1 monografia del proyecto-equipo 11

7/23/2019 1 Monografia Del Proyecto-equipo 11

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALINA CRUZ

MONOGRAFÍA DEL PROYECTO“SISTEMA DE CONTROL AUTOMATICO PARA

UNA GRANJA ACUICOLA”

ASIGNATURA

“TALLER DE INVESTIGACIÓN II”

INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA“SÉPTIMO SEMESTRE GRUPO C”

PRESENTAN:

CABRERA AGUSTÍN ÓSCAR DAVIDJESÚS ALBERTO DÍAZ RAMÍREZZARATE CRUZ JESÚS ABRAHAM

TITULAR:

ING. SUSANA MONICA ROMAN NAJERA

SALINA CRUZ OAXACA. NOVIEMRE DE 2015



ÍNDICE

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... I

CAPÍTULO I. PROTOCOLO DE INVESTIGACION .......................................................................... III

RESUMEN ................................................................................................................................... IIIFORMULACIÓN DEL PROBLEMA................................................................................................. IV

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..................................................................................................... IVJUSTIFICACIÓN .................................................................................................................................... VOBJETIVOS .......................................................................................................................................... VIOBJETIVO GENERAL ............................................................................................................................ VIOBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................................................................... VI

CAPÍTULO II. PARÁMETROS DE LOS SISTEMAS DE CONTROL ................................................... 1

2.1 SISTEMAS AUTOMÁTICOS Y DE CONTROL .................................................................................... 1

2.1.1 NECESIDAD Y APLICACIONES DE LOS SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE CONTROL ......................... 22.1.2 TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL .............................................................................................. 32.1.2.1 Sistemas de Control en Lazo Abierto ...................................................................................... 32.1.2.2 Sistemas de Control en Lazo Cerrado ..................................................................................... 42.2 DISPOSITIVOS DE CONTROL .......................................................................................................... 52.2.1 REGULADORES............................................................................................................................ 52.2.1.1 Reguladores Discontinuos ....................................................................................................... 72.2.1.2 Reguladores Continuos ........................................................................................................... 82.2.1.3 Reguladores Continuos con Salida Conmutada ...................................................................... 92.2.1.4 Con Temporizador y Función Rampa ...................................................................................... 92.2.2 INTERRUPTORES ....................................................................................................................... 10

1.2.2.1 El Transistor a Efecto de Campo ........................................................................................... 102.2.2.2 El MOSFET ............................................................................................................................. 112.2.2.3 El SCR o TIRISTOR .................................................................................................................. 112.2.2.4 El DIAC ................................................................................................................................... 122.2.2.5 El TRIAC ................................................................................................................................. 132.2.3 LOGICOS ................................................................................................................................... 142.2.3.1 PIC’s ....................................................................................................................................... 142.2.3.2 Arduino .................................................................................................................................. 162.2.3.3 PLC’s ...................................................................................................................................... 182.3 ENTORNO GRÁFICO ..................................................................................................................... 192.3.1 LABVIEW® ................................................................................................................................. 20

CAPITULO III. PARÁMETROS DE LA GRANJA ACUÍCOLA .......................................................... 22

3.1 UBICACIÓN DEL PROYECTO ......................................................................................................... 233.2 SISTEMA DE ALIMENTACIÓN ....................................................................................................... 243.2.1 SELECCIÓN DE ALIMENTO ........................................................................................................ 243.2.2 RAZÓN DE ALIMENTACIÓN ...................................................................................................... 253.2.2.1 Según su Peso y Tamaño ....................................................................................................... 253.2.2.2 Horarios de Alimentación...................................................................................................... 263.2.3 MONITOREO, INSPECCIÓN Y CONTROL DE LA ALIMENTACIÓN ............................................... 27



3.2.3.1 Suspensión de la Alimentación ............................................................................................. 273.2.3.2 Cuando Alimentar a los Peces ............................................................................................... 283.3 PARAMETROS FISICOS-QUIMICOS .............................................................................................. 283.3.1 PARÁMETROS FÍSICOS .............................................................................................................. 293.3.1.1 Turbidez ................................................................................................................................. 293.3.1.2 Temperatura ......................................................................................................................... 302.3.2 FACTORES QUÍMICOS ............................................................................................................... 313.3.2.1 pH .......................................................................................................................................... 313.3.2.2 Oxigeno ................................................................................................................................. 313.3.2.3 Amoniaco .............................................................................................................................. 323.3.3 MEDICIÓN DE PARÁMETROS .................................................................................................... 323.4. SISTEMA DE ENERGÍA ................................................................................................................. 323.4.1 ALIMENTACIÓN ENERGÉTICA ................................................................................................... 323.4.1.1 Energías Alternas ................................................................................................................... 333.4.2 ALIMENTACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL ............................................................................ 333.4.2.1 Bombeo ................................................................................................................................. 343.4.2.2 Banco de Baterías .................................................................................................................. 34

CAPÍTULO IV. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL ......................................... 35

4. 1 Alimentador de peces ................................................................................................................ 35

4.2 Calidad de agua ........................................................................................................................... 36

CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 45

OTRAS FUENTES ................................................................................................................................ 46

GLOSARIO DE TÉRMINOS .................................................................................................................. 48

ANEXOS ............................................................................................................................................. 49



I

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 Diagrama de sistema de control automático……………….…………..…….1

Figura 2 Diagrama de sistema de control de lazo abierto……………….…………….3Figura 3 Regulador de voltaje…………………………………………………….…...5

Figura 4 swicht………….……………………………………………………… .…….8

Figura 5 Transistor BJT…………………………......………………………................8

Figura 6 Tiristor SCR………………………………………………………….……..10

Figura 7 Diac…………………....…………………………………………………… .11

Figura 8 Triac……………………… ……………………………………………… ...13

Figura 9 pic18f2350……………………………………………………………… ......14

Figura 10 Arduino………………………………………………… ....……………….15

Figura 11 Plataforma labview (logotipo)…………………………………………… ..17

Figura 12 Ubicación de la gran ja……………………………………………..............18

Figura 13. Interfaz del sistema de alimentación……………………………………....36

Figura 14. Programación grafica………………………………………………… .…..37

Figura 15. Simulación en Proteus………………………………………………….…37

Figura 16. Simulación en Proteus………………………………………………….…38

Figura 17. Simulación en Proteus…………………………………………………….41

Figura 18. Alimento para pez beta……………………………………….…………..41

Figura 19. Almacenamiento del alimento…………………………………………….41

Figura 19. Almacenamiento del alimento…………………………………………….41

Figura 21. Rotor del alimentador …………………………………………………….42 Figura 22. Vista interior del indicador ……………………….……………………….42

Figura 23.pecera con alimentador integrado…………….……………………………43

Figura 24. Imagen de un PIC 16F877A……………………………………………….49

Figura 25 Diagrama de los pines de conexión del PIC 16F877A……..………………50

Figura 26. Tabla de Pines del PIC 16F877A……………………….…………………51

Figura 27 Panel solar Conermex………………………………………………………52



II

INTRODUCCIÓN

La siguiente monografía es de nuestro proyecto “Sistema de Control Automático

para una Granja Acuícola”, la cual se pretende realizar para una granja dereproducción de tilapia de la carrera de Ingeniería en Acuicultura en el Tecnológicode Salina Cruz.

El Sistema de control que se construirá consta de tres etapas las cuales son:

Alimentadores Automáticos.Que se basa en el desarrollo y control del alimento suministrado a los peces, asícomo de las cantidades y horarios adecuados para cada estanque dependiendo deltamaño de las crías, para que estos puedan desarrollarse de la mejor manera.

Monitoreo de calidad de agua.En el que se medirán y monitorearan parámetros físico-químicos del agua de losestanques, para así mantener una buena calidad de vida para los peces, esto conmotivo de tener un monitoreo constante sin estresar a las crías. Para así mostrar alos alumnos encargados de los estanques cuales son los parámetros de estosmediante una interfaz gráfica empleando LabVIEW®.

Utilización de la energía alternas.

Se empleara el uso de energía alternas para evitar problemas de electricidadcuando el sistema eléctrico de la institución llegue a fallar y de este modo no afectaral monitoreo de los peces.

La elaboración de este proyecto nos ayudara a nosotros como estudiantes deIngeniería en Electrónica a conocer mejor los parámetros que ciertos dispositivosde control ofrecen para la resolución de problemas, en especial para los problemasque nuestros compañeros sufren día con día en sus labores de reproducción detilapia.

