo Garcia Rodríguez, L. G. (2022). Uso de la tecnología convencional para la reducción de agua de consumo y gases de efecto invernadero a través de la recirculación del agua residual no doméstica: Piloto Industrial en Colombia. Economía Circular. doi: https://doi.org/10.18273/revfue.v20n2-2022007 DOI: https://doi.org/10.18273/revfue.v20n2-2022007
Marrero, S., Gonzáles, I., León, M., y Suares, R. (2021). Control de humedad y consumo de agua en un invernadero. doi:10.47460/uct. v25i109.449 DOI: https://doi.org/10.47460/uct.v25i109.449
Mendoza, M., Cervantes, M., Valenzuela, A., Guzmán, T., Orona, I., y Cervantes, T. (2021). Uso potencial de las aguas residuales en la agricultura. doi:10.29312/remexca. v12i1.2789 DOI: https://doi.org/10.29312/remexca.v12i1.2789
Morales, R., Ruiz, G., y Alejo, S. (2020). Impacto de automatización de riego: Caso de estudio. doi:10.13053/CyS-24-2-3412 DOI: https://doi.org/10.13053/cys-24-2-3412
Moreno Perdomo, É. J. (2023). Sistema Inteligente de automatización, monitoreo y control de invernaderos mediante uso de IoT y el microcontrolador ESP-32 con aplicación de aprendizaje automático. doi:10.26507/paper.2818 DOI: https://doi.org/10.26507/paper.2818
Moreno, M., Pineda, J., Colinas, M., y Sahagún, J. (2020). El oxígeno en la zona radical y su efecto en las plantas. doi:10.29312/remexca. v11i4.2128 DOI: https://doi.org/10.29312/remexca.v11i4.2128
Organización Mundial de la Salud (OMS). (2024). Desechos de la atención en salud. OMS. Obtenido de https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/health-care-waste
Ortiz Rocha, G. A. (2022). Análisis sobre la actividad científica referente a las estrategias de climatización pasiva usada en invernaderos: Parte 1: Análisis bibliométrico. doi:10.37811/cl_rcm. v6i5.3419 DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v6i5.3419
Peña, F., y Ibarra, F. (2024). Implementación de tecnologías IoT para la reducción del consumo energético. doi:10.37636/recit. v7n3e332 DOI: https://doi.org/10.37636/recit.v7n3e332
Puelles Bulnes, M. E. (2023). Prototipo de un Invernadero automatizado hidropónico NFT con dos microclimas para el hogar basado en Internet de las cosas. doi:10.15381/risi. v16i1.25581 DOI: https://doi.org/10.15381/risi.v16i1.25581
Puelles, M. (2023). Prototipo de un Invernadero automatizado hidropónico NFT con dos microclimas para el hogar basado en Internet de las cosas. doi:10.15381/risi. v16i1.25581 DOI: https://doi.org/10.15381/risi.v16i1.25581
Quintanilla, K., González, C., y Valle, R. (2020). APLICACIÓN DE LA ECONOMÍA CIRCULAR EN LA INDUSTRIA DEL PLÁSTICO UN APORTE AL CUMPLIMIENTO DE LOS ODS EN ELSALVADOR, PERÍODO 2010-2020. Universidad de El Salvador. Obtenido de https://repositorio.ues.edu.sv/server/api/core/bitstreams/1d26c9ef-e5f8-4164-8c09-08c318005a30/content
Ramírez, S., Palau, I., León, M., y Suarez, R. (2021). Control de humedad y consumo de agua en un invernadero. doi:10.47460/uct. v25i109.449 DOI: https://doi.org/10.47460/uct.v25i109.449
Ramos, L., Quej, V., Carrillo, E., Aceves, E., y Rivera, B. (2021). Estimación de la evapotranspiración de referencia con datos de temperatura: una comparación entre técnicas de cálculo convencionales y de inteligencia artificial en una región cálida-subhúmeda. doi:10.24850/j-tyca-2021-03-02 DOI: https://doi.org/10.24850/j-tyca-2021-03-02
Sagastume, A., Méndez, R., Campos, L., y Sanchez, T. (2021). Educación Ambiental para Pormover las 3R. Universidad Dr. José Matías Delgado. Obtenido de https://www.academia.edu/49352833/Environmental_education_to_promote_3Rs_in_the_urban_area_of_the_municipality_of_Nuevo_Cuscatlan_La_Libertad_El_Salvador#loswp-work-container
Sturzenegger, G., y Espinola, N. (2023). Apoyando el reciclaje inclusivo en América Latina y el Caribe. Banco Interamericano de Desarrollo (BID). Obtenido de https://blogs.iadb.org/agua/es/apoyando-el-reciclaje-inclusivo-en-america-latina-y-el-caribe/
Tobar, B., Pinto, A., y Medina, A. (2025). Revisión sistemática de sistemas de control y monitoreo en riego para optimizar la eficiencia del agua en cultivos agrícolas: Propuesta integrada de mejora. doi:10.23857/pc. v10i8.10185 DOI: https://doi.org/10.23857/pc.v10i8.10185
Valverde, J., y Arias, D. (2020). Efectos del estrés hídrico en crecimiento y desarrollo fisiológico de Gliricidia sepium (Jacq.) Kunth ex Walp. doi:10.14483/2256201X.14786 DOI: https://doi.org/10.14483/2256201X.14786
Xing, Y., y Wang, X. (2024). Aplicación precisa de agua y fertilizantes a los cultivos: desafíos y oportunidades. doi:10.3389/fpls.2024.1444560 DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1444560
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