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Revisi�n sistem�tica de sistemas de control y monitoreo en riego para optimizar la eficiencia del agua en cultivos agr�colas: Propuesta integrada de mejora

 

Systematic review of irrigation control and monitoring systems to optimize water efficiency in agricultural crops: Integrated improvement proposal

 

Revis�o sistem�tica dos sistemas de controlo e monitoriza��o da rega para otimizar a efici�ncia h�drica nas culturas agr�colas: Proposta de melhoria integrada

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: btobar@uagraria.edu.ec

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

 

* Recibido: 12 de junio de 2025 *Aceptado: 11 de julio de 2025 * Publicado: �13 de agosto de 2025

 

        I.            Universidad Agraria del Ecuador, Guayaquil, Ecuador.

      II.            Universidad Agraria del Ecuador, Guayaquil, Ecuador.

   III.            Universidad Agraria del Ecuador, Guayaquil, Ecuador.

   IV.            Universidad Agraria del Ecuador, Guayaquil, Ecuador.

 

Resumen

La eficiencia en el uso del agua (WUE) es un problema importante en la agricultura porque los recursos h�dricos son limitados y, en algunos casos (los m�s secos), est�n relacionados con temperaturas m�s altas causadas por cambios clim�ticos. Este estudio ofrece una visi�n general de la utilizaci�n de t�cnicas de monitoreo y control inteligente, como IoT, sensores de humedad y sistemas de riego por goteo autom�ticos para mejorar el uso del agua en la agricultura. El enfoque metodol�gico para esta revisi�n fue el an�lisis de estudios publicados entre 2020 y 2025, y nos guiamos por bases de datos como Scopus, Google Scholar y Scielo. La relevancia, calidad del estudio y enfoque tecnol�gico de los estudios se evaluaron en relaci�n con el principio del protocolo PRISMA para la selecci�n de art�culos. Tambi�n se consideraron art�culos sobre la adopci�n tecnol�gica en el contexto del riego inteligente y los efectos sobre la eficiencia en el uso del agua. Seg�n los hallazgos, las soluciones de riego inteligente, incluyendo el Internet de las Cosas (IoT) y los sensores de humedad del suelo, pueden ayudar a avanzar en un riego dirigido y eficiente mientras reducen el uso de agua entre un 30% y un 50% en comparaci�n con la pr�ctica regular. Adem�s, estas tecnolog�as no solo ahorran agua, sino que tambi�n mejoran la calidad de los cultivos y aumentan los rendimientos agr�colas. Sin embargo, el uso de estas tecnolog�as se ve obstaculizado por la falta de infraestructura, el costo necesario para establecer nuevos sistemas y el nuevo conocimiento que requiere la capacitaci�n de los agricultores. No obstante, frente a estos desaf�os, el avance continuo de estas tecnolog�as trae beneficios ambientales y econ�micos significativos que impulsan la sostenibilidad agr�cola.

Palabras clave: Optimizaci�n del riego; Control y monitoreo; Sistemas conservadores de agua; Tecnolog�as agr�colas; Sostenibilidad agr�cola.

 

Abstract

Water use efficiency (WUE) is a major issue in agriculture because water resources are limited and, in some cases (the driest ones), linked to higher temperatures caused by climate change. This study provides an overview of the use of smart monitoring and control techniques, such as IoT, humidity sensors, and automatic drip irrigation systems, to improve water use in agriculture. The methodological approach for this review was the analysis of studies published between 2020 and 2025, and we were guided by databases such as Scopus, Google Scholar, and Scielo. The relevance, study quality, and technological approach of the studies were assessed in relation to the PRISMA protocol principle for article selection. Articles on technology adoption in the context of smart irrigation and the effects on water use efficiency were also considered. According to the findings, smart irrigation solutions, including the Internet of Things (IoT) and soil moisture sensors, can help advance targeted and efficient irrigation while reducing water use by 30% to 50% compared to regular practice. Furthermore, these technologies not only save water but also improve crop quality and increase agricultural yields. However, the use of these technologies is hampered by a lack of infrastructure, the cost of establishing new systems, and the new knowledge required to train farmers. However, in the face of these challenges, the continued advancement of these technologies brings significant environmental and economic benefits that drive agricultural sustainability.

Keywords: Irrigation optimization; Control and monitoring; Water-conserving systems; Agricultural technologies; Agricultural sustainability.

