Diseño de Sistema Automatizado de Innovación en los Cultivos Hidropónicos Mediante Tecnologías 4.0
Los modelos de automatización, pertenecen a las tecnologías 4.0 y se han vuelto muy comunes, debido a la confiabilidad de su capacidad de predicción en sistemas de la industria, por tal razón el presente documento pretende evidenciar la generación de un invernadero vertical para cultivos hidropónico...
- Autores:
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Penagos-Figueredo, Johan Sebastian
Velasco-Olarte, Shaday Valentina
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Universidad de Santander
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Santander
- Idioma:
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- OAI Identifier:
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- Palabra clave:
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Design of an Automated Innovation System in Hydroponic Crops Using 4.0 Technologies |
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Los modelos de automatización, pertenecen a las tecnologías 4.0 y se han vuelto muy comunes, debido a la confiabilidad de su capacidad de predicción en sistemas de la industria, por tal razón el presente documento pretende evidenciar la generación de un invernadero vertical para cultivos hidropónicos con un sensor para la predicción de temperatura y humedad teniendo como variable principal el sistema de riego, ya que este hace que dichos parámetros cambien, razón cual inicialmente se establecieron las variables ambientales del invernadero (temperatura y humedad), con su respectiva construcción, para luego mediante fuentes de información secundaria generar un nuevo modelo de simulación que las contenga y finalmente comprobar el funcionamiento de estos. Como resultados se obtuvieron cuatro dos modelos de predicción, tomando como entrada el sistema de riego y como salida la temperatura y humedad, llegando a la conclusión que la capacidad de predicción de estos modelos fue exitosa y viable para aplicar en proyectos a gran escala, como el que se pensó inicialmente en la finca. |
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Martínez-Amariz, Alejandro Davidc5f953af-6347-4dc3-8a7c-62b26d8077bf-1Penagos-Figueredo, Johan Sebastian4311798e-0033-4839-bcc9-4b861465c5a6-1Velasco-Olarte, Shaday Valentina67d014e0-80a3-4c69-be4a-2280d0d8907d-1Hakspiel-Rodríguez, María Alejandra58d71b19-f27f-46c6-a09d-51d9f7c76d6d-1Galeano-Barrera, Claudia Jazmin073202ac-07a5-4b4e-8f19-960bb0519072-12023-12-12T16:00:19Z2023-12-12T16:00:19Z2023-12-11Los modelos de automatización, pertenecen a las tecnologías 4.0 y se han vuelto muy comunes, debido a la confiabilidad de su capacidad de predicción en sistemas de la industria, por tal razón el presente documento pretende evidenciar la generación de un invernadero vertical para cultivos hidropónicos con un sensor para la predicción de temperatura y humedad teniendo como variable principal el sistema de riego, ya que este hace que dichos parámetros cambien, razón cual inicialmente se establecieron las variables ambientales del invernadero (temperatura y humedad), con su respectiva construcción, para luego mediante fuentes de información secundaria generar un nuevo modelo de simulación que las contenga y finalmente comprobar el funcionamiento de estos. Como resultados se obtuvieron cuatro dos modelos de predicción, tomando como entrada el sistema de riego y como salida la temperatura y humedad, llegando a la conclusión que la capacidad de predicción de estos modelos fue exitosa y viable para aplicar en proyectos a gran escala, como el que se pensó inicialmente en la finca.Automation models belong to 4.0 technologies and have become very common, due to the reliability of their predictive capacity in industry systems, for this reason this