Identificación de estados y parámetros cinéticos del proceso de nitrificación en suelo agrícola mediante Filtro de Kalman Extendido

Resumen

El seguimiento de las especies nitrogenadas en la solución del suelo es imprescindible para optimizar la fertilización agrícola, pero su medición in situ resulta costosa y lenta. Los electrodos selectivos de iones (ISE) representan una alternativa económica, aunque al no estar la tecnología lo suficientemente madura, presentan limitaciones: no pueden medir todas las especies y, en las que sí pueden medir, introducen errores apreciables. Para solventarlo, este trabajo propone un Filtro de Kalman Extendido (EKF) orientado a la estimación conjunta de las concentraciones (estados) y las tasas cinéticas (parámetros) del proceso de nitrificación. El algoritmo se alimenta empleando únicamente medidas ruidosas de dos estados (amonio y nitrato). Su validación sobre datos experimentales demuestra que el estimador reconstruye la dinámica del sistema de forma robusta frente a distintas inicializaciones paramétricas y al orden de presentación de los ensayos. Además, esta metodología permite inferir con éxito el estado intermedio del proceso, cuya medición empírica no se encuentra disponible.