El sistema de control ofrece un óptimo desarrollo maximizando así su producción yminimizando el costo que representa el cuidado de los mismos.

El método que utilizaremos será por descomposición del problema en partes máspequeñas, para así en vez de resolver un gran problema solo tengamos pequeñosproblemillas por resolver.



III

CAPÍTULO I. PROTOCOLO DE INVESTIGACION

RESUMENEl uso de los sistemas de monitoreo y control automáticos son cada día más factible,debido a versatilidad en su uso y a que nos facilitan más nuestras tareas por máscomplejas que lo parezcan. Con esta base se pretende crear cada vez más sistemasde control que nos permita la resolución de problemas más complicados.

Uno de los problemas que más afectan a la comunidad estudiantil del InstitutoTecnológico de Salina Cruz del área de Ingeniería en Acuicultura, es que en susestanques de reproducción de tilapia muchas crías no llegan a la madurez debido

al estrés que sufren por ciertos factores que a veces no se pueden cumplir o quehacen falta, para solucionar esto, se pretende crear un sistema de controlautomático que permita mejorar la calidad de vida de los peces y así mejorar laproducción de tilapia en esta área.



IV

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El Instituto Tecnológico de Salina Cruz es una institución educativa de carácterpublica localizada en carretera a San Antonio Monterrey Km. 1.7 en Salina Cruz,Oaxaca. Actualmente ofrece las carrearas de ingeniería en Electrónica, ingenieríaMecánica, ingeniería en Tecnologías de la información y Comunicación, ingenieríaen Gestión Empresarial e ingeniería en Acuicultura.

Esta última tiene como objetivo la formación integral de profesionistas en laproducción de organismos acuáticos, mediante el diseño, adaptación y generaciónde biotecnologías, que promuevan el aprovechamiento racional de los recursosacuícolas en un marco de equidad y sustentabilidad.

En esta área los alumnos cultivan organismos como son la tilapia gris y la tilapianaranja comúnmente llamadas mojarras, pero debido al poco control que tienensobre estas cuando hacen sus actividades diarias, tienden a sufrir un problema muygrande de mortandad, ya sea por un horario irregular en la alimentación, por un bajocontrol del agua o bien por problemas de electricidad.

Esto es debido a que no existe un sistema de control en el cual se pueda monitorear,regular los parámetros necesarios para la subsistencia de los mismos; así como son

su alimentación, la oxigenación en los estanques, la temperatura, además del pH ytener un mejor cuidado de los peces.

El principal problema que enfrentan los alumnos del área de Acuicultura es la granmortandad de crías recién nacidas así como de crías en desarrollo, por el estrésque estos sufren debido a los factores ya mencionados. Se estima que la relaciónde mortandad es de 1:3 con respecto a las crías que llegan a la adultez.

Lo que se quiere lograr con este proyecto es reducir el nivel de mortandad de lascrías, mediante un sistema de control que permita el monitoreo de los factores de la

granja acuícola.

El diseño de este sistema de control se basara en manipular un buen horario y raciónde alimentación de los peces, medir los niveles físico-químicos del agua como son;temperatura, pH, turbidez, O2, etc. y también el control de la energía eléctrica, asícomo el uso de energías alternas que permitan al sistema ser autosustentable.



V

JUSTIFICACIÓN

Para los acuicultores suele resultar muy tedioso el estar revisando constantementelos parámetros de los estanques donde reproducen y crían peces, pues esto suele

estresar a los peces, haciendo que estos no quieran comer o se enfermen, dandocomo resultado una mortandad de crías muy grande, esta mortandad suele estar enrelación 1:3 con las crías que llegan a la madurez.

Lo que se quiere lograr con este proyecto es reducir esta mortandad para obteneruna mayor cantidad de peces al final del periodo de crianza. Es decir una mayorproducción de tilapia.

La importancia de realizar este proyecto es debido a que gracias a él, se podránobtener muchos beneficios, entre ellos están; el de reducir la mortandad de peces

tilapia y por consiguiente aumentar la producción del mismo, un control más establede los parámetros físicos y químicos del agua que será de mayor confort para lospeces haciendo que estos puedan desarrollarse de manera más eficaz, se pretendeconseguir que el sistema funcione mediante energías alternas para evitar que estedeje de funcionar cuando la energía eléctrica de la institución llegue a fallar, sedesarrollara un sistema de alimentación automático que mida las raciones dealimento adecuado para cada estanque; esto con el fin de conseguir que los pecesse desarrollen eficazmente, una alimentación adecuada cuando los alumnos no seencuentren presentes en la institución y reducir el gasto de alimento, es decirconseguir reducir el gasto que una granja acuícola genera.

En resumen, lo que este proyecto presenta es un óptimo desarrollo y reproducciónde la tilapia maximizando así su producción y minimizando el costo que representael cuidado de los mismos.



VI

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Diseñar un sistema de control que permita visualizar, monitorear y manipular losparámetros necesarios para la supervivencia de organismos en una granja acuícolaajustable para cualquier tipo de organismo.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Desarrollar una investigación a fondo sobre las condiciones necesarias para lasubsistencia de una granja acuícola en diferentes medios de información así comoobtener asesoría de un ingeniero en acuicultura especializado.

Desarrollar una investigación detallada sobre cada uno de los parámetros antesencontrados y aprender sobre ellos.

Desarrollar una investigación sobre software y su utilización que permitan el diseñode dicha granja.

Controlar cada uno de los parámetros físicos-químicos necesarios para tener unamejor calidad de agua en los estanques.

Controlar el horario y la ración alimentaria de la tilapia.

Crear un sistema autosustentable con energías alternas.

Reducir los riesgos y factores que afecten el sistema y maximizar su rendimiento.



1

CAPÍTULO II. PARÁMETROS DE LOS SISTEMAS DE CONTROL

2.1 SISTEMAS AUTOMÁTICOS Y DE CONTROL

Un sistema automático de control es un conjunto de elementos físicos relacionadosentre sí, de tal forma que son capaces de gobernar su actuación por sí mismos, sinnecesidad de la intervención de agentes externos (incluido el factor humano),anulando los posibles errores que puedan surgir a lo largo de su funcionamientodebido a perturbaciones no previstas.

Cualquier sistema automático está constituido por un sistema físico que realiza laacción (parte actuadora), y un sistema de mando (parte controladora), que generalas órdenes precisas para que se ejecuten las acciones.

En los sistemas de regulación y control automáticos se sustituye el componentehumano por un mecanismo, circuito eléctrico, electrónico o, un ordenador. En estecaso, el sistema de control sería automático.

Un ejemplo de estos sistemas se muestra en la figura 1.1 Diagrama de sistema decontrol automático; es un control de temperatura de una sala empleando untermostato. En este caso se programa una temperatura de referencia consideradaconfortable, cuando la temperatura de la sala sea inferior a la programada, se daráorden de producir calor, con lo que la temperatura ascenderá hasta el valorprogramado, cuando se alcanza esta temperatura la calefacción se desconectaautomáticamente.

Figura. 1 Diagrama de sistema de control automático

Consultado en https://www.google.com.mx/search?q=sistemas+de+control&espv



2

2.1.1 NECESIDAD Y APLICACIONES DE LOS SISTEMAS AUTOMÁTICOS

DE CONTROL

La implantación y el desarrollo de los sistemas de regulación están presentes eninfinidad de sectores, en el ámbito doméstico, en los procesos industriales, en el

desarrollo tecnológico y científicos, provocando avances significativos en todos los

campos.

En la producción industrial su utilización permite:

Aumentar la calidad y la cantidad del producto fabricado.

Mejorar los sistemas de seguridad del proceso industrial.

Ejecutar operaciones cuya realización sería impensable con la única

participación del hombre.

Reducir enormemente los costes productivos.

Dentro de los avances científicos que el uso de estos sistemas ha posibilitado

tenemos un ejemplo claro en el desarrollo del campo de las misiones espaciales,

que son realizadas de modo automático y en los que la presencia humana es

anecdótica.

En el desarrollo tecnológico, abarca desde el control de robots, como la regulación

centralizada del tráfico en un aeropuerto, sistemas de ayuda al conductor de un

vehículo.

En el ámbito doméstico, todo lo que tiene que ver con la domótica que provoca unahabitabilidad más confortable.