document aims to demonstrate the generation of a vertical greenhouse for hydroponic crops with a sensor for the prediction of temperature and humidity, having the irrigation system as the main variable, since this causes these parameters to change, which is why the environmental variables of the greenhouse (temperature and humidity) were initially stablished, with their respective construction, and then Using secondary information sources, generate a new simulation model that contains them and finally check their operation. As results, four two prediction models were obtained, taking the irrigation system as input and the temperature and humidity as output, reaching the conclusion that the prediction capacity of these models was successful and viable to apply in large-scale rojects, such as the one that was initially thought in the farm.PregradoIngeniero(a) IndustrialIntroducción 18 Problema de Investigación 20 Pregunta de Investigación 21 Diagrama Ishikawa 22 Justificación 23 Objetivos. 26 Objetivo General 26 Objetivos Específicos 26 Marco Referencial 27 Antecedentes de la Investigación 27 Internacionales 27 Nacionales 30 Locales 31 Marco Teórico 32 Cultivos Hidropónicos e Invernaderos 34 Tecnologías 4.0 35 Energías Renovables: Sistema Fotovoltaico 36 Funcionamiento de los Sistemas Fotovoltaicos 39 Marco legal 41 Marco Contextual 43 Metodología 45 Tipo de Investigación 45 Diseño Metodológico 45 Población 46 Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos 47 Técnicas de Procesamiento y Análisis de los Datos 48 Discusión y Análisis de Resultados 49 Diseño de Estructura Vertical de Soporte 49 Condiciones Ambientales del Lugar de Estudio 49 Medidas de Construcción a Escala Laboratorio 53 Identificación de Materiales y Sensores 56 Caracteristicas de la Programación 58 Desarrollo del Control de la Automatización del Proceso 62 Programador 62 Simulación y Registro de Datos 66 Evaluación del Proceso Final de la Automatización y Productividad en el Cultivo Hidropónico 69 Análisis de la Recolección de Datos de Medición 69 Productividad del Cultivo Bajo Condiciones de Monitoreo 72 Eficiencia del Cultivo en sus Fases 73 Conclusiones 75 Recomendaciones 78 Referencias Bibliográficas 79 (Lista de Tablas) Tabla 1 Listado de Normas 41 Tabla 2 Fases Metodológicas 45 Tabla 3 Especies de Flora 48 Tabla 4 Variables de monitoreo 54 Tabla 5 Dispositivos de Programación Utilizados 56 Tabla 6 Productividad del Cultivo 72 Tabla 7 Eficiencia del Cultivo 73 (Lista de Figuras) Figura 1 Diagrama Ishikawa 22 Figura 2 Fuentes de Energía 38 Figura 3 Funcionamiento de un sistema Fotovoltaico 41 Figura 4 Ubicación del Predio de Estudio 44 Figura 5 Estructura de la Información del Proyecto 47 Figura 6 Ciénaga de Zapatosa 51 Figura 7 Estructuras Para las Bases Verticales de la Base del Invernadero 54 Figura 8 Ensamble de Piezas Para la Estructura 54 Figura 9 Estructura Vertical Terminada 55 Figura 10 Sensor DTH22 con conectado al Photon Particle. 58 Figura 11 Conexiones del PLC al circuito 61 Figura 12 Montaje Esquemático del Circuito de Monitoreo 63 Figura 13 Interfaz de Logo Soft 65 Figura 14 Comportamiento del Invernadero Frente a una Señal Aleatoria de la Señal del Sistema de Riego (MatLab). 67 Figura 15 Comportamiento del Invernadero Frente a una Señal Aleatoria de la Señal del Sistema de Riego (MatLab). 68 Figura 16 Sistema de riesgo vs temperatura en MatLab 70 Figura 17 Sistema de Ventilación y Humedad (Matlab) 71 Figura 18 Muestra del Sistema de Riego y Humedad (Matlab) 7284 papplication/pdfUniversidad de SantanderT 15.23 P261DRepositorio Digital Universidad de Santanderhttps://repositorio.udes.edu.cohttps://repositorio.udes.edu.co/handle/001/9846spaUniversidad de SantanderBucaramangaFacultad de Ingenierías y TecnologíasBucaramanga, ColombiaIngeniería IndustrialV.Masson-Delmotte, P. 