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dc.contributor.advisorBarragán Gómez, Johann
dc.contributor.authorBenítez Muñoz, Cristian Fabian
dc.contributor.authorMontañez Leal, Michael Orlando
dc.contributor.authorHiguera Uribe, Nelson David
dc.coverage.spatialGuajira (Colombia)spa
dc.date.accessioned2021-09-17T20:47:20Z
dc.date.available2021-09-17T20:47:20Z
dc.date.issued2021
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/14344
dc.description.abstractEl presente proyecto evidencia el proceso de diseño e implementación del prototipo de un sistema hidropónico automatizado con el fin de evaluar la viabilidad del mismo como apoyo a la alimentación de una comunidad wayúu de la alta Guajira. Para ello se llevan a cabo etapas experimentales y una implementación en un ambiente con características medioambientales similares a las observadas en el área objetivo del proyecto, que corresponde al departamento ya mencionado. Este proceso es soportado por medio de técnicas de visión artificial que permiten definir las características del sistema hidropónico, de forma que se obtengan los mejores resultados de acuerdo a las condiciones propias de la región. El prototipo está conformado por diferentes subsistemas que se encargan de los procesos de transformación y almacenamiento de la energía, adecuación de las características del agua requerida por el cultivo, circulación del líquido y verificación de las necesidades de las plantas. Estos subsistemas le brindan la autonomía necesaria para operar con mínima intervención humana y la capacidad de generar la energía requerida para llevar a cabo todos sus procesos.spa
dc.description.tableofcontents1.0 INTRODUCCIÓN ......................................................................................... 14 1.1 DESCRIPCIÓN BREVE DEL PROBLEMA .................................................. 14 1.2 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO ............................................................. 14 2.0 OBJETIVOS ..................................................................................................... 17 2.1 OBJETIVO GENERAL ................................................................................. 17 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................ 17 3.0 ESTADO DEL ARTE ........................................................................................ 18 4.0 MARCO TEÓRICO .......................................................................................... 21 4.1 HIDROPONÍA .............................................................................................. 21 4.2 TIPOS DE SISTEMAS HIDROPÓNICOS .................................................... 22 4.2.1 FLUJO Y REFLUJO (EBB & FLOW) ...................................................... 22 4 2.2 PELÍCULA DE NUTRIENTES O NFT (NUTRIENT FILM TECHNIQUE) 23 4.2.3 SISTEMAS POR GOTEO (DRIP SYSTEMS) ......................................... 23 4.3 LEGUMBRES .............................................................................................. 24 4.4 INFORMACIÓN NUTRICIONAL DEL FRIJOL CABECITA NEGRA............. 25 4.5 VARIABLES DE INTERÉS .......................................................................... 25 4.5.1 POTENCIAL DE HIDRÓGENO (pH) ...................................................... 25 4.5.2 CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA (CE) .................................................... 26 4.5.3 NIVEL DE AGUA DEL TANQUE DE DOSIFICADO ............................... 26 4.5.4 HUMEDAD DEL SUSTRATO ................................................................. 27 4.6 PLC SIEMENS LOGO V8 ............................................................................ 27 4.7 SISTEMA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA ................................................. 27 4.8 VISIÓN ARTIFICIAL .................................................................................... 28 4.9 SUBSISTEMAS PRINCIPALES DEL SISTEMA HIDROPÓNICO PLANTEADO ..................................................................................................... 28 4.9.1 SUBSISTEMA DE DESALINIZACIÓN .................................................... 28 4.9.2 TANQUE DE DOSIFICACIÓN DE NUTRIENTES .................................. 28 4.9.3 ZONA DE CULTIVO DE PLANTAS ........................................................ 29 4.9.4 SUBSISTEMA DE CONTROL ................................................................ 29 4.9.5 SUBSISTEMA ENERGÉTICO ................................................................ 