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