universidad distrital francisco josé de caldas. polania

Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Polania, Nestor. Automatización de proceso piscícola

PROPUESTA DE AUTOMATIZACIÓN PARA

PROCESO PISCÍCOLA

Nestor Eduardo Polania Vargas

email: [email protected]

Especialización en informática y automática industrial Facultad de Ingenieria

Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Resumen - Este documento presenta una visión rápida a un problema relacionado con la actividad piscícola en el Huila, se muestran cómo afectan la producción de los pequeños y medianos productores de tilapia, a pesar de ser el mayor productor de esta. Las aplicaciones de procesos tradicionales han atrasado a los productores, causando pérdidas en la producción o ineficiencia en la crianza de los alevinos ya que no se tienen factores importantes en cuenta como la producción de oxígeno, temperatura y nivel, con esto se llevará a cabo la optimización del proceso a partir de las necesidades del mismo y de los productores.

ABSTRACT - This document presents a quick overview

of a problem related to the farming activity in Huila; they

show how they affect the production of small and medium

producers of tilapia, despite being the producer mayors this.

Applications of traditional processes have delayed producers,

causing production losses or inefficiencies in raising

fingerlings because they do not have important factors into

account as the production of oxygen, temperature and level,

this will be carried out optimization process based on the

needs of the producers.

Índice de Términos—Control, Difuso, óxígeno disuelto,

Ph, Temperatura.

I. INTRODUCCIÓN

El Huila es el primer productor de tilapia a nivel

nacional con más del 29% de la producción

nacional, esto se debe a gran crecimiento de

industrias piscicultoras que han podido aprovechar

el recurso hídrico del rio Magdalena para su

producción, así como el aporte del gobierno

nacional a proyector piscícolas encontrados en los

embalses de Betania, a pesar del gran crecimiento

de estas industrias aun así estas industrias poseen

gran parte de cultivo tradicional limitando el uso

de la tecnología, existen otras que han quedado

rezagadas con respecto a las demás debido a su

corto presupuesto de inversión a sus empresas, esto

se debe a los grandes costos de inversión para la

adquisición de estos equipos lo cual causado

problemas a la hora de competir con los grandes

productores. La tecnología como herramienta en

este proceso es de suma importancia, ya que, como

todo proceso automatizado, aumenta la producción

y ayuda al operario en sus labores.

II. JUSTIFICACIÓN

El cultivo piscícola está representado por la

producción de tilapia y camarón rojo los cuales

presentan un gran auge en los últimos años con una

producción aproximada de 103.198 toneladas en el

año 2015, siendo el Huila el eje principal en la

actividad piscícola (44.46%).

La producción piscicola en el Huila se desarrolla

en dos sistemas de produccion : 1) estanques en

tierra en 31 municipios y 2) jaulas flotantes en la

represa de Betania, en estos dos procesos se

encuentran productores de peuqeña, media y gran

escala. El sistema de estanque corresponde al

42.8% del total de la producción. Si hablamos de

nuevas tecnologias en el sector picicola aun son

muy recientes, sin embargo es importante resaultar

la experiendcia practica de los empresarios

tenieindo en cuenta la rentabilidad. (Baquero, s.f.).

Con el pasar del tiempo este proceso ha llamado

la atencion en gran medida como un campo de gran

accion e inversion significando el desarrollo de la

economía generación de empleos. en Colombia se


fomenta a los campesinos de las diferentes regiones

a desarrollar proyectos en esta área, proporcinando

el capiptal necesario para esto.

Con el proceso de automatización se quiere

optimizar el proceso ayudar al operario a la

visualización de las variables de manera

cuantitativa de modo que el pueda exactamente

como intervenir en el proces, con esto no se quiere

reemplazar al operario como erroneamente se hace

ver con el proceso de automatización en un xaso

especifico, la automatización en la dosificación de

alimento a los alevinos, con la cual se logra

proporcionar la cantidad de alimento porporcionado

evitando desperdicio

III. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Figura 1 Cultivo piscícola