29 5.0 DESARROLLO DE LA METODOLOGÍA .......................................................... 30 6 5.1 DEFINICIÓN DE LA METODOLOGÍA ......................................................... 30 5.2 SELECCIÓN DE LA ESPECIE DE LEGUMINOSA...................................... 31 5.3 EXPERIMENTO 1 – GERMINACIÓN DE FRÍJOL CAUPÍ ........................... 32 5.4 ESTRATEGIA HIDROPÓNICA .................................................................... 33 5.5 PROPUESTA Y BOSQUEJO GENERAL DEL SISTEMA HIDROPÓNICO .34 5.5.1 FUNCIONES DEL SISTEMA HIDROPÓNICO ....................................... 34 5 5.2 BOSQUEJO GENERAL DEL SISTEMA HIDROPÓNICO PLANTEADO35 5.6 DIMENSIONAMIENTO Y REQUERIMIENTOS DEL CULTIVO ................... 35 5.7 SELECCIÓN DE COMPONENTES ............................................................. 36 5.7.1 SENSOR DE pH ..................................................................................... 36 5.7.2 SENSOR DE CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA ....................................... 37 5.7.3 SENSOR DE HUMEDAD DEL SUELO .................................................. 38 5.7.4 BOMBA HIDRÁULICA ............................................................................ 39 5.7.5 SENSOR DE NIVEL DE LÍQUIDO ......................................................... 47 5.7.6 MOTOR DEL MEZCLADOR ................................................................... 48 5.7.7 CONTROLADOR.................................................................................... 57 5.8 DISEÑO DEL SISTEMA HIDROPÓNICO .................................................... 58 5.8.1 DISEÑO CAD DEL SISTEMA ................................................................. 58 5.8.2 ANÁLISIS ESTÁTICO DE LA ESTRUCTURA DE LA ZONA DE CULTIVO .......................................................................................................................62 5.8.3 PLANOS DEL SISTEMA HIDROPÓNICO .............................................. 69 5.8.4 DIAGRAMA ELÉCTRICO Y ELECTRÓNICO DEL SISTEMA ................ 70 5.8.5 DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO ..................... 70 5.9 EXPERIMENTO 2 - VISIÓN ARTIFICIAL .................................................... 72 5.9.1 RESULTADOS EXPERIMENTO 2 ......................................................... 74 5.9.2 CONCLUSIONES EXPERIMENTO 2 ..................................................... 80 5.10 IMPLEMENTACIÓN EN EL DEPARTAMENTO DE SANTANDER ............ 81 5.10.1 VERIFICACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO ........................................... 86 5.11.2 RESULTADO DE LA IMPLEMENTACIÓN EN SANTANDER .............. 89 5.11.3 MANUAL DE USUARIO DEL PROTOTIPO ......................................... 92 5.11 SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE CULTIVO HIDROPÓNICO AUTOMATIZADO .............................................................................................. 93 6.0 CONCLUSIONES ............................................................................................ 97 7.0 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................ 99 8.0 ANEXOS ........................................................................................................ 102 8.1 CONDICIONES CLIMÁTICAS DE LA GUAJIRA ....................................... 102 8.2 EXPERIMENTO 1 – GERMINACIÓN DE FRÍJOL CAUPÍ ......................... 114 8.2.1 INTRODUCCIÓN.................................................................................. 114 8.2.2 LISTA DE MATERIALES ...................................................................... 115 8.2.3 PROCEDIMIENTO ............................................................................... 115 8.2.4 RESULTADOS EXPERIMENTO 1 ....................................................... 118 8.2.5 CONCLUSIONES EXPERIMENTO 1 ................................................... 123 8.3 DIMENSIONAMIENTO Y REQUERIMIENTOS DEL CULTIVO ................. 124 8.4 TABLAS CARACTERÍSTICAS DE SENSORES Y COMPONENTES ....... 127 8.5 DIMENSIONES DE TANQUES PLÁSTICOS ............................................ 130 8.6 DATOS ADICIONALES DE LA SIMULACIÓN DE ESFUERZOS EN LA ESTRUCTURA DE SOPORTE ........................................................................ 131 8.7 PLANOS DEL SISTEMA HIDROPÓNICO ................................................. 133 8.8 EVIDENCIA FOTOGRÁFICA DE LA IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA HIDROPÓNICO AUTOMATIZADO EN SANTANDER ..................................... 