(“Tema 1: Sistemas automáticos y de control”, s/f)



3

2.1.2 TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL

Los sistemas de regulación se pueden clasificar en: Sistemas de bucle o lazo

abierto: son aquellos en los que la acción de control es independiente de la salida.

Sistemas de bucle o lazo cerrado: son aquellos en los que la acción de control

depende en cierto modo, de la salida.

2.1.2.1 Sistemas de Control en Lazo Abierto

Un sistema de control en lazo o bucle abierto como se muestra en la figura 2 es

aquél en el que la señal de salida o influye sobre la señal de entrada. La exactitud

de estos sistemas depende de su calibración, de manera que al calibrar se

establece una relación entre la entrada y la salida con el fin de obtener del sistema

la exactitud deseada.

El transductor modifica o adapta la naturaleza de la señal de entrada al sistema de

control. En el caso del sistema de control de la temperatura de una habitación, para

que sea un sistema abierto es necesario que no exista termostato, de manera que

siga funcionando permanentemente.

La entrada del sistema sería la temperatura ideal de la habitación; la planta o

proceso sería la habitación y la salida sería la temperatura real de la habitación. El

transductor podría ser un dial en el que definamos el tiempo de funcionamiento y el

actuador el propio foco de calefacción (caldera o radiador).

El actuador o accionador modifica la entrada del sistema entregada por el

transductor (normalmente amplifica la señal). Una lavadora automática sería un

claro ejemplo de sistema de control en lazo abierto. La blancura de la ropa (señal

de salida) no influye en la entrada.



4

La variable tiempo presenta una importancia fundamental: si está bien calibrada,

cada proceso durará el tiempo necesario para obtener la mejor blancura.

Otro ejemplo de sistema en lazo abierto sería el alumbrado público controlado por

interruptor horario. El encendido o apagado no depende de la luz presente, sino de

los tiempos fijados en el interruptor horario.

Figura 2 Diagrama de sistema de control de lazo abiertohttps://www.google.com.mx/search?q=sistemas+de+control&espv

2.1.2.2 Sistemas de Control en Lazo Cerrado

Si en un sistema en lazo abierto existen perturbaciones, no se obtiene siempre la

variable de salida deseada. Conviene, por tanto, utilizar un sistema en el que haya

una relación entre la salida y la entrada.

Un sistema de control de lazo cerrado es aquél en el que la acción de control es, en

cierto modo, dependiente de la salida. La señal de salida influye en la entrada. Para

esto es necesario que la entrada sea modificada en cada instante en función de la

salida. Esto se consigue por medio de lo que llamamos realimentación o

retroalimentación (feedback). La realimentación es la propiedad de un sistema en

lazo cerrado por la cual la salida (o cualquier otra variable del sistema que esté

controlada) se compara con la entrada del sistema (o una de sus entradas), demanera que la acción de control se establezca como una función de ambas.

A veces también se le llama a la realimentación transductor de la señal de salida,

ya que mide en cada instante el valor de la señal de salida y proporciona un valor

proporcional a dicha señal.



5

Por lo tanto podemos definir también los sistemas de control en lazo cerrado como

aquellos sistemas en los que existe una realimentación de la señal de salida, de

manera que ésta ejerce un efecto sobre la acción de control.

El controlador está formado por todos los elementos de control y a la planta también

se le llama proceso. En este esquema se observa cómo la salida es realimentada

hacia la entrada. Ambas se comparan, y la diferencia que existe entre la entrada,

que es la señal de referencia o consigna (señal de mando), y el valor de la salida

(señal realimentada) se conoce como error o señal de error. La señal que entrega

el controlador se llama señal de control o manipulada y la entregada por la salida,

señal controlada.

El error, o diferencia entre los valores de la entrada y de la salida, actúa sobre los

elementos de control en el sentido de reducirse a cero y llevar la salida a su valor

correcto. Se intenta que el sistema siga siempre a la señal de consigna.

(“Microsoft Word - SISTEMAS AUTOMATICOS DE CONTROL.doc - SISTEMAS

AUTOMATICOS DE CONTROL.pdf”, s/f)

2.2 DISPOSITIVOS DE CONTROL

2.2.1 REGULADORES

Los reguladores y dispositivos de control, son pequeñas instalaciones inteligentes

que se componen de una entrada de un sensor, un indicador digital y una salida deregulación. Existen reguladores y dispositivos de control, indicadores digitales para

profesionales para la inspección y control para diferentes trabajos de medición y

regulación. Los reguladores y dispositivos de control se muestran en la figura 3 se



6

configuran a través de las teclas del propio regulador. Existe la posibilidad de

establecer valores nominales para definir así el proceso de regulación.

Varios reguladores disponen, además de la salida de regulación, salidas para

señales normalizadas, a las que puede conectar un sistema de visualización para

controlar el proceso de regulación. Especialmente en los sistemas de alcantarillado

el regulador es imprescindible debido a las estrictas leyes que regulan este tema.

Un regulador controla en este caso el valor pH de un desagüe y regula el valor para

que no se contamine el medioambiente.

Un regulador de pH se usa también en la piscicultura o en piscinas. Los reguladores

de temperatura se usan en los sectores de la climatización o en el control de latemperatura del agua. Gracias al amplio uso los reguladores se usan mucho en la

industria y están preparados para realizar trabajos que normalmente requieren una

solución completa de un PLC.

Fig.2.3 Regulador de voltajehttps://www.google.com.mx/search?q=sistemas+de+control&espv



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2.2.1.1 Reguladores Discontinuos

Los reguladores se dividen en diferentes tipos. Se dividen en reguladores continuos

y reguladores discontinuos. Los reguladores discontinuos disponen de un propiedad

sencilla de conmutación. Cuando se alcanza un valor límite un relé se activa o

desactiva. Debido a que la forma de trabajar es de forma interrumpida, estos tipos

de reguladores se denominan reguladores discontinuos. Los reguladores

discontinuos pueden ser interruptores finales o sencillamente un bimetal. Los

reguladores de este tipo son los reguladores más sencillos. Destacan por su

robustez y su excelente relación calidad precio. Especialmente el precio económico

hace que el regulador discontinuo lo adquieran empresas con un presupuestoajustado. Los reguladores discontinuos se diferencian entre reguladores de dos

puntos y reguladores de tres puntos.

Los reguladores de dos puntos destacan por su conmutador encendido-apagado.

Pueden ser reguladores de pH en el sector de aguas residuales que requieren

comprobar de forma continua el tanque de agua. Si el regulador detecta que las

aguas residuales son demasiado ácidas, es decir, el valor pH está por debajo de 4,

en tal caso el regulador conectaría una bomba para añadir una solución alcalina

para neutralizar el agua. El regulador comprueba a continuación que las aguas

residuales están nuevamente en los valores normales y desactiva la bomba.

Los reguladores de tres puntos disponen de un sistema de encendido, apagado,

encendido. Sobre todo en el sector de la climatización esto es muy ventajoso.

Reguladores de temperatura miden la temperatura ambiental. En caso que la

temperatura caiga por debajo de un valor límite, por ejemplo 19 ºC, se enciende lacalefacción en las oficinas, para asegurar que las condiciones de trabajo sean

agradables. Y cuando en el verano sube la temperatura por encima de 24 °C, el

regulador puede mediante un segundo relé, encender la climatización y bajar las

persianas, logrando así que la temperatura esté en el rango previamente ajustado.



8

2.2.1.2 Reguladores Continuos

En contraste con los reguladores discontinuos antes mencionados están losreguladores continuos. Los reguladores continuos no suelen disponer de salida relé,

que puede ser activado o desactivado. Los reguladores continuos disponen una

salida analógica que puede recibir muchos valores casi de forma continua. La salida

analógica de los reguladores controla el accionador. El accionador es elemento del

campo de regulación, que influye en la magnitud regulada (p.e. la temperatura en

una calefacción).

A través de la salida estos reguladores controlan con qué consistencia influirán en

la magnitud regulada. Si el regulador da como salida el valor máximo, la calefacción

rendirá al máximo. Por lo contrario, si se da como salida el valor mínimo, la

calefacción ni siquiera se encenderá. La posibilidad de "dosificar" la capacidad de

calentamiento, permite a los reguladores continuos un ajuste rápido y preciso de la

magnitud regulada con relación al valor de consigna. Sin embargo, es importante

que los reguladores calculen con precisión la "dosis". Como salida para tales

mediciones los reguladores miden la variación disponible de la magnitud reguladadel valor de referencia.