Fuente:http://proyectodeaprendizajepiscicola.blogspot.com.co

/p/caracteristicas-del-proyecto.html

Aspectos químicos

a. Oxígeno: Es el aspecto de mayor importancia en

la producción piscícola a que para realizar todos

los procesos metabólicos el animal necesita del

oxígeno. para poder llevar a cabo todas sus

funciones de desarrollo, reproducción, engorde,

supervivencia, etcétera. Sin oxígeno los peces y

todos los organismos y micro organismos que

habitan en el agua, mueren. La cantidad de

oxígeno disuelto en el agua que requieren los

peces de clima cálido para una producción

optima es de 5 ppm/litro de agua, rango muy

favorable para los peces; si se posee de 1a

4ppm/litro de agua el pez puede sobrevivir,

pero se retarda su crecimiento, de lógico entre

mas poco oxígeno más se retarda, menos peces

se podrán sembrar y más posibilidades de

enfermar; en aguas con menos de 1ppm/litro de

oxígeno disuelto, es letal para el pez.

Figura 2 Generación de oxígeno

Fuente:http://tramientojosabeth.blogspot.com.co/2015/05/oxi

geno-disuelto.html

Bajo condiciones normales, el oxígeno disuelto

en el agua, se presenta con una alta

concentración durante el día y una disminución

en las horas de la noche, sobre todo a la

madrugada, es por ello que se debe de observar

el estanque en estos momentos para poder

determinar si el estanque puede mantener ese

número de peces, esa cantidad de biomasa o si

por el contrario se debe de sacar o disminuir la

cantidad de peces. Una buena cantidad de

oxígeno disuelto en el agua se logra con una

buena maduración de las aguas, pues el

fitoplancton favorece su producción, un número

adecuado de peces, sobre todo por el tamaño,

un recambio de agua ideal y por el movimiento

las aguas.

b. Potencial de hidrógeno o ph: Es el valor dado

por la cantidad de iones Hidrogeno, indica si el

agua es ácida (valores menores a 7) o básica

(valores mayores a 7), el ideal es un agua neutra

(valor 7). Los peces pueden vivir y producir en

un rango de 6 a 9 de pH. Valores de menos de 4

y mayores de 11, ya son aguas muy acidas o

muy básicas, y causan lesiones graves en los

peces y en exposición prolongada puede ser

letal, pues son toxicas para los peces, de 4 a 5

no hay crecimiento de los peces. De 5 a 6 y de 9


a 11 el rendimiento es muy pobre. Cuando se

tiene un pH muy acido (valores de 3 o menos)

se corrige agregando cal viva, en valores de 4 a

6, se debe adicionar cal apagada o agrícola y

con un pH básico se corrige con la aplicación

de un fertilizante ácido, lo anterior en ausencia

de peces, es decir al momento de la adecuación

del estanque para la siembra.

Aspectos físicos

a. Temperatura- En las explotaciones piscícolas

de clima cálido es fundamental contar con una

temperatura óptima con el fin de que los peces

crezcan más rápido y el ciclo productivo se

reduzca.

La temperatura ideal para la engorda de peces

esta entre los 26 y 29 grados centígrados, tanto

para la tilapia como para la cachama. En

niveles menores la cachama actúa muy mal,

no crece y puede morir, la tilapia tolera

niveles de hasta 20 grados centígrados pero su

desarrollo es muy lento. Valores muy altos de

temperatura producen bajos niveles de

oxígeno que pueden llevar a la muerte del pez

si hay exposición prolongada. Para disminuir

la temperatura se debe de realizar un recambio

de agua, hacer los estanques más profundos o

mover el agua. Para aumentar la temperatura

que llega al estanque se debe de tener un

reservorio de agua, hacer el estanque menos

profundo y que el recambio de agua no sea

muy fuerte.

b. Nivel del agua- e importante mantener un

nivel estable del agua en los lagos dada que

esto influye directamente en el consumo de

oxígeno y temperatura, este valor depende

directamente de la capacidad de cada

estanque, en este caso solo se activara la

entrada al lago por medio de una esclusa o un

sistema de bombeo.

IV. MATERIALES Y MÉTODOS

i. Oxígeno disuelto

Para la medición de oxígeno disuelto se plantea

implementar el sistema con la instalación Sondas

ópticas RDO® PRO utiliza tecnología de punta

para medir el oxígeno disuelto (OD) en entornos

exigentes.

La Sonda RDO PRO se integra fácilmente en una

variedad de sistemas de manejo de acuicultura.