 

Resumo

A efici�ncia do uso da �gua (EUA) � uma quest�o importante na agricultura porque os recursos h�dricos s�o limitados e, em alguns casos (os mais secos), est�o ligados a temperaturas mais elevadas provocadas pelas altera��es clim�ticas. Este estudo fornece uma vis�o geral da utiliza��o de t�cnicas de monitoriza��o e controlo inteligentes, como a IoT, sensores de humidade e sistemas autom�ticos de rega gota-a-gota, para melhorar a utiliza��o da �gua na agricultura. A abordagem metodol�gica desta revis�o foi a an�lise de estudos publicados entre 2020 e 2025, e fomos orientados por bases de dados como a Scopus, Google Scholar e Scielo. A relev�ncia, a qualidade dos estudos e a abordagem tecnol�gica dos estudos foram avaliadas em rela��o ao princ�pio do protocolo PRISMA para a sele��o dos artigos. Foram tamb�m considerados artigos sobre a ado��o de tecnologia no contexto da irriga��o inteligente e os efeitos na efici�ncia do uso da �gua. De acordo com as conclus�es, as solu��es de irriga��o inteligentes, incluindo a Internet das Coisas (IoT) e os sensores de humidade do solo, podem ajudar a promover a irriga��o direcionada e eficiente, reduzindo o uso de �gua em 30% a 50% em compara��o com a pr�tica regular. Al�m disso, estas tecnologias n�o s� poupam �gua, como tamb�m melhoram a qualidade das culturas e aumentam a produtividade agr�cola. No entanto, a utiliza��o destas tecnologias � dificultada pela falta de infraestruturas, pelo custo de implementa��o de novos sistemas e pelos novos conhecimentos necess�rios para formar os agricultores. Face a estes desafios, o avan�o cont�nuo destas tecnologias traz benef�cios ambientais e econ�micos significativos que impulsionam a sustentabilidade agr�cola.

Palavras-chave: Otimiza��o da rega; Controlo e monitoriza��o; Sistemas de conserva��o de �gua; Tecnologias agr�colas; Sustentabilidade agr�cola.

 

Introducci�n

La agricultura se enfrenta a un aumento de la demanda de suministro de alimentos, la influencia del cambio clim�tico inducido por el hombre y la escasez de agua. La ineficiencia del agua es uno de los problemas m�s desafiantes en la agricultura contempor�nea, particularmente en regiones �ridas y semi�ridas donde las plantas dependen del riego para crecer (Abdelhamid et al., 2025; Amarasingam et al., 2024). Aunque la tecnolog�a agr�cola ha estado mejorando, muchos m�todos tradicionales de riego todav�a se aplican de manera ineficiente, debido a lo cual se desperdicia una gran cantidad de agua. En pa�ses y regiones que enfrentan escasez de agua, tales ineficiencias tienen serias implicaciones para la productividad agr�cola y el medio ambiente sostenible (Cetin, 2024; Goyal et al., 2024).

El patr�n de precipitaciones ha sido alterado por el cambio clim�tico y la tendencia de climas extremos como sequ�as e inundaciones se ha exacerbado (Barzigar et al., 2025). La agricultura, que es el mayor usuario de agua dulce (aproximadamente el 70% del mundo), necesita hacerse m�s sostenible para la seguridad alimentaria a largo plazo y la conservaci�n del agua (Kumar et al., 2025). En esta perspectiva, los sistemas de gesti�n y monitoreo del riego, como el Sistema de Gesti�n y Monitoreo del Riego, han surgido como una tecnolog�a importante para maximizar el uso del agua en la agricultura (Chaudhari et al., 2025).

Los sistemas de control y monitoreo del riego son hoy en d�a herramientas obligatorias para aumentar la eficiencia en el uso del agua en la agricultura. Estas tecnolog�as permiten a los agricultores controlar la cantidad exacta de agua que se da a los cultivos seg�n los requisitos espec�ficos de las plantas y la situaci�n ambiental (Dahane et al., 2022; Cohen et al., 2021). De hecho, utilizando sensores IoT (Internet de las cosas), plataformas de control en tiempo real y algoritmos de optimizaci�n, es posible monitorear continuamente variables como la humedad del suelo, la temperatura, la radiaci�n solar y las precipitaciones (Apacionado & Ahamed, 2024; Farhaoui, Zouggar, & Slamani, 2025).

Adem�s, el sistema autom�tico es capaz de activar el riego solo cuando es necesario, evitando el riego excesivo y el insuficiente. Esto no solo contribuye al ahorro de agua, sino que tambi�n mejora la salud de los cultivos, reduce el costo de las operaciones y aumenta el rendimiento de los cultivos (Yadav et al., 2022). Las tecnolog�as de control y monitoreo tambi�n permiten la adquisici�n de datos en la finca que pueden usarse para refinar los horarios de riego y mejorar los rendimientos a largo plazo (Haldorai et al., 2024).

La recomendaci�n para la adopci�n de sistemas de control y monitoreo de riego de �ltima generaci�n es esencial para mitigar las ineficiencias en el uso del agua agr�cola. La adopci�n de tecnolog�as de riego inteligente es susceptible de revolucionar la agricultura convencional en una m�s sostenible y lucrativa (Goyal et al., 2024). Las ventajas de esta propuesta son dobles, ambientales y econ�micas. La medida de ahorro de agua proporciona una soluci�n factible para reducir los gastos relacionados con el agua en el riego y aumentar la productividad agr�cola (Barzigar et al., 2025; Kamyshova et al., 2022).