La reacción a esta variación puede ser, por ejemplo, proporcional. Pero como esto

técnicamente no es para nada óptimo se suele calcular adicionalmente una parte

integral o diferencial. Los parámetros necesarios se deben detectar para el campo

de regulación correspondiente y guardarlos en la memoria interna del regulador. Los

reguladores PID modernos ofrecen además otras funciones, que detectan de forma

autónoma los parámetros óptimos.



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2.2.1.3 Reguladores Continuos con Salida Conmutada

Para trabajar con reguladores continuos con una salida analógica, son necesarios

accionadores con las entradas correspondientes. Algunos reguladores realizan unaregulación continua mediante un contacto de mando, al variar el tiempo de

activación de un contacto en ciclo fijo. Por tanto, el contacto de mando de estos

reguladores está cerrado permanentemente con la máxima influencia de la

magnitud regulada. Siguiendo con el ejemplo de la regulación de temperatura, en

este caso la calefacción estaría calentando al máximo. Sin embargo, si desea que

está caliente sólo a la mitad, el contacto de mando del regulador se encenderá sólo

el 50 % del tiempo. Este tipo de reguladores se pueden usar sólo con alteraciones

lentas de las magnitudes reguladas, pues los relés disponen de una frecuencia de

conmutación limitada.

2.2.1.4 Con Temporizador y Función Rampa

Algunos modelos de los reguladores ofrecen un temporizador y la función rampa.

Estas funciones permiten a los reguladores a alcanzar diferentes valores de

consigna en una secuencia predeterminada. También es posible fijar la velocidad

con la cual los reguladores deben cambiar la magnitud regulada. Esto permite que

los reguladores automaticen procesos, sin que sea necesario manipular los

reguladores.

Estos reguladores ofrecen al usuario la posibilidad de controlar los procesos de

regulación ya definidos y recurrentes. La gran ventaja evidentemente es que no es

necesario introducir nuevos parámetros, lo que supone un ahorro de tiempo y costesen la ejecución de secuencias de procesos automatizados.

(“Reguladores / dispositivos de control”, s/f)



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2.2.2 INTERRUPTORES

En la electrónica moderna se usan algunos dispositivos semiconductores

diferentes al diodo de unión y al transistor bipolar que son muy utilizado en controlde motores, de iluminación, de calefacción, en alarmas, en la optoelectrónica, etc.

tales semiconductores a tener en cuenta son: El transistor a efecto de campo, el

transistor unijuntura, el tiristor, el triac, fuentes de luz como el LED, detectores de

luz como la fotocelda, sensores de temperatura como el termistor, etc.

https://www.google.com.mx/search?q=sistemas+de+control&espv

2.2.2.1 El Transistor a Efecto de Campo

El transistor de efecto de campo FET es un dispositivo semiconductor que

combina el tamaño reducido y el bajo consumo de potencia del transistor bipolar

con la elevada resistencia de entrada del tubo de vacío. Existen dos clases

de FET: el JFET y transistor de unión de efecto de campo) y el MOSFET (Transistor

de efecto de campo de metal oxido semiconductor).

Existen dos tipos: El canal N (formado por tres capas PNP) y el canal P (formadopor tres capas NPN). Tiene tres terminales: DRAIN (drenaje), GATE (puerta),

SOURCE (fuente) que corresponden al colector, base y emisor en un transistor

bipolar. Cuando la puerta se polariza con una tensión apropiada, esta polarización

influye sobre la resistencia entre el drenaje y la fuente y por lo tanto sobre

Figura.4 Swich



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la corriente entre ambos terminales. Nótese que la conducción del JFET es a

lo largo del canal y no a través de él como en un transistor bipolar.


2.2.2.2 El MOSFET

El transistor de efecto de campo metal – óxido semiconductor tiene una gran

semejanza con el JFET. Su diferencia fundamental radica en la forma como

se realiza la unión de la fuente. En el JFET el paso puerta – fuente es una unión

PN polarizada inversamente, mientras que en el MOSFET se coloca una capa

delgada de material aislante (SiO2) sobre el canal antes de colocar la puerta. Esto

hace que el MOSFET tenga una resistencia de entrada superior al JFET y

una corriente de entrada aproximadamente igual a cero.

2.2.2.3 El SCR o TIRISTOR

El rectificador controlado de silicio o tiristor es uno de los dispositivos más usados

en electrónica industrial por su facilidad de trabajar en alta potencia y altas

corrientes. Ya existen SCR para controlar potencias tan altas como 10MW

con corrientes del orden de 2000 A y voltajes de 1800V. Está formado por cuatro

capas PNPN y tiene tres terminales: El ánodo, el cátodo y la puerta.

Figura. 5 Transistor BJT






12

Se polariza de tal forma que el ánodo sea siempre positivo con respecto al cátodo

y para que conduzca el tiristor es necesario aplicar un pulso positivo a la puerta de

una amplitud suficiente que garantice el disparo.


2.2.2.4 El DIAC

Es otro diodo de 4 capas como se muestra su encapsulado en la figura 7 con la

propiedad de dispararse en forma directa o inversa, o sea, que es un dispositivo

de disparo bidireccional.

Su aplicación principal es como dispositivo de disparo del TRIAC como control de

fase. El circuito es un control de fase que controla la potencia de CA en la carga

variando el ángulo de disparo del DIAC por la resistencia R. Al superar el voltaje en

el condensador el voltaje VBR del DIAC éste se dispara, haciéndolo seguidamente

el TRIAC. Este control es más efectivo que el usado con el SCR ya que la potencia

en la carga es mayor.


Figura. 6 Tiristor SCR

Figura. 7 Diac



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2.2.2.5 El TRIAC

Es un SCR bilateral, esto es que se puede disparar en compuerta para cualquier

dirección de la corriente IG. Su funcionamiento se puede comparar con dos SCR en

antiparalelo. Cuando la alternancia es positiva en la señal de entrada el triac sedispara si se aplica un pulso positivo a la puerta (G) (disparo de SCR1). Durante

la alternancia negativa el triac se dispara (SCR2) aplicando un pulso negativo

a la puerta. Se usa principalmente en controles de luz (Dimmer), en controles

activados por luz, control de motores.


(“Dispositivos de control.pdf”, s/f)

Figura 8 Triac



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2.2.3 LOGICOS

2.2.3.1 PIC’s

Los PIC son una familia de microcontroladores tipo RISC fabricados por Microchip

Technology Inc. y derivados del PIC1650, originalmente desarrollado por la división

de microelectrónica de General Instrument.

El nombre actual no es un acrónimo. En realidad, el nombre completo es PICmicro,

aunque generalmente se utiliza como Peripheral Interface Controller (controlador de

interfaz periférico).

El PIC original se diseñó para ser usado con la nueva CPU de 16 bits CP16000.

Siendo en general una buena CPU, ésta tenía malas prestaciones de entrada y

salida, y el PIC de 8 bits se desarrolló en 1975 para mejorar el rendimiento del

sistema quitando peso de E/S a la CPU. El PIC utilizaba microcódigo simple

almacenado en ROM para realizar estas tareas; y aunque el término no se usaba

por aquel entonces, se trata de un diseño RISC que ejecuta una instrucción cada 4

ciclos del oscilador.

En 1985 la división de microelectrónica de General Instrument se separa como

compañía independiente que es incorporada como filial (el 14 de diciembre de 1987

cambia el nombre a Microchip Technology y en 1989 es adquirida por un grupo de

inversores) y el nuevo propietario canceló casi todos los desarrollos, que para esas

fechas la mayoría estaban obsoletos. El PIC, sin embargo, se mejoró con EPROM

para conseguir un controlador de canal programable. Hoy en día multitud de PICvienen con varios periféricos incluidos (módulos de comunicación serie, UART,

núcleos de control de motores, etc.) y con memoria de programa desde 512 a 32

000 palabras (una palabra corresponde a una instrucción en lenguaje ensamblador,

y puede ser de 12, 14, 16 o 32 bits, dependiendo de la familia específica de

PICmicro).



15

El PIC usa un juego de instrucciones, cuyo número puede variar desde 35 para PIC

de gama baja a 70 para los de gama alta. Las instrucciones se clasifican entre las

que realizan operaciones entre el acumulador y una constante, entre el acumulador

y una posición de memoria, instrucciones de condicionamiento y de salto/retorno,

implementación de interrupciones y una para pasar a modo de bajo consumo

llamada sleep.