Mediante el monitoreo y control continuo de los

niveles de OD, los acuicultores pueden mejorar las

tasas de conversión alimenticia, minimizar el estrés

y reducir las enfermedades y la mortalidad de

peces. Reduce las tareas de calibración, la sonda

mantiene su calibración durante 12 meses después

de la instalación. La tapa del sensor está pre-

calibrada con coeficientes de calibración, lo que

elimina errores de configuración. Elimina el

reemplazo de las membranas y la solución de

electrolitos. Insensible a interferencias comunes

que degradan sensores basados en membranas.

Figura 3 Sonda de oxígeno disuelto

Fuente: https://in-situ.com/wp-content/uploads/2014/11/RDO-

PRO-Optical-Dissolved-Oxygen-Probe-for-

Aquaculture_Specs-Spanish.pdf

Se integra directamente en los sistemas SCADA y

PLC. Incluye Modbus/RS485 integral, 4-20 mA y

salidas SDI-12 de la señal. Se requieren de 8 a 36

VDC. Para un controlador de proceso local y de

pantalla, utilizar el Sistema In-Situ


Figura 4 Funcionamiento de sonda

Fuente: https://in-situ.com/wp-content/uploads/2014/11/RDO-

PRO-Optical-Dissolved-Oxygen-Probe-for-

Aquaculture_Specs-Spanish.pdf

ii. Temperatura

Se requiere hacer la medición de temperatura

del sistema piscícola para esto se plantea

utilizar una Pt100, este es un sensor de

temperatura hecho con un alambre de platino

que a 0 °C tiene 100 ohms y que al aumentar la

temperatura aumenta su resistencia eléctrica.

Un Pt100 es un tipo particular de RTD.

(Dispositivo Termo Resistivo). Los Pt100

pueden fácilmente entregar precisiones de una

décima de grado con la ventaja que la Pt100 no

se descompone gradualmente entregando

lecturas erróneas, si no que normalmente se

abre, con lo cual el dispositivo medidor detecta

inmediatamente la falla del sensor y da aviso.

Figura 5 Termoresistencia Pt100

Fuente: https://www.vistronica.com/sensores/temperatura/pt-

100-industrial-wzp-230-con-sonda-de-33cm-detail.html

Siendo lévemente más costosos y

mecánicamente no tán rígidas como las

termocuplas, las superan especiálmente en

aplicaciones de bajas temperaturas. (-100 a 200 °).

Los Pt100 pueden fácilmente entregar precisiones

de una décima de grado con la ventaja que la Pt100

no se descompone graduálmente entregando

lecturas erroneas, si no que normálmente se abre

con lo cual el dispositivo medidor detecta

inmediátamente la falla del sensor y da aviso.

Además la Pt100 puede ser colocada a cierta

distancia del medidor sin mayor problema (hasta

unos 30 metros ) utilizando cable de cobre

convencional para hacer la extensión.

iii. Ph

El electrodo de vidrio actualmente constituye la

pieza fundamental en la medición electrométrica

del pH. Junto con el electrodo de calomel, se

encuentran ampliamente difundidos y a la fecha no

existe otro sistema para la medición electrométrica

que tenga la misma versatilidad y precisión. El

principio bajo el cual trabaja el electrodo de vidrio

fue descubierto, en forma accidental por McInnes y

Dole, cuando observaron que el vidrio que

empleaban en sus investigaciones mostraba cierta

sensibilidad a las variaciones de pH. Una vez hecho

su descubrimiento, procedieron a investigar una

composición más adecuada de vidrio, que es la base

de los electrodos empleados hoy día (Ruíz

Ramírez, J.E. 2010)

Figura 6 Electrodo Ph

El cuerpo del electrodo es de vidrio común (o

plástico), no conductor de cargas eléctricas

mientras que el bulbo, extremo sensible del


electrodo, se construye con este vidrio de

formulación especial, conocido como "vidrio

sensible al pH" (en realidad, es vidrio polarizable).

El vidrio de pH es conductor de cargas eléctricas

porque tiene óxido de litio dentro del cristal,

además de óxido de sílice, de calcio y algunos

otros. Según se puede observar en la figura. 20, la

estructura del vidrio es tal que permite el

intercambio de iones litio por iones de hidrógeno

en solución acuosa, de modo que se forma una capa

(fina) hidratada. Se crea así un potencial (del orden

milivoltios) a través de la interface creada entre el

vidrio (en el "seno" del vidrio) y la solución acuosa.