Adem�s, la aplicaci�n de estas tecnolog�as podr�a mejorar la adaptaci�n de los cultivos al cambio clim�tico y ayudar a sostener los ecosistemas agr�colas a largo plazo. Debido a que muchas �reas est�n bajo una presi�n creciente para usar menos agua y producir m�s de los cultivos que riegan, el control y monitoreo de riego inteligente est� convirti�ndose r�pidamente en una elecci�n tecnol�gica, sino en un requisito (Haddad et al., 2025).

El objetivo de esta revisi�n sistem�tica es revisar las tecnolog�as de �ltima generaci�n para sistemas de control y monitoreo de riego para determinar la efectividad en la mejora del uso del agua en la agricultura. Los avances recientes en tecnolog�as SAW quiz�s impliquen incluso mayores potenciales en diversas aplicaciones, ya que los esfuerzos de investigadores e ingenieros que abordan las tecnolog�as SAW contin�an durante las �ltimas 3 d�cadas. Adem�s, se recomienda un enfoque integrado para mejorar la eficiencia del riego a trav�s de la convergencia de herramientas modernas, opciones de implementaci�n y un enfoque hol�stico que considere tanto la tecnolog�a como los requisitos de capacitaci�n para los agricultores.

 

Metodolog�a

Criterios para la Selecci�n de Estudios

Los estudios elegibles en la revisi�n sistem�tica fueron identificados de acuerdo con criterios espec�ficos de relevancia y calidad. Los criterios de calificaci�n fueron los siguientes:

�                    Pertinencia tem�tica: Los art�culos seleccionados fueron estudios l�deres que discuten tecnolog�as de control y monitoreo en riego dirigidas a la mejora de la eficiencia del uso del agua en cultivos agr�colas. Enfocados en la investigaci�n de sensores IoT, sistemas automatizados y plataformas de monitoreo en tiempo real.

�                    Calidad de los Estudios: Los estudios deb�an estar publicados en revistas cient�ficas indexadas, preferiblemente en bases de datos de alto nivel como Scopus y Web of Science. Los art�culos de revisi�n considerados deb�an ser revisados por pares y la metodolog�a deb�a ser lo suficientemente s�lida para justificar la validez interna y externa del hallazgo.

�                    Fecha de publicaci�n: Se eligieron art�culos de 2020 a 2025 para recopilar el desarrollo tecnol�gico m�s actual y las nuevas poblaciones en la investigaci�n de sistemas de riego inteligente.

�                    Enfoque Tecnol�gico: Los art�culos deben centrarse en el examen de nuevas tecnolog�as para el monitoreo y control del riego (por ejemplo, sensores de humedad, plataformas de monitoreo en tiempo real, sistemas autom�ticos), y con un enfoque particular en la eficiencia del uso del agua.

Fuentes de Informaci�n

La b�squeda de estudios se realiz� dentro de una variedad de bases de datos acad�micas de alto impacto conocidas por su calidad y amplia difusi�n internacional. Las bases de datos consultadas fueron:

�                    Scopus: Se utiliz� para recuperar art�culos revisados por pares sobre tecnolog�a de monitoreo y control en riego, as� como sobre eficiencia del uso del agua en la agricultura.

�                    Google Scholar: Se utiliz� para ampliar el rango de b�squeda y seleccionar art�culos de referencia apropiados y libros electr�nicos sobre riegos de segunda generaci�n de China y tecnolog�as avanzadas.

�                    Scielo: utilizamos esta base de datos para encontrar literatura de autores latinoamericanos centrada en aplicaciones tecnol�gicas de riego en pa�ses en desarrollo.

�                    IEEE Xplore: Se accedi� para buscar informes t�cnicos sobre la aplicaci�n de sensores IoT, inteligencia artificial y aprendizaje autom�tico para PA.

Palabras clave como " "smart irrigation systems", "IoT irrigation", "water efficiency", "irrigation control technologies", y "precision agriculture" se explotaron en el proceso de b�squeda. Los art�culos se clasificaron seg�n el idioma (principalmente ingl�s, espa�ol) y el tema de optimizaci�n del uso del agua.

Proceso de An�lisis

La revisi�n sistem�tica se realiz� basada en los art�culos seleccionados de acuerdo con las recomendaciones del protocolo PRISMA. El procedimiento del an�lisis ocurri� en los siguientes pasos:

1.                 Recolecci�n de Datos: De cada art�culo, se recopilaron datos sobre el tipo de tecnolog�a utilizada, m�todo utilizado para monitorear y controlar el riego, resultados y conclusiones sobre la eficiencia del uso del agua. Tambi�n se abordaron las limitaciones de los estudios y los desaf�os de aplicar estas tecnolog�as.

2.                 Clasificaci�n de Tecnolog�a: Las tecnolog�as fueron categorizadas seg�n su naturaleza, por ejemplo, sistemas basados en sensores IoT, plataformas automatizadas, aprendizaje autom�tico, sistemas de monitoreo en tiempo real. Esto llev� a la categorizaci�n de las tecnolog�as m�s novedosas y eficientes para mejorar el rendimiento del riego.