Figura 9 circuito integrado programablehttps://www.google.com.mx/search?q=sistemas+de+control&espv

Microchip proporciona un entorno de desarrollo freeware llamado MPLAB que

incluye un simulador software y un ensamblador. Otras empresas desarrollan

compiladores C y BASIC. Microchip también vende compiladores para los PIC de

gama alta ("C18" para la serie F18 y "C30" para los dsPIC) y se puede descargaruna edición para estudiantes del C18 que inhabilita algunas opciones después de

un tiempo de evaluación.

Para el lenguaje de programación Pascal existe un compilador de código abierto,

JAL, lo mismo que PicForth para el lenguaje Forth. GPUTILS es una colección de

pic18f2350



16

herramientas distribuidas bajo licencia GPL que incluye ensamblador y enlazador,

y funciona en Linux, MacOS y Microsoft Windows. GPSIM es otra herramienta libre

que permite simular diversos dispositivos hardware conectados al PIC.

Uno de los más modernos y completos compiladores para lenguaje C es [mikroC],

que es un ambiente de desarrollo con editor de texto, bibliotecas con múltiples

funciones para todos los módulos y herramientas incorporadas para facilitar

enormemente el proceso de programación.

(“Microcontrolador PIC”, 2015)

2.2.3.2 Arduino

Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un

microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la

electrónica en proyectos multidisciplinares.2 3

El hardware consiste en una placa con un microcontrolador Atmel AVR y puertos de

entrada/salida.4 Los microcontroladores más usados son el Atmega168, Atmega328, Atmega1280, y Atmega8 por su sencillez y bajo coste que permiten el

desarrollo de múltiples diseños. Por otro lado el software consiste en un entorno de

desarrollo que implementa el lenguaje de programación Processing/Wiring y el

cargador de arranque que es ejecutado en la placa.4 Se programa en el ordenador

para que la placa controle los componentes electrónicos.

Desde octubre de 2012, Arduino se utiliza también con microcontroladoras

CortexM3 de ARM de 32 bits,5 que coexistirán con las más limitadas, pero también

económicas AVR de 8 bits. ARM y AVR no son plataformas compatibles a nivel

binario, pero se pueden programar con el mismo IDE de Arduino y hacerse

programas que compilen sin cambios en las dos plataformas. Eso sí, las

microcontroladoras CortexM3 usan 3,3V, a diferencia de la mayoría de las placas



17

con AVR, que generalmente usan 5V. Sin embargo, ya anteriormente se lanzaron

placas Arduino con Atmel AVR a 3,3V como la Arduino Fio y existen compatibles de

Arduino Nano y Pro como Meduino en que se puede conmutar el voltaje.

Arduino se puede utilizar para desarrollar objetos interactivos autónomos o puede

ser conectado a software tal como Adobe Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data.

Las placas se pueden montar a mano o adquirirse. El entorno de desarrollo

integrado libre se puede descargar gratuitamente.

Arduino puede tomar información del entorno a través de sus entradas analógicas

y digitales, puede controlar luces, motores y otros actuadores. El microcontrolador

en la placa Arduino se programa mediante el lenguaje de programación Arduino(basado en Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing). Los

proyectos hechos con Arduino pueden ejecutarse sin necesidad de conectar a un

ordenador.

También cuenta con su propio software que se puede descargar de su página oficial

que ya incluye los drivers de todas las tarjetas disponibles lo que hace más fácil la

carga de códigos desde el computador.


(“Arduino”, 2015)

Fig.2.10 Arduino



18

2.2.3.3 PLC’s

Con la llegada de los autómatas programables, los llamados PLC, la industria sufrió

un impulso importante, que ha facilitado de forma notable que los procesos deproducción o control se hayan flexibilizado mucho. Encontramos PLC en la industria,

pero también en nuestras casas, en los centros comerciales, hospitalarios, etc.

También en nuestras escuelas de formación profesional encontramos

frecuentemente autómatas programables. PLC son las siglas en inglés de

Controlador Lógico Programable (Programmable Logic Controller). Cuando se

inventaron, comenzaron llamándose PC (Controlador programable), pero con la

llegada de los ordenadores personales de IBM, cambió su nombre a PLC (No hay

nada que una buena campaña de marketing no pueda conseguir). En Europa les

llamamos autómatas programables. Sin embargo, la definición más apropiada sería:

Sistema Industrial de Control Automático que trabaja bajo una secuencia

almacenada en memoria, de instrucciones lógicas.

El PLC es un dispositivo de estado sólido, diseñado para controlar procesos

secuenciales (una etapa después de la otra) que se ejecutan en un ambiente

industrial. Es decir, que van asociados a la maquinaria que desarrolla procesos deproducción y controlan su trabajo.

Como puedes deducir de la definición, el PLC es un sistema, porque contiene todo

lo necesario para operar, y es industrial, por tener todos los registros necesarios

para operar en los ambientes hostiles que se encuentran en la industria.

Un PLC realiza, entre otras, las siguientes funciones:

Recoger datos de las fuentes de entrada a través de las fuentes digitales y

analógicas.

Tomar decisiones en base a criterios pre-programados.

Almacenar datos en la memoria.



19

Generar ciclos de tiempo.

Realizar cálculos matemáticos.

Actuar sobre los dispositivos externos mediante las salidas analógicas y

digitales.

Comunicarse con otros sistemas externos.

Los PLC se distinguen de otros controladores automáticos, en que pueden ser

programados para controlar cualquier tipo de máquina, a diferencia de otros

controladores (como por ejemplo un programador o control de la llama de una

caldera) que, solamente, pueden controlar un tipo específico de aparato.

Además de poder ser programados, son automáticos, es decir son aparatos que

comparan las señales emitidas por la máquina controlada y toman decisiones en

base a las instrucciones programadas, para mantener estable la operación de dicha

máquina.

Puedes modificar las instrucciones almacenadas en memoria, además de

monitorizarlas.

(“MONOGRAFICO: Lenguajes de programación - Principios básicos de PLC |

Observatorio Tecnológico”, s/f)

2.3 ENTORNO GRÁFICO

Los gráficos de control tienen su origen al final de la década de 1920, cuando Walter A. Shewhart analizó numerosos procesos de fabricación concluyendo que todos

presentaban variaciones. Encontró que estas variaciones podían ser de dos clases:

una aleatoria, entendiendo por ella que su causa era insignificante o desconocida,

y otra imputable (también llamada asignable), cuyas causas podían ser

descubiertas y eliminadas tras un correcto diagnóstico.



20

Los gráficos de control constituyen una herramienta estadística utilizada para

evaluar la estabilidad de un proceso. Permite distinguir entre las causas de

variación. Todo proceso tendrá variaciones, pudiendo estas agruparse en:

Causas aleatorias de variación. Son causas desconocidas y con poca

significación, debidas al azar y presentes en todo proceso.

Causas específicas (imputables o asignables). Normalmente no deben estar

presentes en el proceso. Provocan variaciones significativas.

Las causas aleatorias son de difícil identificación y eliminación. Las causas

específicas sí pueden ser descubiertas y eliminadas, para alcanzar el objetivo deestabilizar el proceso.

(“Gráficos de Control - Herramientas de la Calidad Aiteco Consultores”, s/f)

2.3.1 LABVIEW®

LabVIEW® (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) es un entornode desarrollo basado en programación gráfica. Utiliza símbolos gráficos en lugar de

lenguaje textual para describir acciones de programación. Está totalmente integrado

para la comunicación con hardware GPIB, VXI, RS-232, RS-485 y tarjetas de

adquisición de datos plug-in. Además incorpora librerías para estándares de

software como TCP/IP y ActiveX.

Los sistemas tradicionales de automatización y medida consisten en instrumentos

específicos para tareas específicas. Normalmente se está obligado a diseñar el

sistema desde cero y ello conlleva poseer un buen conocimiento de programación

de ordenadores. Se puede decir que en los sistemas tradicionales el hardware

define el sistema.



21

Todo esto cambia usando el concepto de instrumentos basados en ordenador o

instrumentos virtuales. De este modo se pueden diseñar sistemas de

automatización y medida de bajo costo. La programación gráfica con Labview®

permite a los no programadores un método fácil para implementar aplicaciones

complejas de test, medida y automatización. Con Labview® el software define el

sistema.