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Al consultar y hacer uso de este recurso, está aceptando las condiciones de uso establecidas por los autores.info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/PLCHumedadHidropónicoMatLabRiegoTemperaturaHumidityHydroponicIrrigationTemperatureDiseño de Sistema Automatizado de Innovación en los Cultivos Hidropónicos Mediante Tecnologías 4.0Design of an Automated Innovation System in Hydroponic Crops Using 4.0 TechnologiesTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_71e4c1898caa6e32Textinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/submittedVersionPublicationLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-815543https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/889d7bf8-aecd-4492-a1fa-151c3341ec94/download73a5432e0b76442b22b026844140d683MD51ORIGINALDiseño_de_Sistema_Automatizado_de_Innovación_en_los_Cultivos_Hidropónicos_Mediante_Tecnologías_4.0.pdfDiseño_de_Sistema_Automatizado_de_Innovación_en_los_Cultivos_Hidropónicos_Mediante_Tecnologías_4.0.pdfapplication/pdf1969053https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/ead50284-966b-44e0-a56c-ca8a2a155464/downloadc04e8f7551c7aa8477065e141078caa3MD52ACTA DE SUSTENTACIÓN_Johan Sebastián Penagos y Shaday Valentina.pdfACTA DE SUSTENTACIÓN_Johan Sebastián Penagos y Shaday Valentina.pdfapplication/pdf46696https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/3fce75b1-4420-4373-b166-082796df065c/downloaddb7528db25aa804de33ac27b61a17cc7MD53plantilla-label.pdfplantilla-label.pdfapplication/pdf619007https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/f777f07b-d6b5-4301-bab0-8181c33cc302/download3041a0e215f33ca51bd0768923553cf7MD54TEXTDiseño_de_Sistema_Automatizado_de_Innovación_en_los_Cultivos_Hidropónicos_Mediante_Tecnologías_4.0.pdf.txtDiseño_de_Sistema_Automatizado_de_Innovación_en_los_Cultivos_Hidropónicos_Mediante_Tecnologías_4.0.pdf.txtExtracted texttext/plain102044https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/aa16d289-838e-4c8a-86ab-ccc02d4bb34d/downloadb5e69a89caadc0e6cfe235c0ebd35b7cMD55ACTA DE SUSTENTACIÓN_Johan Sebastián Penagos y Shaday Valentina.pdf.txtACTA DE SUSTENTACIÓN_Johan Sebastián Penagos y Shaday Valentina.pdf.txtExtracted texttext/plain2https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/6cdd514b-724d-4ee2-ad17-79419fb4aa65/downloade1c06d85ae7b8b032bef47e42e4c08f9MD57plantilla-label.pdf.txtplantilla-label.pdf.txtExtracted texttext/plain2https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/0726d9ce-25ea-469d-aff9-c9100f54e3be/downloade1c06d85ae7b8b032bef47e42e4c08f9MD59THUMBNAILDiseño_de_Sistema_Automatizado_de_Innovación_en_los_Cultivos_Hidropónicos_Mediante_Tecnologías_4.0.pdf.jpgDiseño_de_Sistema_Automatizado_de_Innovación_en_los_Cultivos_Hidropónicos_Mediante_Tecnologías_4.0.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg9157https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/d86ffe07-b3d6-4365-95bf-96a6a1ed6103/download365d85bcb9a3c0d7fe58e70a1420ed93MD56ACTA DE SUSTENTACIÓN_Johan Sebastián Penagos y Shaday Valentina.pdf.jpgACTA DE SUSTENTACIÓN_Johan Sebastián Penagos y Shaday Valentina.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg17284https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/86c430cb-9291-4d33-9b85-091dd6f936db/download821215c431e7e4ba711bc205d53cdc01MD58plantilla-label.pdf.jpgplantilla-label.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg11550https://repositorio.udes.edu.co/bitstreams/7dc5e0a5-15b2-4816-806e-3370b98b295a/download2f7ea2366b218c86af8315eff8d42e71MD510001/9846oai:repositorio.udes.edu.co:001/98462023-12-13 03:00:46.399https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Derechos Reservados - Universidad de Santander, 2023. 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