3.                 Redacci�n de la Revisi�n: Los datos extra�dos se sintetizaron para crear un resumen explicativo de innovaciones y tendencias en tecnolog�a de riego. Los estudios fueron analizados cr�ticamente y se discutieron los pros y contras de cada tecnolog�a y de las mejores aplicaciones en varios contextos agr�colas. Tambi�n se se�alaron las brechas de conocimiento y los problemas de implementaci�n, incluyendo la falta de infraestructura disponible o capacitaci�n de los agricultores.

4.                 Propuesta de avance: A la luz de los hallazgos, he formulado una propuesta integrada que, cuando se implemente, adoptar� las tecnolog�as m�s adecuadas y establecer� acciones que se pueden tomar en cualquiera de los diversos entornos agr�colas, particularmente para aquellos en �reas con escasez de agua.

A continuaci�n, se presenta el diagrama de flujo PRISMA que detalla todas las etapas de la selecci�n y an�lisis de los estudios que se incluyeron en esta revisi�n sistem�tica.

Diagrama de Flujo PRISMA

La Figura 1 es el diagrama de flujo PRISMA que representa las fases para la selecci�n y an�lisis de estudios incluidos en esta revisi�n sistem�tica.

Figura 1 Diagrama de flujo PRISMA

 

Puedes observar las fases subsecuentes:

-                   M�todos de b�squeda para la identificaci�n de estudios: Se recuperaron un total de 100 registros mediante la b�squeda en las bases de datos (n=100).

-                   Duplicados: Se excluyeron los duplicados (n=85).

-                   Cribado: Cribado basado en t�tulos y res�menes para estudios elegibles (n=85).

-                   Elegibilidad: Se examinaron los estudios elegibles para incluir en el an�lisis (n=50).

-                   Estudios incluidos: Los estudios finales seleccionados para la revisi�n (n=24).

Este diagrama de flujo facilita ver c�mo se implement� el proceso de selecci�n de estudios.

 

Resultados

A continuaci�n, se presenta una tabla con los estudios incluidos en esta revisi�n, donde se resumen los detalles clave de cada art�culo analizado.

 

 

 

 

 

Tabla 1. Art�culos Incluidos en la Revisi�n

 

 

 

 

Eficiencia del Agua

Los hallazgos de los estudios revisados han demostrado que los sistemas de control y monitoreo han aumentado significativamente la eficiencia en el uso del agua. Entre los hallazgos clave se encuentran:

�                    Menor uso de agua

Se ha demostrado que los sistemas de riego inteligentes, como los basados en IoT, pueden reducir el uso de agua entre un 30% y un 50%, dependiendo del clima y el cultivo (Dahane et al., 2022; Liu et al., 2025).

 

Figura 2. Comparaci�n de consumo de agua entre m�todos de riego.

Nota: El gr�fico indica que el uso de agua con tecnolog�a de vanguardia es mucho menor que los m�todos t�picos de riego.

 

Este gr�fico muestra una comparaci�n de aplicaciones con sistemas de riego tradicionales. Los m�todos tradicionales m�s antiguos de riego, como el riego por inundaci�n, no son tan eficientes en la direcci�n del agua, ya que no consideran el tipo de suelo o el tipo de cultivo.

Por el contrario, dependiendo de las condiciones ambientales y la etapa espec�fica del cultivo, los sistemas de riego logrados con IoT y automatizaci�n modifican la cantidad de agua aplicada, lo que implica un alto ahorro de costos.

 

 

Optimizaci�n del uso del agua

El uso de sensores para medir la humedad del suelo y el control en tiempo real del riego puede llevar a un ajuste fino, mejor control del uso del agua evitando el desperdicio (por ejemplo, Goyal et al., 2024; Farhaoui et al., 2025).

 

Figura 3. Optimizaci�n de los recursos h�dricos con sensores de humedad.

 

Aqu� analizamos el Riego Tradicional y el Riego con Sensores de Humedad del Suelo. Se cuantifica la eficiencia del uso del agua como un porcentaje, que refleja el grado de eficiencia alcanzado en el uso del agua, es decir, evitando desperdicios de agua.

El sistema de riego convencional (por ejemplo, riego por inundaci�n) no regula la cantidad de agua seg�n el requerimiento del CULTIVO. Esto da una eficiencia del uso del agua del 80%, lo que indica que el 20% del agua se desperdicia, ya sea por exceso de riego o por mala distribuci�n.

Al usar sensores de humedad, las condiciones del suelo pueden medirse en 'tiempo real' y el riego puede ajustarse a la demanda precisa de los cultivos. Esto mejora la eficiencia del agua en un 40%; con el riego de cultivos m�s preciso que nunca, se puede prevenir eficazmente el desperdicio de recursos h�dricos.

El riego basado en sensores de humedad es mucho m�s efectivo en el uso del agua que el sistema convencional y puede usarse para optimizar la aplicaci�n de agua y minimizar el desperdicio.