138 8.9 MANUAL DE USUARIO............................................................................. 141 8.10 CÓDIGO DE VISIÓN ARTIFICIAL ........................................................... 155 8.11 ALGORITMO DEL CÓDIGO DE VISIÓN ARTIFICIAL ............................. 166 8.12 CÓDIGO QUE GRAFICA LOS DATOS OBTENIDOS DEL ANÁLISIS DE VISIÓN ARTIFICIAL ........................................................................................ 172 8.13 EXPERIMENTO 2 - VISIÓN ARTIFICIAL ................................................ 183 8.13.1 INTRODUCCIÓN ................................................................................ 183 8.13.2 LISTA DE MATERIALES .................................................................... 183 8.13.3 METODOLOGÍA DEL EXPERIMENTO .............................................. 184 8.13.4 PROCEDIMIENTO ............................................................................. 187 8.13.5 RESULTADOS EXPERIMENTO 2 ..................................................... 193 8.13.6 CONCLUSIONES EXPERIMENTO 2 ................................................. 198 8.14 CÓDIGO DEL LOGO USADO EN LA IMPLEMENTACIÓN EN SANTANDER ....................................................................................................................... 199 8.15 RECURSOS ............................................................................................ 200spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.titleConstrucción de un sistema hidropónico automatizado para implementación en comunidad Wayúu del departamento de la Guajiraspa
dc.title.translatedConstruction of an automated hydroponic system for implementation in the Wayúu community of the Department of La Guajiraspa
dc.degree.nameIngeniero Mecatrónicospa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.publisher.facultyFacultad Ingenieríaspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Mecatrónicaspa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.localTrabajo de Gradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.subject.keywordsMechatronicspa
dc.subject.keywordsEnergy storagespa
dc.subject.keywordsHydroponic systemspa
dc.subject.keywordsWayúu communityspa
dc.subject.keywordsPrototype developmentspa
dc.subject.keywordsAutomationspa
dc.subject.keywordsCultivation practicesspa
dc.subject.keywordsSoilless cultivationspa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
dc.relation.references[1] S. Guerrero, “‘4.770 niños muertos en La Guajira es una barbarie’: Corte | El Heraldo,” pp. 1–8, 2018.spa
dc.relation.references[2] J. Murcia and L. Chacón, “Diseño De Un Sistema Autómatico De Cultivo Hidropónico Oara Forraje Verde,” 2018spa
dc.relation.references[3] ONU, “¿ Qué Son Los Objetivos De Desarrollo ¿ Cuál Es La Función Del Pnud  ?,” pp. 1–3, 2018, [Online]. Available: http://www.undp.org/content/undp/es/home/sustainable-development- goals.html.spa
dc.relation.references[4] V. Palande, A. Zaheer, and K. George, “Fully Automated Hydroponic System for Indoor Plant Growth,” Procedia Comput. Sci., vol. 129, pp. 482–488, 2018, doi: 10.1016/j.procs.2018.03.028.spa
dc.relation.references[5] F. Jaimes, B. Collazos, E. Arce, and M. Chauca, “Hydroponic System with Automated Hydrolysis Using Renewable Energy Self-Sustainable,” MATEC Web Conf., vol. 256, p. 02012, 2019, doi: 10.1051/matecconf/201925602012spa
dc.relation.references[6] N. Wagh Vijendra Pokharkar Assistant Professor and A. Bastade Priyanka Surwase, “PLC based Automated Hydroponic System,” IJSTE-International J. Sci. Technol. Eng. |, vol. 2, no. 10, pp. 995–999, 2016, [Online]. Available: www.ijste.orgspa
dc.relation.references[7] C. Ramos, L. Nobrega, K. Baras, and L. Gomes, “Experimental NFT hydroponics system with lower energy consumption,” Proc. 2019 5th Exp. Int. Conf. exp.at 2019, vol. 500, pp. 102–106, 2019, doi: 10.1109/EXPAT.2019.8876479spa
dc.relation.references[8] K. Selander, “Automated Greenhouse,” 2017spa
dc.relation.references[9] J. Ortner, “Automated Hydroponic system,” 2019.spa
dc.relation.references[10] Hidroponia.org, “Historia de la Hidroponia,” 2020. https://hidroponia.org.mx/index.php/historia-de-la-hidroponiaspa
dc.relation.references[11] Hidroponia.org, “¡Sabías que?...Hidroponia una fabrica de plantas,” 2020. https://hidroponia.org.mx/index.php/sabias-que-hidroponia-una-fabrica-de- 100 plantas.spa
dc.relation.references[12] J. C. Gilsanz, “HIDROPONIA,” 2007.spa
dc.relation.references[13] FAO, Legumbres, semillas nutritivas para un futuro sostenible. 2016.spa
dc.relation.references[14] ICBF, Tabla de Composición de Alimentos Colombianos (TCAC). Bogotá, 2015.spa