El voltaje creado hacia el interior del bulbo es

constante porque se mantiene su pH constante

(mediante una solución buffer de pH 7) de modo

que la diferencia de potencial depende sólo del pH

del medio externo. La incorporación de un alambre

(usualmente de Ag/AgCl) permite conducir este

potencial hasta un amplificador (Ciganda, L.M.,

2004).

iv. Nivel

Los controles de nivel magnéticos por líquidos

están constituidos por un interruptor reed que se

coloca dentro del eje y por un imán de

accionamiento, alojado en el flotador, que fluye

sobre la misma y que se mueve según el aumento o

disminución del nivel del líquido de controlar. El

principio de funcionamiento es idéntico al de los

sensores magnéticos.

Están disponibles en tres modelos: uno en caja

de plástico y dos de acero inoxidable AISI 316 para

temperaturas respectivamente de +100°C y

+150°C.

Figura 7 Sensor magnético de nivel.

Fuente:http://www.directindustry.es/prod/madison-

company/product-11780-513238.html

Los interruptores detectan el nivel del líquido de

depósitos en el punto donde son instalados,

devolviendo un contacto ON/OFF en la salida.

Fijados en un punto del depósito, los interruptores

de nivel para líquidos, no son influenciados por

ondas y vibraciones, y aseguran una mejor

fiabilidad y repetibilidad en comparación con otros

tipos de detectores de nivel más antiguos, como las

boyas de nivel.

Estos son considerados sensores de baja potencia,

ya que no se utilizan directamente para el

accionamiento de bombas que tienen potencia y

corrientes elevadas.

- Sistema de procesamiento control y

actuadores

Para la implementación de adquisición de las

variables y control de las mismas se utiliza un PLC

PLC S7-1200 de SIEMENS, es un sistema de

automatización universal, concebido para todos los

sectores industriales. Constituye una solución

óptima para aplicaciones en arquitecturas de

control centralizadas y descentralizadas.

Figura 8 PLC S7-1200 de SIEMENS

Fuente:http://www.ingenieriaparatodos.com/2016/10/s7-

1200.html

Ofrece la flexibilidad y capacidad de controlar una

gran variedad de dispositivos para las distintas

tareas de automatización. Gracias a su diseño

compacto, configuración flexible y amplio juego de

instrucciones, el S71200 es idóneo para controlar

una gran variedad de aplicaciones. La CPU

incorpora un microprocesador, una fuente de


alimentación integrada, así como circuitos de

entrada y salida en una carcasa compacta,

conformando así un potente PLC.

Figura 9 Entradas/Salidas

Una vez cargado el programa en la CPU, ésta

contiene la lógica necesaria para vigilar y controlar

los dispositivos de la aplicación. La CPU vigila las

entradas y cambia el estado de las salidas según la

lógica del programa de usuario, que puede incluir

lógica booleana, instrucciones de contaje y

temporización, funciones matemáticas complejas,

así como comunicación con otros dispositivos

inteligentes. Numerosas funciones de seguridad

protegen el acceso tanto a la CPU como al

programa de control:

● Toda CPU ofrece protección por contraseña que

permite configurar el acceso a sus funciones.

● Es posible utilizar la "protección de know-how"

para ocultar el código de un bloque específico.

Encontrará más detalles en el capítulo "Principios

básicos de programación" (Página 99). La CPU

incorpora un puerto PROFINET para la

comunicación en una red PROFINET. Los módulos

de comunicación están disponibles para la

comunicación en redes RS485 o RS232.

- Actuadores

i. Bomba de oxigenación de superficie

Figura 10 Sistema de oxigenación de superficie

Fuente:http://www.euro-rain.es/es/imagenes/aireadores-y-

fuentes-flotantes/aireadores-flotantes-serie-select/4-

aireadores-flotantes-para-lagos-serie-select/detail/38-

aireadores-para-lagos-daffodil.html? tmpl=component

Superficie de alto volumen para ajustarse a las

necesidades de su estanque o lago. Estas unidades

de calidad proveen valioso oxígeno y movimiento

para favorecer un estanque o lago saludable. Estas

unidades poseen una excepcional tasa de

transferencia de oxígeno y bajos costos generales

de operación. Estos aireadores están especialmente

indicados para su uso en agua dulce. Son muy

ligeros y fácilmente transportables por una sola

persona. Disponen de motor sumergible con doble

hélice de gran capacidad de flujo, lo que le confiere

un excelente rendimiento energético en la

aireación.