 

 

�                    Enriquecimiento de la calidad alimentaria

Las investigaciones tambi�n han demostrado que un riego adecuado no solo mejora la eficiencia del uso del agua, sino que tambi�n conduce a la mejora del bienestar y la producci�n de los cultivos (Chaudhari et al., 2025; Apacionado & Ahamed, 2024).

 

Figura 4. Mejora en la calidad de los cultivos con riego optimizado

 

Los rendimientos de los cultivos producidos mediante dos m�todos de riego, Riego Tradicional y Riego Optimizado, se representan lado a lado en el gr�fico a continuaci�n. El rendimiento del cultivo se caracteriza por el n�mero total y la calidad de la producci�n (como porcentaje).

En el riego convencional, los cultivos solo logran un rendimiento del 70%. Este bajo rendimiento se atribuye al hecho de que el riego no se adapt� adecuadamente al desarrollo del cultivo y podr�a llevar a las plantas al estr�s y poner en peligro la productividad y la salud de las plantas (Ryan y Richard, 1993).

El riego eficiente que aprovecha productos y servicios de vanguardia, como el riego inteligente y sensores IoT, proporciona la cantidad adecuada de agua a los cultivos en el momento adecuado. Esto aumenta el rendimiento del cultivo al 90%, maximizando la calidad y cantidad de la cosecha.

La eficiencia del uso del agua ha mejorado, la calidad y el rendimiento de los cultivos se elevan mediante un riego preciso, lo que muestra los efectos positivos entre el riego de precisi�n y la productividad agr�cola.

 

Tendencias Emergentes: Nuevas tecnolog�as en riego

La trayectoria de la investigaci�n agr�cola ha llevado a una serie de nuevas tecnolog�as, que se est�n introduciendo para cambiar la gesti�n del riego:

�                    Adopci�n de Inteligencia Artificial (IA): Con la ayuda de la inteligencia artificial y el aprendizaje autom�tico, se puede mejorar la precisi�n de las decisiones de riego donde los sistemas est�n dise�ados para aprender de datos hist�ricos relevantes y modificar autom�ticamente el riego con cambios en las circunstancias (Yadav et al., 2022).

�                    Drones y sensores: tecnolog�as avanzadas: Los UAV con sensores de alta precisi�n han comenzado a permitir el monitoreo en tiempo real de cultivos y suelos, y una intervenci�n m�s eficiente y dirigida (Kamyshova et al., 2022).

�                    Energ�a renovable en riego: La conjunci�n de sistemas de riego con fuentes de energ�a renovable, como la solar y la e�lica, est� emergiendo en el sector rural, favoreciendo la sostenibilidad y la econom�a de la operaci�n (ABDELHAMID et al., 2025).

 

Discusi�n

A partir de la revisi�n realizada sobre los estudios incluidos, las tecnolog�as de control y monitoreo detectadas en el riego, como las soluciones IoT, los sensores de humedad del suelo y los sistemas de automatizaci�n, pueden considerarse altamente efectivas para aumentar la eficiencia del uso del agua en la agricultura. Estas son algunas de las muchas tecnolog�as poderosas:

�                    Sistemas habilitados para IoT: Los sistemas habilitados para IoT permiten la recopilaci�n de datos en tiempo real sobre las condiciones del suelo y el clima, lo que lleva a una mejor virtualizaci�n de decisiones sobre cu�nto y cu�ndo regar. Tal precisi�n en la gesti�n del agua minimiza el desperdicio de agua y mejora la viabilidad operativa (Goyal et al., 2024; Liu et al., 2025).

�                    Monitores de humedad del suelo: Estos monitores son cruciales si se desea monitorear las condiciones del suelo con precisi�n y prevenir el riego excesivo o insuficiente. Al excluir per�odos de riego insuficiente o excesivo, la EUE ha permitido reducir el desperdicio (Cetin, 2024; Dahane et al., 2022).

�                    Sistemas de riego autom�tico: La llamada automatizaci�n del riego representa un desarrollo muy importante porque facilita una mejor gesti�n del agua sin intervenci�n humana, adapt�ndose directamente a la humedad del suelo y a las situaciones clim�ticas (Farhaoui et al., 2025, Apacionado & Ahamed, 2024).

Estas tecnolog�as proporcionan una gran contribuci�n al ahorro de agua en la producci�n agr�cola, ya que se puede gestionar de manera m�s precisa espec�ficamente seg�n los requisitos de los cultivos. La integraci�n de sensores, IoT y automatizaci�n ha permitido una disminuci�n del consumo de agua del 30% al 50% en comparaci�n con los enfoques de riego cl�sicos (Dahane et al., 2022; Goyal et al., 2024).

Desaf�os en la implementaci�n

A pesar de las posibles ventajas, la difusi�n de estas tecnolog�as enfrenta algunos problemas que dificultan su amplia adopci�n:

1.                 Falta de infraestructura: La falta de infraestructura TIC en gran parte del mundo, particularmente en las zonas rurales o del Tercer Mundo, significa que las herramientas avanzadas necesarias para implementar tales sistemas de riego no son accesibles. La ausencia de internet y redes en ubicaciones remotas limita la integraci�n de sistemas de monitoreo en tiempo real y la automatizaci�n del riego (Amarasingam et al., 2024; Farhaoui et al., 2025).