dc.relation.references[15] M. Á. Álamo, “Importancia del pH en la Agricultura,” 2016, pp. 5–7.spa
dc.relation.references[16] T. L. Brown, J. H. Eugene LeMay, B. E. Bursten, and J. R. Burdge, Química: La ciencia central. 2004spa
dc.relation.references[17] Omega, “Medición de nivel,” 2020. https://es.omega.com/section/medicion- de-nivel.html.spa
dc.relation.references[18] G. Sela, “Tensiómetros,” 2020. https://www.smart- fertilizer.com/es/articles/tensiometers-1spa
dc.relation.references[19] Irrometer, “Fundamentos de la humedad del suelo,” 2020. https://www.irrometer.com/basicssp.htmlspa
dc.relation.references[20] D. G. Martínez, “Diseño de Sensores de Humedad de Suelo Basados en Técncias de Feflectometría de la Frecuencia (FDR),” UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CARTAGENA, 2016spa
dc.relation.references[21] Siemens, “¿ Qué es un Siemens LOGO ! ?,” 2014spa
dc.relation.references[22] Omron et al., Aplicación práctica de la visión artificial en el control de procesos industriales. 2012.spa
dc.relation.references[23] Gchydro, “4 Types of hydroponics,” pp. 1–2, 2016.spa
dc.relation.references[24] ASPROMOR, Manual de cultivo de frijol caupi. 2012spa
dc.relation.references[25] F. Torres and M. Berrú, Frijol caupi Manual de Manejo para producir Semilla.spa
dc.relation.references[26] Instituto de Hidrología Meteorología y Estudios Ambientales-IDEAM, “Carácterísticas Climatológicas De Ciudades Principales Y Municipios Turísticos,” Inst. Hidrol. Meteorol. y Estud. Ambient., p. 48, 2012, [Online]. Available: http://www.ideam.gov.co/documents/21021/418894/Características+de+Ciud ades+Principales+y+Municipios+Turísticos.pdf/c3ca90c8-1072-434a-a235- 91baee8c73fc%0Ahttp://www.ideam.gov.co/documents/21021/21789/1Sitios +turisticos2.pdf/cd4106e9-d608-4c29-91cc-16bee91spa
dc.relation.references[27] PAVCO, “Manual Técnico Tubosistemas Presion PVC,” p. 22, 2020spa
dc.relation.references[28] F. White, Mecanica de fluidos 5ta e. 2004spa
dc.relation.references[29] V. A. Atiemo-Obeng and R. V. Calabrese, HANDBOOK OF INDUSTRIAL MIXING. 2004spa
dc.relation.references[30] J. M. Cimbala and Y. a. Cengel, “Mecánica de Fluidos: Fundamentos y Aplicaciones,” McGrawHill, 2006spa
dc.relation.references[31] V. Castillo, “Diseño y Calculo de un Agitador de Fluidos,” Fac. Inginieria Dep. inginieria mecánica, 2013, [Online]. Available: http://repobib.ubiobio.cl/jspui/bitstream/123456789/412/1/Castillo_Uribe_Vla dimir.pdf.spa
dc.relation.references[32] Indostra, “Agitadores industriales,” 2020spa
dc.relation.references[33] Y. Sifontes and V. E. Machado, “Alimentación y nutrición en situaciones de emergencia,” 2000. https://www.analesdenutricion.org.ve/ediciones/2000/1/art-10/spa
dc.contributor.cvlacBarragán Gómez, Johann [0001496379]spa
dc.contributor.googlescholarBarragán Gómez, Johann [z4-dQnEAAAAJ&hl=es&oi=ao]spa
dc.contributor.orcidBarragán Gómez, Johann [0000-0001-6114-6116]spa
dc.subject.lembMecatrónicaspa
dc.subject.lembDesarrollo de prototiposspa
dc.subject.lembAutomatizaciónspa
dc.subject.lembPrácticas de cultivospa
dc.subject.lembCultivo sin tierraspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.description.abstractenglishThis project demonstrates the process of designing and implementing the prototype of an automated hydroponic system to evaluate its viability as a way to increase the food security of a Wayúu community in La Guajira. For that purpose, experimental stages and a prototype implementation are carried out in an environment with similar characteristics to those observed in the target area of the project, which corresponds to the aforementioned department. This process is supported by artificial vision techniques that allow defining the characteristics of the hydroponic system considering the conditions of the region. The prototype is composed of different subsystems that are responsible for the processes of transformation and storage of energy, the adaptation of the characteristics of the water required by the crop, fluid circulation and verification of the needs of the plants. These subsystems provide the necessary autonomy to operate with minimal human intervention and the ability to generate the energy required to execute all its processes.spa
dc.subject.proposalAlmacenamiento de la energíaspa
dc.subject.proposalSistema hidropónicospa
dc.subject.proposalComunidad Wayúuspa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TP
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa


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