No crean turbulencias a nivel del fondo,

afectando solo la superficie de los estanques, esta

caracteristica es sumamente importante ya que al

crear turbulencias en el fondo el amoniaco se sube

del fondo del lago causando daños criticos en el

proceso de crecimiento del pez.

Eficiencia y bajo consumo de energía: La más

alta eficiencia diseñada para un bajo consumo de

energía comparado con las unidades que compiten

por las facturas eléctricas más bajas.

Resistente a la obstrucción: El diseño único de

desviación de agua lo hace el modelo en el mercado

más resistente a la obstrucción. Exitoso en aguas

poco profundas.

Motor Robusto: El diseño amigable con el

ambiente, cuenta con un sello mecánico interno y


un deflector externo para protección contra fugas.

La parte superior es de larga duración y cuenta con

balero en el fondo. Utiliza aceite de lubricación por

inundación para una excelente disipación de calor.

Resistente a la corrosión: Confianza superior en

agua salada u otros ambientes corrosivos. Todos los

motores metálicos externos, flotadores y

componentes de hardware son de acero inoxidable.

i. Propuesta de implementación

Se realiza una propuesta de implementación del

sistema teniendo elegidos ya los sensores se pasa

al acondicionamiento de cada una de las señales,

habiendo ya seleccionado los sensores para cada

una de las variables del proceso poro enfocado mas

en las variables de oxigeno disuelto y temperatura.

En la figura 11 se observa un esquema generalizado

del sistema

Figura 111 Diagrama de bloques del sistema

Fuente: Autor

- Sensor de oxígeno disuelto

Para la conexión del sensor de oxígeno disuelto,

se conecta directamente a través de la interfaz de

comunicación RS485, proporcionando datos de

proceso sencillos, confiables y que ahorran

costos con capacidades de monitoreo remoto,

calibración, configuración y diagnóstico. Esto se

realiza mediante la conexión de modulo

analógico en el cual se conecta el sensor a una

de las entradas.

Figura 12 Modulo para entradas analogias al PLC

Fuente:http://logicaycontrol.blogspot.com.co/2011/04/tratami

ento-de-senales-analogicas-con_22.html

- Sensor de temperatura

Figura 13 Modulo de conexión para Pt100 de 2 o 3 hilos

Conexión con tres hilos, este tipo de conexionado

resuelve el inconveniente del error generado por la

resistencia interna de los cables y es el más común

que se puede encontrar en las instalaciones. La

única condición es que la resistencia interna de los

tres cables debe ser la misma debido a que el

sistema de medición por lo general utiliza un

puente de Wheatstone mediante el cual se obtiene

una tensión diferencial que puede ser

acondicionada para llevar a cabo la medición. El

tipo de conexión a 3 hilos anula la influencia de la

longitud del cable (resistencia óhmica) en el

resultado de medición, pues mide la resistencia

entre el borne 2 y 3 para luego restar este valor a la

medición de interés dada entre los bornes 1 y 2.


- Sensor de Ph

Figura 14 Respuesta de electrodo

El voltaje en generado por el electrodo de pH está

dado por la ecuación de Nernst y es proporcional a

[H+]

Donde:

, es el potencial (en voltios) detectado a

través de la membrana de vidrio.

, es el potencial del electrodo de

referencia.

R = constante universal de los gases.

T = temperatura absoluta en grados Kelvin.

n = la carga del ión, que para el pH vale 1.

F = constante de Faraday.

2,3 RT/NF = el factor de Nernst.

ii. Propuesta de control

Para el diseño de control del sistema se realiza un

diseño de un controlador difuso utilizando la

herramienta de MATLAB Fuzzy Logic Designer.

Para este diseño se tienen dos entradas siendo

oxígeno disuelto y temperatura las cuales

dependiendo de las condiciones establecidas se

activarán las bombas de oxigenación a partir del

porcentaje que tenga la señal PWM. El

planteamiento se hace de modo que la bomba no se

encuentre consumiendo toda la potencia, sino que

se suministre la potencia adecuado para así tener un

ahorro de energía teniendo el proceso en los rangos

adecuados.