2.                 Costo de implementaci�n: Las tecnolog�as de riego inteligente son altamente beneficiosas; sin embargo, la alta inversi�n inicial es un gran desaf�o. Los sistemas de sensores, plataformas de monitoreo y soluciones automatizadas en el IoT requieren una inversi�n sustancial en equipos y software, as� como capacitaci�n dedicada, lo que puede estar fuera del alcance de los peque�os agricultores y agricultores con recursos limitados (Yadav et al., 2022; Cohen et al., 2021).

3.                 Capacitaci�n de los agricultores: Los beneficios completos de las tecnolog�as modernas se realizar�n solo cuando los agricultores est�n bien capacitados en su uso. Pero debido a programas de capacitaci�n inadecuados y al desconocimiento de nuevas tecnolog�as en muchas �reas, permanecen sin implementar. Los agricultores necesitan saber c�mo instalar los sistemas, mantenerlos y ajustarlos, lo que a su vez podr�a proporcionarse no solo a trav�s de capacitaci�n t�cnica, sino tambi�n mediante un cambio de mentalidad para la integraci�n de tecnolog�a inteligente en la agricultura (Kamyshova et al., 2022; Goyal et al., 2024).

 

Impacto de las tecnolog�as

Aunque las tecnolog�as de control y monitoreo en el riego enfrentan todos estos desaf�os dif�ciles, en t�rminos de impactos, son:

1.                 Efectos ecol�gicos: La implementaci�n de estas t�cnicas facilita el ahorro de agua y es muy importante para la sostenibilidad ambiental. La optimizaci�n del riego tambi�n es un ahorro de agua y asegura la sobreexplotaci�n del agua, lo cual es crucial en un contexto de cambio clim�tico donde los recursos h�dricos est�n disminuyendo y los d�ficits de agua son cada vez m�s frecuentes, incluidas las sequ�as (Abdelhamid, 2025; Liu et al., 2025).

2.                 Impacto econ�mico: La aplicaci�n de sistemas de riego eficientes genera ahorros en los costos operativos al reducir la cantidad de agua utilizada y, como consecuencia, reducir la energ�a y otros insumos. Adem�s, la mejora en la salud de los cultivos y un mayor rendimiento de los cultivos conduce a un aumento en los ingresos de los agricultores. Puede tener importantes implicaciones, especialmente para los peque�os agricultores, que probablemente se beneficien m�s en t�rminos de mayores retornos (Cetin, 2024; Yadav et al., 2022).

3.                 Necesidad social: El uso de tecnolog�as basadas en la nube para producir cultivos tambi�n tendr� un impacto social positivo, al hacer que los agricultores sean m�s robustos frente a los cambios clim�ticos y la inseguridad alimentaria. La mejora en la eficiencia del riego permite a los agricultores obtener altos rendimientos, lo que resulta en seguridad alimentaria y bienestar de las personas rurales (Chaudhari et al., 2025; Eze et al., 2025). Adem�s, si se pueden capacitar en estas tecnolog�as, puede mejorar las habilidades y el conocimiento de los agricultores, lo que proporcionar� nuevos empleos y promover� el desarrollo econ�mico en la regi�n agr�cola.

Si bien el monitoreo y control de la tecnolog�a de riego tiene el potencial de ahorrar agua y cambiar el futuro de la agricultura, la implementaci�n tambi�n tiene barreras como la infraestructura, el costo y la capacitaci�n asociada. Sin embargo, no pueden ser ignorados desde un punto de vista ambiental, econ�mico y social, y su gesti�n en la agricultura sostenible jugar� un papel vital en la resiliencia y la seguridad alimentaria del futuro.

 

 

Propuesta para introducir tecnolog�as de monitoreo y control inteligente para mejorar la optimizaci�n del uso del agua en la agricultura

La Propuesta Integral para Mejorar la Optimizaci�n del Uso del Agua en la Agricultura mediante Tecnolog�as de Monitoreo y Control Inteligentes. Esta propuesta est� dise�ada para mejorar la eficiencia del uso del agua en los cultivos agr�colas utilizando tecnolog�as avanzadas de monitoreo y control de riego. Este enfoque integrado ofrece tecnolog�a de vanguardia y un curso de acci�n simple, dise�ado teniendo en cuenta las necesidades del agricultor para que puedan aprovechar al m�ximo sus recursos h�dricos, aumentar la productividad agr�cola y asegurar la disponibilidad futura de agua.

Hay tres componentes distintos en la propuesta.