Los ficheros generados con Labview® se llaman Instrumentos Virtuales, VIs. Cada

VI se compone de dos partes principales: el panel frontal (front panel) o interface

con el usuario y el diagrama de bloques (block diagram) o código fuente y una

tercera parte el icono y conector (icon and connector).

El panel de control es el interfaz de usuario con el VI, en él tendremos

controles de entrada, visualizadores de salida, cuadros de diálogo, etc...

El diagrama de bloques es el código gráfico del VI. En la figura se pasa un

valor entre 0 y 100 mediante el botón de control (se simula una temperatura

entre 0 y 100º C) este valor se muestra en un visualizador tipo termómetro y

se convierte a grados Fahrenheit cuyo resultado se muestra en otrovisualizador tipo termómetro.


(“Introducción.PDF - ftp://ftp.ehu.es/cidira/dptos/depjt/Instrumentacion/BK-

ANGEL/10_LabVIEW/Introducci%F3n.PDF”, s/f)

Figura 11 Plataforma labview (logotipo).

: . . .



22

CAPITULO III PARÁMETROS DE LA GRANJA ACUÍCOLA

En el Instituto Tecnológico de Salina Cruz se llevan a cabo tareas de reproducción

de tilapia, para el aprendizaje de los alumnos a cerca de esta especie, para que estosea posible, el Tecnológico cuenta con dos áreas específicas que utilizan los

alumnos de ingeniería en acuicultura para la reproducción y cría de los mismos.

El área de reproducción es el más pequeño, pues solo consta de 9 estanques

pequeños, con capacidad para 100 crías por estanque aproximadamente. Esta área

se encuentra entre dos laboratorios de acuicultura.

El área de crianza es el más grande con 9 estanques circulares, 3 de 6 m de

diámetro y 6 de 3 m de diámetro. Esta área se encuentra al fondo de los laboratorios

de acuicultura.

El proyecto se enfocara en el área de reproducción, donde actualmente ya se tienen

a especies en reproducción, y estanques con crías. Lo que el proyecto quiere lograr

en esta área es maximizar el número de crías que llegan a la madurez así como la

disminución de los costos que con lleva mantener una granja acuícola.



23

3.1 UBICACIÓN DEL PROYECTO

El proyecto se desarrollara en el área de reproducción de tilapia que tiene el Instituto

Tecnológico de Salina Cruz localizada en carretera a San Antonio Monterrey Km.1.7 en Salina Cruz, Oaxaca.

El proyecto será realizado en el lado este de esta institución frente al laboratorio de

química, donde se encuentra un espacio de 8m x 8m aprox. en el cual se ubicaran

5 estanques de 1m x 1.5m x 0.6m en el cual se pueden tener un máximo de 100

especies en crecimiento de tilapia por estanque.

Figura 12 ubicación de la granja



24

3.2 SISTEMA DE ALIMENTACIÓN

3.2.1 SELECCIÓN DE ALIMENTO

Hay varias razones por las se deben complementar los alimentos naturales

disponibles en el estanque con alimentos artificiales provenientes del exterior, por

ejemplo:

Cuando los alimentos naturales resultan insuficientes para alimentar bien los peces,

garantizando un correcto crecimiento y cuando se desea criar más peces en el

estanque para disponer de una mayor cosecha y, al mismo tiempo, lograr una buenatasa de crecimiento.

A medida que se van introduciendo más alimentos complementarios se va

cambiando de un sistema extensivo a un sistema semi intensivo de producción.

Los alimentos complementarios se encuentran disponibles en dos formatos: secos

y húmedos.

Los alimentos secos, por ejemplo cereales y tortas son más fáciles de almacenar,

transportar y distribuir a los peces. Los alimentos húmedos, por ejemplo sangre,

contenido del rumen, melazas y desechos de cervecerías, requieren un tratamiento

adicional antes de su suministro, por ejemplo su mezcla con alimentos secos para

que éstos absorban parte de la humedad o su secado para mejorar su duración en

almacenamiento.



25

El resultado de esto es que los alimentos complementarios se suministran a los

peces, ya sean secos o húmedos. Esta última forma de presentación es la preferida

por algunas especies y puede ser también más sabrosa y digerible, proporcionando

mejores resultados. Además puede optimizarse el uso de los alimentos reduciendo

las pérdidas.

Es importante adaptar el tamaño de las partículas de alimentos al tamaño de la boca

del pez a fin de reducir pérdidas y optimizar su utilización. Según el tamaño del pez,

la preparación podría implicar diferentes procesos, como: triturado o molido de

alimentos secos para juveniles; y cortado de materias vegetales en pedazos

pequeños para peces herbívoros.

3.2.2 RAZÓN DE ALIMENTACIÓN

3.2.2.1 Según su Peso y Tamaño

La alimentación adecuada de los peces será determinante en el éxito de la crianza

en términos de benefició / costo siendo el alimento balanceado en este caso el

insumo más costoso y cuyo suministro a los peces no puede ser carente ni excesivo

recomendando un promedio del 3% del peso total diario, considerando la dieta de

plancton de la tilapia que en los estanques estará presente, compensando el

consumo de alimento balanceado. Por lo tanto, la alimentación de los peces será

manual y observando su demanda de alimento, tomando en cuenta el tamaño del

bocado, debiendo considerar las distintas medidas del pellet (alimento balanceado)

adecuadas al tamaño de la boca de los peces.



26

3.2.2.2 Horarios de Alimentación

El aumento de la frecuencia de alimentación complementaria durante el día conlleva varias ventajas, especialmente si los alimentos naturales no forman una parteimportante de la ingestión diaria de alimentos. Estas ventajas son:

Reducción de la pérdida de alimentos.

Reducción del consumo de oxígeno disuelto y una mejora del nivel de lacalidad del agua.

Reducción de pérdida de nutrientes atribuible a lixiviación, mejorando así la

calidad de los alimentos. Una mejora de la uniformidad del tamaño de los peces, dando mayor

posibilidad de alimentación a los peces menos agresivos. Un mejor grado de crecimiento de los peces y de utilización de los alimentos.

Antes de decidir con qué frecuencia se debe alimentar a los peces, se debe tomarnota de los puntos siguientes.

Mientras más pequeño es el pez, se le debe alimentar con mayor frecuencia.

Los alimentos secos se deben distribuir más a menudo que los húmedos. No se debe distribuir más del 3 por ciento del peso total de los peces cada

vez.

Se debe reducir la frecuencia de alimentación a medida que descienda latemperatura del agua, o si llegara a sobrepasar los niveles óptimos.

Se debe adaptar la frecuencia a la especie de pez. Las tilapias se desarrollanmejor con comidas pequeñas pero frecuentes. Las truchas mayores de 50 g,en cambio, prefieren una sola comida al día.

Es necesario verificar el costo de la alimentación para asegurarse de que nosea excesivo en relación a los rendimientos obtenidos.



27

3.2.3 MONITOREO, INSPECCIÓN Y CONTROL DE LA ALIMENTACIÓN

Se debe verificar regularmente la utilización de alimentos, para poder adaptar enconsecuencia la alimentación. Esto se hace normalmente en varias ocasiones.

Antes de administrar alimentos, compruebe si hay alimentos sobrantes de la comidaanterior. Para hacerlo se utiliza un salabardo hecho de malla fina metálica montadaen un mango largo. Ajuste la alimentación según corresponda.

Durante la alimentación, observe los peces cuidadosamente a fin de ver el grado deapetito con que comen. Un buen apetito es señal de buena salud y de buena calidad

del agua.

Cada 15 a 30 días, compruebe la nueva biomasa de peces presente en el estanquey ajuste la ración alimenticia diaria según corresponda. Compruebe la utilización dealimentos durante el último período de entre 15 y 30 días calculando la tasa deconversión de alimentos correspondiente a este período.

Al final del ciclo de producción, compruebe el nivel de utilización de los alimentoscalculando la tasa de conversión de alimentos para este ciclo específico. Base suscálculos en registros exactos.

3.2.3.1 Suspensión de la Alimentación

En algunos casos es conveniente, e incluso absolutamente necesario, dejar dealimentar los peces:

Cuando la temperatura del agua es demasiado baja o demasiado alta.

Cuando el contenido de oxígeno disuelto es limitado.

El día que aplique estiércol al estanque.

Si aparece una enfermedad epidémica en el estanque.



28

No alimente sus peces durante los dos o tres días anteriores a actividades demanipulación que pueden provocar tensiones, por ejemplo:

Cuando se clasifican y miden.