Figura 15 Sistema difuso del sistema

Fuente: Autor

Se plantea un sistema de dos entradas (oxígeno

disuelto y temperatura) con una única salida el cual

será el generador de oxigeno el cual se encargará

también de reducir las temperaturas altas por medio

de agitación.


Figura 16 Sistema de control entradas/salida

En ese orden de ideas se plantean las funciones de

membresía para cada una de las variables.

M(BAJO)= trapmf (e, 2, 2, 4, 5.579)

M(ESTABLE)=trimf(e, 5.389, 6 7)

M(ALTO)=trapmf (e, 6.875, 7.625, 8, 8)

Figura 17 Variables lingüísticas oxigeno disuelto

Fuente: Autor

de esta misma forma se tiene las variables

lingüísticas de temperatura en el cual se establecen

los rangos para temperaturas altas, bajas y estable.

M(BAJO)= trapmf (e, -0.159, -0.159, 9.84, 23.8)

M(ESTABLE)=trimf (e 23.4, 25, 29.29)

M(ALTO)=trapmf (e, 25.48, 40, 60, 70)

Figura 18 Variables lingüísticas temperature

Con las variables lingüísticas ya definidas se

plantea la salida del controlador el cual es la

generación de un pulso PWM el cual irá de 0 a 1

siendo 1 el 100%, esto se realiza con el fin de un

funcionamiento de la bomba constante entre un

40% y 70% el cual garantiza que la oxigenación

siempre este encendido sin que trabaje a toda su

capacidad para un ahorro del 30% de energía

aproximadamente.

M(BAJO)= trimf (e, 0.0011, 0.101, 0.3419)

M(MEDIO)=trimf (e 0.2684, 0.601, 0.683)

M(ALTO)=trapmf (e, 0.6399, 0.8939, 1.009, 1.329)

Figura 19 Variables lingüísticas de salidas

Fuente: Autor

Planteadas las entradas y salida se realizan las

reglas de control, el cual actuara en cada uno de

estos casos.

Oxígeno disuelto

BAJO ESTABLE ALTO

BAJO MEDIO MEDIO BAJO

Temperatura ESTABLE ALTO BAJO BAJO

ALTO ALTO ALTO ALTO

Tabla 1 Reglas de control

Fuente: Autor


Planteadas las reglas de control se selecciona un

controlador tipo Mandani y se ingresan las reglas

con operador OR el cual realiza la acción de control

con cualquiera de las condiciones de oxigeno o

temperatura establecidas.

Figura 20 Reglas con controlador Mandani

Fuente: Autor

V. RESULTADOS Y ANALISIS

En la propuesta de diseño se debe tener en cuenta

que este sistema es teórico con variaciones del

mismo al momento de su implementación real, ya

que no se tienen en cuenta factores como

temperatura ambiente y factores externos que

puedan afectar el comportamiento adecuado del

sistema.

Con el controlador implementado se procede a

observar los resultados del diseño con las dos

variables de proceso el cual se observa que la

oxigenación trabajando en condiciones críticas va

trabajar con un máximo valor en su salida de 70%

lo cual se planteó inicialmente.

Figura 21 Condiciones de Oxigeno bajo y temperatura alta

Fuente: Autor

Con lo planteado anteriormente se garantiza que la

bomba esté funcionando a un 50% de su capacidad

y disminuyendo de forma que los valores de

oxigeno están por encima de 4ppm/litro y

temperatura menor a 27 grados.

Figura 22 Condicines ideales

Fuente: Autor

De los valores anteriores se observó los valores que

toma la salida con respecto a la variación de la

entrada con los antecedentes de las 9 reglas con los

cuales se obtienen los consecuentes debido al

método de defucificación de centroide, estos

conjuntes se unen para obtener un conjunto

resultante.

Figura 23 Superficie de control

Fuente: Autor

En la Figura 23 se observa la superficie de control

en el cual muestra todos los valores que toman las

dos entradas y la salida en todo su universo

discurso, los valores que tomaría la salida para los

valores de oxígeno disuelto y temperatura.


VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se desarrolló los controladores en lógica difusa

para oxígeno disuelto y temperatura del proceso

piscícola tradicional mostrando resultados

eficientes, sin la necesidad de conocer el modelo

matemático del proceso, pero teniendo en cuenta

los parámetros de comportamiento del sistema a

controlar mediante un autómata programable

debido a su versatilidad e integración de módulos

para trabajo específico.

i. Proceso piscícola

En el desarrollo de la propuesta se planteó utilizar

elementos de bajo costo de fácil manipulación e

instalación además de ser eficientes durante todo el

proceso de crianza de peces.

En la selección de los sensores, se pretende utilizar

una sonda medidora de oxígeno disuelto de salida

analógica al igual que el sensor de temperatura que

en este caso se selecciona una Pt100 con

características eficientes en cuanto a precisión,

exactitud y bajo costo siendo dispositivos de fácil

adquisición para la implementación final del

sistema.

Para el diseño del algoritmo difuso se trabajó bajo

la plataforma de software Matlab con el Toolbox

Fuzzy Logic, facilitando la comprensión del

sistema, para su posterior implementación en un

autómata programable (PLC) el cual se le

acondicionarán módulos de entradas digitales para

garantizar alto eficiencia durante el proceso.

Se desea implementar un sistema de medición de

Ph el cual indicará el nivel de acides del agua, los

peces pueden vivir y producir en un rango de 6 a 9

de pH. Valores de menos de 4 y mayores de 11, ya

son aguas muy acidas o muy básicas, y causan

lesiones graves en los peces y en exposición

prolongada puede ser letal, para este fin se mostrará

una alarma la cual el operario deberá agregar cierta

cantidad de cal viva para corregir esto.

ii. Recomendaciones

Se recomienda implementar controladores difusos

aplicando el método Takagui y Sugueno o demás

diferentes al método de Mandani, como también el

desarrollo de diferentes técnicas existentes de

defusificación para realizar una comparación en

cuanto la efectividad de la respuesta de los

diferentes métodos que se encuentra en la

actualidad en cuanto a los controladores difusos

además de validación del sistema agregando mas

funciones de pertenencia para limitar el rango de

operación de los actuadores.

Un aspecto importante para tener en cuenta es la de

realizar el monitoreo del amoniaco en el agua ya

que este es un factor importante en problema

contaminación por este motivo la ubicación de las

bombas oxigenadoras es de suma importancia ya

que, si se instalan en el fondo del lago, el amoniaco

se esparce por toda el agua causando mortandad en

los peces.

Debido al constante desarrollo de software móvil,

se recomienda la implementación de una aplicación

de monitoreo y control a través de esta tecnología,

debido a su fácil adquisición para la visualización

del comportamiento desde cualquier lugar, donde

se tenga acceso a la red.

REFERENCIAS

[1] Gobernación del Huila, "Informe cadena piscícolas del Huila”, 2013.

[2] Nicovita, "Manual de crianza Tilapia”, 2010.

[3] Maria Auxiliadora Saavedra Marinez, "Manejo de cultivo de tilapia”,

2006.

[4] Baquero, J. M. (s.f.). Sistema de información de gestión y desempeño

de organizaciones de cadenas.

[5] Carrillo, E. A., Echavarría Marín, J. S., & Muñoz Restrepo , J. D.

(2009). Sistema robótico para la alimentación de peces. Medellin.


Nestor Eduardo Polania Vargas

Nació en 24 de noviembre de 1989 en

Neiva departamento del Huila.

Graduado del colegio Claretiano de la

misma ciudad, obtuvo su título en

Ingeniería Electrónica con énfasis en

instrumentación y control en la

Universidad Surcolombiana con el

trabajo de grado “monitoreo y control

en lógica difusa de una incubadora

automatizada para pollos de engorde con adquisición y

almacenamiento de las variables sobre una plataforma web”,

con el fin de hacer un proceso productivo a un menor costo y

de alta eficiencia que pueda estar al alcance de los pequeños y

medianos productores avícolas. También ha trabajado en

control de motores monofásicos mediante PWM y lógica

difusa, controladores tradicionales por medio de

microcontroladores de sistemas lineales como motores dc,

compresores y control de nivel, además de propuesta de

proyecto para un galpón con sistemas de monitoreo y control

de flujo de aire, suministro de alimento y agua para pollos de

engorde. Actualmente es aspirante a especialista en

Informática y Automática Industrial de la universidad Distrital

Francisco José de Caldas.

universidad distrital francisco josé de caldas. polania

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