1.                 Tecnolog�as Recomendadas

Para una mejora significativa en la eficiencia del riego, se recomienda la introducci�n de las siguientes tecnolog�as:

-                   Sensores IoT: La implementaci�n de sensores de humedad del suelo conectados con plataformas IoT permitir� la medici�n y evaluaci�n precisa de las condiciones del suelo de manera instant�nea. Estos sensores activar�n el riego cuando sea necesario, en lugar de desperdiciar agua. La tecnolog�a IoT permitir� la conexi�n de otros sensores para controlar factores como la temperatura, la radiaci�n solar y la precipitaci�n.

-                   Sistemas de Riego Inteligentes: Estos est�n compuestos por sensores IoT y sistemas de control que controlar�n autom�ticamente la cantidad de agua suministrada seg�n el requerimiento particular del cultivo. La automatizaci�n del riego reducir� en gran medida el posible uso excesivo de agua y tambi�n conducir� a mejores rendimientos al proporcionar la cantidad requerida de agua para los cultivos.

-                   Plataformas de monitoreo en tiempo real: Los agricultores se beneficiar�n de los datos de riego a trav�s de aplicaciones web o m�viles, lo que les permitir� tomar decisiones informadas sobre su uso del agua. Estas aplicaciones combinar�n datos de sensores, pron�sticos y an�lisis predictivos para la optimizaci�n de la programaci�n del riego.

-                   Sistemas de Gesti�n de Datos: Los sistemas de an�lisis de datos que agregan y procesan la informaci�n de los sensores monitorear�n el estado del riego y har�n sugerencias para adaptar el riego seg�n el rendimiento y los cambios clim�ticos/del suelo.

 

2.                 Estrategia de Implementaci�n

El despliegue efectivo de estas tecnolog�as requiere una estrategia bien pensada que tenga en cuenta muchos aspectos:

-                   Selecci�n de Tecnolog�a: Se debe realizar una evaluaci�n t�cnica considerando el tipo de cultivos y las condiciones locales para seleccionar la m�s adecuada. Las consideraciones relevantes para este an�lisis incluyen el tipo de cultivo, las condiciones clim�ticas locales y la presencia de infraestructura tecnol�gica.

-                   Requisitos de Infraestructura: La infraestructura tecnol�gica es esencial para desplegar sistemas de riego inteligentes. Se deber�n establecer redes de sensores IoT, sistemas de riego controlados y plataformas de gesti�n de datos, lo que implica inversiones en equipos, redes de comunicaci�n y software. Adem�s, se requiere una excelente conectividad en el contexto rural para el monitoreo remoto y en tiempo real del sistema.

-                   Compatibilidad con las Costumbres Agr�colas Locales: Es necesario desarrollar la tecnolog�a que se ajuste a la localidad. La integraci�n tambi�n debe ser gradual, comenzando con proyectos piloto en peque�as �reas para evaluar el rendimiento y abordar y mejorar los problemas de seguridad de las tecnolog�as antes de la integraci�n a nivel estatal. La participaci�n de los agricultores y la consideraci�n de las pr�cticas tradicionales ser�n esenciales para lograr una amplia aceptaci�n e implementaci�n exitosa.

3.                 Capacitaci�n y Apoyo

Un desaf�o principal para la adopci�n de estas tecnolog�as es la falta de capacitaci�n. Por lo tanto, es necesario organizar cursos de capacitaci�n para agricultores y personal en las granjas. Estos programas deben incluir los siguientes elementos:

-                   Uso de Tecnolog�as y Mantenimiento: Capacitar a los agricultores sobre c�mo usar correctamente los sensores IoT, sistemas de riego automatizados y plataformas de monitoreo en tiempo real. La capacitaci�n debe cubrir la instalaci�n y configuraci�n de dispositivos y la interpretaci�n de los datos generados por estos sistemas.

-                   Gesti�n del Cambio: Ayudar a los agricultores a familiarizarse y adaptarse a la tecnolog�a a trav�s de talleres/capacitaciones, seminarios, demostraciones pr�cticas, etc. Los agricultores deben estar al tanto de las tecnolog�as de ahorro de agua, la productividad y los beneficios sostenibles.

-                   Apoyo Continuo: Desarrollo de un sistema para apoyar a los agricultores siempre que tengan problemas t�cnicos o cuestiones relacionadas con la tecnolog�a utilizada. Esto podr�a incluir l�neas de ayuda, servicio t�cnico local y la visita ocasional de expertos para monitorear el funcionamiento del sistema.

4.                 Evaluaci�n y Monitoreo

Para asegurar que las tecnolog�as realmente est�n ahorrando agua y logrando una mayor eficiencia con el tiempo, se debe desarrollar un plan para el monitoreo y evaluaci�n continuos que consista en:

-                   Monitoreo del Rendimiento del Sistema: Verificaci�n peri�dica del rendimiento del sistema, como comprobar si los sensores del sistema de aspersi�n funcionan correctamente, si los sistemas de riego est�n debidamente calibrados, si los datos recopilados son precisos.

-                   Evaluaci�n de Impacto: Realizar una evaluaci�n anual sobre el impacto ambiental, econ�mico y social de las soluciones implementadas. Esto implica la cuantificaci�n del ahorro en el uso de agua, cambios en la producci�n agr�cola y valores monetarios acumulados como resultado de la mejora del riego.

