Diseño óptimo de redes de riego

Abstract

[Resumen] En este estudio se presenta un enfoque basado en algoritmos genéticos (AG) para optimizar el diseño de redes de riego por goteo. El objetivo es reducir las inhomogeneidades en los caudales de salida en cada toma de riego, de manera que toda la parcela se riegue lo más parecido posible. Se asume que las tomas de riego y la entrada de agua son conocidas, centrándose en el diseño de la red de tuberías. El AG se utiliza para determinar la configuración óptima de las tuberías, es decir, qué tomas están conectadas entre sí. Para lograr esto, se emplea una estructura de cromosoma en la que cada par de genes representa la conexión entre dos tomas. El algoritmo evolutivo busca maximizar la uniformidad en los caudales de salida y minimizar la longitud total de la tubería. Los resultados demuestran que el enfoque propuesto logra reducir de manera significativa las inhomogeneidades en los caudales de salida, mejorando así la eficiencia del sistema de riego por goteo. Además, se logra una reducción en el coste total del sistema al minimizar la longitud de la tubería utilizada.

[Abstract] In this study, we present an approach based on genetic algorithms (GAs) to optimize the design of drip irrigation networks. The objective is to reduce inhomogeneities in the discharge flow rates at each irrigation outlet, so the whole crop is watered similar amounts. We assume that the irrigation outlets and water supply are known, focusing on the design of the pipeline network. The GA is used to determine the optimal configuration of the pipelines, i.e., which outlets are connected to each other. To achieve this, a chromosome-like structure is employed, where each pair of genes represents the connection between two outlets. The evolutionary algorithm seeks to maximize uniformity in the discharge flow rates and minimize the total pipeline length. The results demonstrate that the proposed approach significantly reduces inhomogeneities in the discharge flow rates, thereby improving the efficiency of the drip irrigation system. Additionally, a reduction in the total cost of the system is achieved by minimizing the length of the utilized pipeline.