Cuando se transportan vivos.

En la cosecha final. Cuando se comercializan.

3.2.3.2 Cuando Alimentar a los Peces

En condiciones normales de cría es preferible alimentar a los peces al menos una

vez al día, generalmente seis días a la semana. Conviene alimentarlos más a

menudo, si es posible, en particular a los juveniles. En algunas condiciones, por

ejemplo, temperaturas bajas límites, se los debe alimentar sólo cada dos o tres días.

El mejor momento del día para suministrar alimento es la mañana temprano, cuando

la temperatura del agua y su contenido de oxígeno disuelto comienzan a aumentar.

Se puede efectuar una segunda distribución al final de la tarde, un par de horas

antes de la puesta de sol.

En algunos casos, si se utilizan alimentadores de contacto, la hora y la cantidad las

determina directamente el propio pez: los alimentos se suministran cuando el pez

tiene hambre.

3.3 PARAMETROS FISICOS-QUIMICOS

En este tema se presenta la importancia de los parámetros fisicoquímicos el agua y

su repercusión en el desarrollo de la especie a cultivar. También, se describen las

condiciones necesarias para el desarrollo del tilapia.

La calidad del agua está determinada por sus propiedades fisicoquímicas, entre las

más importantes destacan, temperatura, oxígeno, pH, transparencia, entre otras.



29

Estas propiedades influyen en los aspectos productivos y reproductivos de lospeces. Por lo que es importante que los parámetros del agua se mantengan dentrode los rangos óptimos para el desarrollo de los peces.

Para cultivar tilapia es importante que las propiedades fisicoquímicas del agua semantengan dentro de los parámetros óptimos para garantizar el desarrollo de lospeces.

3.3.1 PARÁMETROS FÍSICOS

3.3.1.1 Turbidez

La turbidez del agua depende de la cantidad y tamaño de las partículas

suspendidas. El color y la turbidez (o transparencia) son indicadores de la calidad

del agua y mediante su observación se puede inferir la escasez de oxígeno y

disponibilidad de nutrientes. Cuando el material en suspensión impide el paso de la

luz, existe una disminución de la fotosíntesis y por tanto una merma de oxígeno.

El color es el resultado de la relación existente entre la luz incidente y el material

disuelto en el agua. Si la coloración del agua es verdosa, ello indica una cantidad

suficiente de fitoplancton productor de oxígeno. En caso de que el agua presente

coloración marrón o rojiza estará indicando la escasa presencia de fitoplancton y

por tanto bajos niveles de oxígeno disuelto.

Para medir la transparencia del agua se utiliza el disco de Sexi que señala la

penetración de la luz. Se considera que la visibilidad ideal para estanques no deberá

ser superior a 45 cm (si excediera esta profundidad deberá aplicarse fertilizante), ni

inferior a 20-25 cm, en cuyo caso se recomienda un recambio del agua hasta lograr

la transparencia adecuada



30

3.3.1.2 Temperatura

La temperatura es un parámetro que se debe verificar en cualquier cuerpo de aguadonde queramos desarrollar el cultivo de peces. El rango óptimo de temperatura es

de 28-32ºC. Cuando la temperatura disminuye a los 15ºC los peces dejan de comery cuando desciende a menos de 12ºC los peces no sobreviven mucho tiempo.

Durante los meses fríos los peces dejan de crecer y el consumo de alimentodisminuye, cuando se presentan cambios repentinos de 5ºC en la temperatura delagua, el pez se estresa y algunas veces muere. Cuando la temperatura es mayor a30ºC los peces consumen más oxígeno.

En el dibujo de la derecha observamos el efecto de la temperatura en el desarrollodel cultivo.

La tilapia es en general, altamente tolerante a las altas temperaturas, bajasconcentraciones de oxígeno y altos niveles de amoníaco; resistiendo además, lasaltas salinidades (hasta 20 ppt). Sin embargo, tienen poca tolerancia a las bajastemperaturas, convirtiéndose en un serio problema en la instalación de sus cultivosen regiones de clima templado. Las temperaturas letales se ubican entre los 10-11ºC.

La reproducción se inhibe cuando las temperaturas se sitúan por debajo de los 20ºC.Para su crecimiento, se necesita entre 29 y 31ºC. Cuando los peces son

alimentados a saciedad, el crecimiento se manifiesta 3 veces superior que a los 20-22ºC. Cuando la temperatura excede los 37-38ºC se producen también problemaspor estrés.



31

2.3.2 FACTORES QUÍMICOS

3.3.2.1 pH

La tilapia crece mejor en aguas de pH neutro o levemente alcalino. Su crecimientose reduce en aguas ácidas y toleran hasta un pH de 5. El alto valor de pH, de 10

durante las tardes, no las afecta y el límite, aparentemente, es el de pH 11, ya que

a alto pH, el amonio se transforma en amoníaco tóxico. Este fenómeno puede

manifestarse con pH situados también a valores de 8, 9 y 10.

3.3.2.2 Oxigeno

Uno de los gases fundamentales para los peces en el agua es el Oxígeno. El

oxígeno disuelto en un cuerpo de agua es indispensable para la sobre vivencia de

los organismos que ahí se desarrollan. La concentración normal de oxígeno para

una correcta producción, es la de 5 ppm (2-3 mg/l), ya que el metabolismo y el

crecimiento disminuyen cuando los niveles son bajos o se mantienen por períodos

prolongados.

La tilapia tiene la habilidad de extraer el oxígeno disuelto, por ello no se recomiendamantener una alta producción de plantas acuáticas superficiales en los mismos

estanques, ya que ellas impiden la entrada de oxígeno de la atmósfera, por efecto

de los vientos.

Para aguas cálidas deberá tenerse alrededor de 5 ppm, la elevada concentración

de plancton trae como consecuencia por la noche bajas concentraciones de oxígeno

disuelto (2ppm) haciéndose más crítico al amanecer (1pp) lo que puede ocasionar

la muerte de los peces.



32

3.3.2.3 Amoniaco

El amoníaco es más tóxico a altas temperaturas (más a 32, que a 24ºC, por

ejemplo). La disminución del oxígeno disuelto también aumenta la toxicidad del

amoníaco, disminuyendo el apetito y el crecimiento en los peces, a concentraciones

tan bajas como 0,08 mg/l. En cuanto a los

También ocurren bajas concentraciones de oxígeno disuelto en días nublados o

sombreados, o en ausencia de luz solar (por la falta de fotosíntesis). Cuando falta

oxígeno en el agua, los peces suben a la superficie e intentan aspirar aire (peces

boqueando, como se muestra en la figura superior) otros nadan de lado o se

agrupan cerca de las entradas de agua fresca. Además se llega a percibir oloresdesagradables provenientes del agua. Niveles depredación (especialmente por

pájaros) las líneas de tilapias rojas y blancas son las más susceptibles a sus

ataques.

3.3.3 MEDICIÓN DE PARÁMETROS

La medición de parámetros tanto físicos como químicos se hará mediante sensores

de cada tipo.

Para esto se hace la programación el lenguaje c de alto nivel y se hacen las pruebascorrespondientes. (Todavía no disponible).

3.4. SISTEMA DE ENERGÍA

3.4.1 ALIMENTACIÓN ENERGÉTICA

Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia deuna potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctricaentre ambos cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico.La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, talescomo la energía lumínica o luz, la energía mecánica y la energía térmica.



33

3.4.1.1 Energías Alternas

ENERGÍA EÓLICA

Se denomina energía eólica a la energía obtenida de las corrientes de aire terrestre.

Podemos afirmar que la Argentina cuenta en la Patagonia, a este respecto, con un

verdadero paraíso de vientos. También se presentan favorables escenarios para el

aprovechamiento eólico en la costa pampeana, la cordillera central y norte y otras

locaciones. Los sistemas de aprovechamiento de este tipo de energía varían entre

pequeños, para generación de electricidad y bombeo de agua y grandes para

producción de energía eléctrica a gran escala.

ENERGÍA SOLAR

Se denomina Energía Solar, puntualmente, a los sistemas que aprovechan la

radiación solar incidente sobre la tierra para calefacciones y/o generar energía

eléctrica. Cabe destacar que la radiación solar que llega a la tierra influye directa o

indirectamente en la producción de otras energías, como la eólica, hidráulica y

biomasa.

