Desarrollo e implementación de un sistema de control de temperatura para la cría de lechones y un prototipo a escala para la limpieza y recolección de desechos sólidos de cerdas gestantes en la finca La Esperanza

El presente trabajo está compuesto de dos soluciones para el sector porcino, cada una desarrollada para una etapa de producción y actividad diferente. De la siguiente manera, la primera es el diseño y construcción de un prototipo a escala para la limpieza y recolección de desechos sólidos, que permi...

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Autores:
Vega Téllez, Darin Yurley
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
Repositorio:
Repositorio UNAB
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/21984
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/20.500.12749/21984
Palabra clave:
Pigs
Piglets
Hypothermia
Slurry
Industry 4.0
Heating systems
Thermal stress
Swine farming
Mechatronic
Prototype development
Temperature control
Automatic control
Control theory
Solid waste
Mecatrónica
Desarrollo de prototipos
Control de la temperatura
Control automático
Teoría del control
Residuos sólidos
Estrés térmico
Hipotermia
Cerdos
Lechones
Purín
Sistemas de calefacción
Entorno virtual
Porcicultura
Industria 4.0
Rights
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description El presente trabajo está compuesto de dos soluciones para el sector porcino, cada una desarrollada para una etapa de producción y actividad diferente. De la siguiente manera, la primera es el diseño y construcción de un prototipo a escala para la limpieza y recolección de desechos sólidos, que permite separar los efluentes y los desechos para ser aprovechado de mejor manera por el granjero en cultivos, también de manera indirecta contribuye a la disminución en la emisión de gases de efecto invernadero en la atmósfera y de compuestos líquidos en las fuentes de agua. Se construye un prototipo a escala físico y en complemento se crea un entorno virtual para simular el funcionamiento del mismo. La segunda parte es la construcción de un control de temperatura y humedad para que los lechones en sus primeras horas de vida no se debiliten y mueran por hipotermia o aplastamiento por parte de madre. En esta etapa se debe procurar el bienestar del neonato y la supervivencia de toda la camada.
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spelling Chío Cho, Nayibe897615e1-8909-4919-a7d9-9acda9a2a97bVega Téllez, Darin Yurleyf7211e87-8709-4df8-afce-990e4ae034ccChío Cho, Nayibe [0000375918]Chío Cho, Nayibe [es&oi=ao]Chío Cho, Nayibe [0000-0002-9459-4350]Chío Cho, Nayibe [Nayibe_Chio]Chío Cho, Nayibe [nayibe-chío-cho]Chío Cho, Nayibe [nayibe-chio-cho-41a17724]Barrancabermeja (Santander, Colombia)UNAB Campus Bucaramanga2023-09-21T18:56:45Z2023-09-21T18:56:45Z2023-09http://hdl.handle.net/20.500.12749/21984instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABreponame:Repositorio Institucional UNABrepourl:https://repository.unab.edu.coEl presente trabajo está compuesto de dos soluciones para el sector porcino, cada una desarrollada para una etapa de producción y actividad diferente. De la siguiente manera, la primera es el diseño y construcción de un prototipo a escala para la limpieza y recolección de desechos sólidos, que permite separar los efluentes y los desechos para ser aprovechado de mejor manera por el granjero en cultivos, también de manera indirecta contribuye a la disminución en la emisión de gases de efecto invernadero en la atmósfera y de compuestos líquidos en las fuentes de agua. Se construye un prototipo a escala físico y en complemento se crea un entorno virtual para simular el funcionamiento del mismo. La segunda parte es la construcción de un control de temperatura y humedad para que los lechones en sus primeras horas de vida no se debiliten y mueran por hipotermia o aplastamiento por parte de madre. En esta etapa se debe procurar el bienestar del neonato y la supervivencia de toda la camada.INTRODUCCIÓN 18 1. OBJETIVOS 19 1.1. OBJETIVO GENERAL 19 1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 19 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN 20 3. ESTADO DEL ARTE 21 4. MARCO TEÓRICO 24 4.1. GENERALIDADES 24 4.2. CARACTERIZACIÓN DE LOS CERDOS SEGÚN SU EDAD Y SU PRODUCTIVIDAD 27 4.2.1. Reproductores o verraco. 27 4.2.2. Hembras de reemplazo o reposición. 27 4.2.3. Hembras de gestación. 27 4.2.4. Hembras lactantes. 28 4.2.5. Lechones lactantes. 28 4.2.6. Lechones precebos. 28 4.2.7. Cerdo de levante. 29 4.2.8. Cerdo de engorde o ceba. 29 4.3. El CERDO Y LAS VARIABLES CLIMÁTICAS QUE AFECTAN SU CRECIMIENTO 29 4.4. PÉRDIDAS DE CALOR DEL CERDO POR SU ENTORNO 30 4.4.1. Convección. 30 4.4.2. Radiación. 30 4.4.3. Conducción. 31 4.4.4. Evaporación. 31 4.5. INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN LOS LECHONES 32 4.6. SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN EN GRAJAS PORCINAS PARA LECHONES 35 4.6.1. Climatización por aerotermos. 