Caracterización analítica de sustratos con coco y cascarilla de arroz en sistemas de cultivo sin suelo mediante sensores IoT y técnicas de analítica de datos en la sabana de Bogotá

Abstract

Los sustratos agrícolas determinan la necesidad de agua y nutrientes en sistemas de cultivo sin suelo, pero su comportamiento bajo condiciones de altitud en invernadero en Colombia ha sido poco documentado. Este trabajo caracterizó el comportamiento físico e hídrico del sustrato de coco y cascarilla de arroz en un cultivo de arándanos bajo invernadero en la Sabana de Bogotá a 2.600 msnm, mediante datos de una red de 21 sensores IoT y mediciones manuales realizadas durante 90 días. Se construyó un dataset con 102 observaciones integrando humedad del suelo, temperatura, conductividad eléctrica y radiación fotosintéticamente activa, con registros manuales de tallos productivos y agua aplicada. Se entrenaron dos modelos de Random Forest, uno de clasificación del sustrato y uno de regresión de producción de tallos, validados con la estrategia Leave-One-Group-Out. El coco retiene más del doble de humedad que la cascarilla y acumula cuatro veces más sales. El modelo de clasificación alcanzó exactitud perfecta en los 17 grupos evaluados, identificando el sustrato mediante una única regla basada en la conductividad eléctrica máxima diaria. El modelo de regresión mostró que la producción de tallos responde principalmente a la temperatura mínima del suelo y la radiación, más que al tipo de sustrato. Los resultados proveen recomendaciones técnicas para productores de la región en la selección y manejo de sustratos orgánicos en sistemas de cultivo sin suelo.