-                   Ajuste y Escalado: Ajuste en los sistemas de riego basado en a�os de monitoreo y escalado constante. Esta retroalimentaci�n facilitar�a el refinamiento continuo de las pr�cticas de riego para mantenerlas sincronizadas con las condiciones clim�ticas y de los cultivos.

Con este enfoque hol�stico, no solo se aplicar�n tecnolog�as avanzadas, sino que tambi�n se utilizar�n herramientas adecuadas para la agricultura y se asegurar�n beneficios sostenibles a largo plazo.

 

Conclusiones

La creciente importancia de la optimizaci�n del uso del agua en la agricultura ha sido descrita en la introducci�n como un medio para hacer frente a la escasez de agua, el cambio clim�tico y garantizar la seguridad alimentaria. Se enfatizaron las tecnolog�as avanzadas de control y monitoreo de riego, incluyendo sensores basados en IoT, sistemas autom�ticos y plataformas de monitoreo en tiempo real, como herramientas importantes para optimizar la eficiencia del uso del agua. Estas tecnolog�as pueden ahorrar una cantidad sustancial de desperdicio de agua en la agricultura y mejorar la productividad de los cultivos.

La estrategia aplicada en nuestra revisi�n sistem�tica fue muy estricta, basada en los criterios PRISMA para filtrar los estudios, y utilizando bases de datos s�lidas como Scopus, Google Scholar, Scielo e IEEE Xplore. Los estudios seleccionados abordaron la relevancia del tema para el tema de este esfuerzo, la calidad de la investigaci�n en s� y la tecnolog�a en la que nos enfocamos para proporcionar una revisi�n imparcial de la tecnolog�a de monitoreo y control de riego. El an�lisis de los datos permiti� identificar las tecnolog�as m�s exitosas y las barreras para su adopci�n.

En los resultados, se destacaron varias tecnolog�as l�deres que est�n mejorando la eficiencia del uso del agua en la agricultura, como IoT, sensores de humedad, riego autom�tico, redes de sensores inal�mbricos y plataformas de monitoreo en tiempo real. Estos m�todos han demostrado reducir el uso de agua (hasta un 50%) y aumentar la salud del cultivo. La inteligencia artificial, los drones y las energ�as renovables est�n entre las nuevas tendencias, impulsando el futuro del riego y proporcionando soluciones a�n m�s sostenibles y eficientes. Pero la lucha es, como siempre, llevar estas tecnolog�as desarrolladas al uso real, particularmente en lugares con poca infraestructura.

Se discutieron posibles deficiencias de las tecnolog�as aplicadas y se destac� su potencial para aumentar la eficiencia del uso del agua; sin embargo, tambi�n se se�alaron algunos aspectos cr�ticos. D�cadas de experiencia han destacado los desaf�os para la adopci�n, incluyendo la ausencia de infraestructura habilitadora, altos costos iniciales y la necesidad de capacitaci�n para los agricultores. Adem�s, se evalu� la efectividad econ�mico-ambiental y socioecon�mica de estas tecnolog�as. La adopci�n de tecnolog�as de monitoreo y control de riego en la finca no solo aumenta la eficiencia del uso del agua, sino que tambi�n contribuye a mejorar la productividad agr�cola y la sostenibilidad a largo plazo, obteniendo simult�neamente una importancia cr�tica para el medio ambiente y la vida en las �reas rurales.

La soluci�n integrada propuesta tiene como objetivo mejorar el uso del agua en la agricultura a trav�s de tecnolog�as avanzadas de monitoreo y control de riego. Se deben aplicar sensores IoT, sistemas de riego autom�ticos y plataformas de big data. El proceso de evaluaci�n tecnol�gica cubre la evaluaci�n t�cnica de las tecnolog�as, el hardware requerido y c�mo estas interfaces se transportan con las pr�cticas agr�colas locales. Se proporcionar� un programa de capacitaci�n para agricultores, as� como soporte t�cnico regular para la adopci�n exitosa de la tecnolog�a. Un sistema de monitoreo y evaluaci�n asegurar� que las tecnolog�as sean cada vez m�s eficientes en la gesti�n del agua.

Los comentarios reflejan la opini�n de que las tecnolog�as de control y monitoreo de riego tienen un gran potencial para aumentar la eficiencia del uso del agua en la agricultura. Si bien las herramientas y t�cnicas existentes han tenido �xito en reducir el uso del agua, la infraestructura, el costo y la capacitaci�n enfrentan desaf�os colosales. Para resolver estos desaf�os, se debe aplicar una estrategia completa que combine alta tecnolog�a con un enfoque adecuado a las condiciones y capacidades locales. La propuesta facilitadora complementada se basar�a en la aplicaci�n pr�ctica de estas tecnolog�as, mejorando la eficiencia del riego y promoviendo la sostenibilidad de los recursos h�dricos para la agricultura.

 

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