35 4.6.2. Climatización mediante tubos radiantes. 35 4.6.3. Climatización por Lámpara infrarroja. 36 4.6.4. Calefacción mediante suelo radiante por placas o de agua caliente. 36 4.7. NECESIDADES ALIMENTICIAS DEL CERDO 37 4.7.1. Las Excretas. 38 4.8. PRODUCCIÓN PORCICOLA Y SUS EFECTOS SOBRE EL MEDIO AMBIENTE 39 4.8.1. Efectos sobre el agua. 40 4.8.2. Efectos sobre el suelo. 42 4.8.3. Efectos sobre el aire. 44 4.9. MARCO JURÍDICO 49 4.10. INDUSTRIA 4.0 52 4.10.1. Software para realizar simulaciones. 58 4.11. CONTROLADOR DE TEMPERATURA ON / OFF 59 5. CÁLCULOS 61 5.1. CÁLCULOS POR FATIGA DEL PROTOTIPO 61 5.1.1. Diseño mecánico 61 5.1.2. Análisis por fatiga 62 5.2. MODELO DE LA TEMPERATURA INTERNA DEL AIRE 64 6. DISEÑOS 66 6.1. DISEÑO ELÉCTRICO DEL PROTOTIPO DE LIMPIEZA Y RECOLECCIÓN DE DESECHOS SÓLIDOS 66 6.1.1. Diseño eléctrico para el Control de Eje X, Eje Y y Eje Z. 66 6.1.2. Motor de rotación del cepillo del EjeZ y el Servomotor para la compuerta recolectora. 68 6.1.3. Sensores capacitivos y Finales de carrera. 70 6.1.4. Botonera de mando. 70 6.2. DISEÑO ELÉCTRICO DEL CONTROL DE TEMPERATURA Y HUMEDAD 71 6.2.1. Diseño eléctrico para la Bombilla. 71 6.2.2. Diseño eléctrico para el Extractor y Ventilador. 73 6.2.3. Diseño eléctrico para el Humidificador y Deshumidificador. 73 6.2.4. Diseño eléctrico para la Bomba de agua y el Ventilador del Tanque en el humidificador. 75 6.2.5. Diseño eléctrico para la Botonera de mando. 76 6.2.6. Diseño eléctrico para los sensores de temperatura y humedad. 76 7. ANÁLISIS QFD 77 8. DISEÑO METODOLÓGICO 78 9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES 80 10. RESULTADOS ESPERADOS 82 10.1. CAD DEL PROTOTIPO DE LIMPIEZA 82 10.2. VIRTUAL NX SIEMENS 84 10.2.1. Exportación de SolidWorks a NX Siemens. 84 10.2.2. Configuración de propiedades en NX Siemens. 85 10.2.3. Definición del proyecto para crear simulación en NX Siemens. 86 10.2.4. Configuración de OPC KEPServerEX 6. 93 10.2.5. Reconocimiento de variables en NX Siemens, definidas en OPC Server. 99 10.2.6. Comunicación entre KEPServer 6 y NX Siemens. 101 10.3. CONSTRUCCIÓN 104 10.3.1. Prototipo semi-automático de recolección de desechos sólidos. 104 10.3.2. Climatizador para lechones. 108 10.4. GUÍA GEMMA EN EL FUNCIONAMIENTO DEL PROTOTIPO 110 10.4.1. Grupo F: Procedimientos de funcionamiento. 111 10.4.2. Grupo A: Procedimientos de parada y puesta en marcha. 112 10.4.3. Grupo D: procedimientos de fallos de la parte operativa. 112 10.5. FUNCIONAMIENTO DEL PROTOTIPO SEMI-AUTOMÁTICO DE RECOLECCIÓN DE DESECHOS SÓLIDOS. 115 10.5.1. HMI. 115 10.5.2. Pasos para el funcionamiento del prototipo. 118 10.6. FUNCIONAMIENTO DEL PROTOTIPO TEMPERATURA Y HUMEDAD PARA LECHONES. 122 10.6.1. HMI. 122 10.6.2. Pasos para el funcionamiento del prototipo. 123 11. LISTA DE MATERIALES 125 12. TRABAJOS FUTUROS 128 13. CONCLUSIONES 129 BIBLIOGRAFÍA 130PregradoThis work is made up of two solutions for the pork sector, each one developed for a different stage of production and activity. Next, the first is the design and construction of a scale prototype for the cleaning and collection of solid waste, which allows the effluents and waste to be separated to be better used by the farmer in the crops, also indirectly. It contributes to the reduction of the emission of greenhouse gases into the atmosphere and liquid compounds in water sources. A prototype is built on a physical scale and, in addition, a virtual environment is created to simulate its operation. The second part is the construction of temperature and humidity controls so that the piglets in their first hours of life do not weaken and die from hypothermia or crushing by the mother. At this stage, the well-being of the newborn and the survival of the entire litter must be ensured.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Desarrollo e implementación de un sistema de control de temperatura para la cría de lechones y un prototipo a escala para la limpieza y recolección de desechos sólidos de cerdas gestantes en la finca La EsperanzaDevelopment and implementation of a temperature control system for raising piglets and a scale prototype for cleaning and collecting solid waste from pregnant sows on the La Esperanza farmIngeniero MecatrónicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_e19f295774971610PigsPigletsHypothermiaSlurryIndustry 4.0Heating systemsThermal stressSwine farmingMechatronicPrototype developmentTemperature controlAutomatic controlControl theorySolid wasteMecatrónicaDesarrollo de prototiposControl de la temperaturaControl automáticoTeoría del controlResiduos sólidosEstrés térmicoHipotermiaCerdosLechonesPurínSistemas de calefacciónEntorno virtualPorciculturaIndustria 4.0[1] ASOCIACIÓN PORKCOLOMBIA. 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