Nuestro país posee muy buenas condiciones, en la totalidad de su territorio

Los sistemas más utilizados de aprovechamiento de energía solar se diferencian en

dos grandes grupos: Sistemas Térmicos y Sistemas foto-voltaicos.

3.4.2 ALIMENTACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL

Se pretende tener un sistema de control autosustentable con energía limpia

proveniente de paneles solares evitando así los cortes de energía que se sufre

cuando se sobre carga la red energética del instituto tecnológico de Salina Cruz.

Para la alimentación del sistema se necesitara un sistema de 5 paneles solares que

aporten 12.5 kW de potencia en total siendo de 2.5 kW de potencia cada uno para



34

poder alimentar el sistema de bombeo de los estanques así como del sistema de

control y monitoreo de la granja además del sistema de alimentadores automáticos

descritos en capítulos anteriores.

3.4.2.1 Bombeo

El sistema de bombeo se pretende realizar de dos formas circular para manteneroxigenado cada uno de los estanques y darles a los peces un mayor relajamiento yconfort aumentando así su calidad de vida, alimentación y crecimiento.

3.4.2.2 Banco de Baterías

El banco de baterías o acumuladores son dispositivos encargados de almacenar laenergía eléctrica que se genera en las celdas solares para su posterior utilización oen caso que no se tenga disponible la energía directamente de los paneles porefectos naturales como en las noches o por fenómenos meteorológicos como laslluvias, neblina, días nublados o con poca luz, etc.



35

CAPÍTULO IV. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DECONTROL

4. 1 Alimentador de peces

Diagrama modular del alimentador, lo demás está en fase de diseño. (no disponiblepor el momento).

Alimentador de peces

Horarios de

alimentación

Tipo de alimento y

cantidad de alimento

RPM. Del motor y

abertura delcontenedor de alimento

Estructuración de los

horarios y

programación del

mismo.



36

A continuación se muestran las diferentes fases del sistema de alimentación y su

funcionamiento. En la figura 13 se muestra el panel de control para los horarios de

alimentación y monitoreo del mismo, en el cual se podrá indicar la cantidad de

alimento y los horarios. En la figura 14 se muestra la programación grafica echa en

la plataforma lab-view que cumple con el proceso de alimentación y racionamiento

del mismo. En las figuras 15,16 y 17 se muestran las simulaciones para verificar el

funcionamiento del sistema de control así como la visualización en una pantalla de

cristal líquido (lcd).

Figura 13. Interfaz del sistema de alimentación



37

Figura 14. Programación grafica

Figura 15. Simulación en Proteus



38

En la figura 15 se muestra la simulación en el programa Proteus el cual muestra el

estado de trabajo del alimentador que está en modo espera e indica que el sistema

está sin problemas y funcionando correctamente.

En la figura 16 se muestra el estado del alimentador cumpliendo su funcionamiento

de forma correcta y sin presentar problemas o anomalías. Esto es posible gracias a

que cuenta con un sensor de vibración que detecta el funcionamiento del motor de

vcc.




39

En la figura 17 se muestra el estado del alimentador cumpliendo su funcionamiento

pero en este caso muestra un error o falla del motor que activa el dispensador de

alimentos. Esto es posible gracias a que cuenta con un sensor de vibración que

detecta el funcionamiento del motor de vcc.




40

Programación del microcontrolador pic 16f877a elaborada en lenguaje de

programación C en el compilador csc.

#include <16f877a.h>#use delay (clock=4MHZ)#fuses xt,nowdt#byte PortB=0x06#byte PortA=0x05#include <LCD.C>

void main(){lcd_init();

while(true){

if (porta==0b00000){

printf(lcd_putc, "\f EN MODO ESPERA ");printf(lcd_putc, "\n SIN PROBLEMAS ");output_b(0b00000001);delay_ms(250);

}

if (porta==0b00001)

{printf(lcd_putc, "\f EN FUNCION ");printf(lcd_putc, "\n ERROR DE GIRO ");output_b(0b00000010);delay_ms(250);

}

if (porta==0b00010){

printf(lcd_putc, "\f EN MODO ESPERA ");printf(lcd_putc, "\n ERROR DE GIRO ");

output_b(0b00000010);delay_ms(250);}

if (porta==0b00011){printf(lcd_putc, "\f EN FUNCION ");printf(lcd_putc, "\n SIN PROBLEMAS ");



41

output_b(0b00000001);delay_ms(250);}

delay_ms(50);}}

Figura 18. Alimento para pez betaFigura 19. Almacenamiento del alimento

Figura 20. Indicador del alimentador

Figura 21. Rotor del alimentador



42

Figura 22. Vista interior del indicador

Figura 23.pecera con alimentador integrado



43



44

4.2 calidad del agua

Calidad del agua

Medición de

temperatura

Muestreo de pH

Muestreo del

nivel de

amoniaco

Turbidez

Nivel de oxigeno

Corrección de

parámetros

Medidor de pH,

amoniaco y oxigeno

Visualización del

sistema

Sensor detemperatura y cálculo

de turbidez

Parámetros físicos

Parámetros químicos



45

CONCLUSIONES

El Proyecto que realizamos ha contribuido de manera muy importante para

identificar y resaltar los puntos que hay que cubrir y considerar para llevar a cabouna implementación exitosa de una granja acuícola. Nos deja muchas cosasimportantes que reflexionar y muchas otras las ha reforzado para llevar a cabo unabuena implementación.

Dentro de los puntos que consideramos para esta implementación son el detectarcuáles las necesidades en el área de Acuicultura, más específicamente en su áreade reproducción de tilapia, la cual no contaba con ningún sistema de monitoreo deparámetros, lo cual hacia que los alumnos realizaran estas actividadesmanualmente haciendo que los peces no tuvieran un óptimo desarrollo debido alestrés que les ocasiona dichas actividades.

Conforme fuimos realizando este proyecto nos fuimos percatando de muchas cosasque antes no habíamos considerado, que ignorábamos, tanto de los dispositivoselectrónicos que empleamos para ello como ciertas características de la carrera deIngeniería en Acuicultura.

Hay muchas cosas que podríamos mencionar que aprendimos a lo largo de esteproyecto. Sin embargo consideramos que la más importante de todas es llevar a

cabo antes que nada una planeación de lo que se quiere realizar y que se esperaobtener cuando se lleve a cabo un proyecto, esto incluye desde la problemática aresolver vista del punto de los afectados así como de los puntos de vista personales.

La aplicación de este proyecto nos ayudó a nosotros como estudiantes de la carrerade Ingeniería en Electrónica a aplicar los conocimientos obtenidos en clase, asícomo la aplicación de otras capacidades que se obtuvieron durante el proceso delmismo, para la resolución de un problema real que afectaba a nuestros compañerosacuicultores.

Sin embargo cabe mencionar que en esta monografía no está completa del tododebido a que el capítulo 3 aún está en proceso, por lo cual no hemos podido estimarcomo está compuesta, sin embargo se muestran los avnces.



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REFERENCIASY OTRAS FUENTES

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medida/sistemas/reguladores-dispositivos-control.htm

Tema 1: Sistemas automáticos y de control. (s/f). Recuperado el 26 de septiembre

de 2015, a partir de http://e-

ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/4750/4925/html/inde

x.html



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GLOSARIO DE TÉRMINOS

ADC

Analog – to- Digital Converter, Conversor de análogo a digital. Un conversor o convertidor

analógico-digital es un dispositivo electrónico que convierte una señal analógica de voltaje

en valores binarios, Se utiliza en equipos electrónicos como computadores, grabadoras de

sonido, de vídeo, y equipos de telecomunicaciones. La calidad de similitud entre la señal

analógica original, y la convertida a digital, depende de la cantidad de muestras que tome por

segundo.

FEEDBACK: Devolución de una señal modificada a su emisor

Ppt: partes por mil (ppt)

Realimentación: es un mecanismo por el cual una cierta proporción de la salida de

un sistema se redirige a la entrada, con objeto de controlar su comportamiento



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ANEXOS

Anexo No. 1 PIC 16F877A

Figura 24. Imagen de un PIC 16F877A

Figura 25 Diagrama de los pines de conexión del PIC 16F877A



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Figura 26. Tabla de Pines del PIC 16F877A



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Anexo No. 2 PANEL SOLAR

Tabla de las especificaciones del Panel solar Conermex para 50 W



Figura 27 Panel solar Conermex para 50 W (imagen obtenida de la página web deConermex)

1 monografia del proyecto-equipo 11

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