Diseño y construcción de un infiltrómetro automático para el programa de Ingeniería Agronómica de la Universidad de Córdoba
Éste proyecto se basó en el diseño y construcción de un infiltrómetro automatizado con el fin de obtener las mediciones necesarias para poder caracterizar variables hidráulicas del suelo, como la conductividad hidráulica saturada de campo (Kfs), labor que demanda bastante tiempo ya que los registros...
- Autores:
-
Paternina Miranda, Fabio Andres
Rodríguez Combatt, Paolo Ancizar
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad de Córdoba
- Repositorio:
- Repositorio Institucional Unicórdoba
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unicordoba.edu.co:ucordoba/2591
- Acceso en línea:
- https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/2591
- Palabra clave:
- Infiltrómetro automatizado
Conductividad hidráulica
Ultrasonido
Electro-válvula
Infiltración y cultivo
Automated infiltrometer
Hydraulic conductivity
Ultrasound
Electrovalve
Irrigation
Infiltration and cultivation plan
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- openAccess
- License
- Copyright Universidad de Córdoba, 2020
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Éste proyecto se basó en el diseño y construcción de un infiltrómetro automatizado con el fin de obtener las mediciones necesarias para poder caracterizar variables hidráulicas del suelo, como la conductividad hidráulica saturada de campo (Kfs), labor que demanda bastante tiempo ya que los registros se toman en intervalos de periodo establecidos, que van de 1 a 5 minutos, por periodos de 1 a 5 horas, dependiendo del tipo de suelo a evaluar. El equipo constó de un infiltrómetro automatizado de anillo doble que mediante un sistema de medición por ultrasonido, registró la variación en la columna de agua del anillo interior, cuando éste nivel llega a un punto determinado del suelo (100 mm aproximadamente), el sistema de rellenado del anillo se activa de forma automática, a partir de una electro-válvula que se implementó dentro del diseño del dispositivo para garantizar que la prueba siguiera su curso sin necesidad de alteraciones exteriores por parte de un operario, esto hizo posible la obtención de datos, con una supervisión mínima por parte del operario. La información recolectada, permite el mejoramiento en los modelos de conductividad hidráulica, la caracterización de suelos en la región y la elaboración de planes de riego y cultivo. Además, aportó al programa de Ingeniería Agronómica un equipo tecnológico que ayuda en el proceso de infiltración, cumpliendo así el objetivo de la investigación, debido a que facilitó el desarrollo de ésta actividad. |
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El equipo constó de un infiltrómetro automatizado de anillo doble que mediante un sistema de medición por ultrasonido, registró la variación en la columna de agua del anillo interior, cuando éste nivel llega a un punto determinado del suelo (100 mm aproximadamente), el sistema de rellenado del anillo se activa de forma automática, a partir de una electro-válvula que se implementó dentro del diseño del dispositivo para garantizar que la prueba siguiera su curso sin necesidad de alteraciones exteriores por parte de un operario, esto hizo posible la obtención de datos, con una supervisión mínima por parte del operario. La información recolectada, permite el mejoramiento en los modelos de conductividad hidráulica, la caracterización de suelos en la región y la elaboración de planes de riego y cultivo. Además, aportó al programa de Ingeniería Agronómica un equipo tecnológico que ayuda en el proceso de infiltración, cumpliendo así el objetivo de la investigación, debido a que facilitó el desarrollo de ésta actividad.In the present project an automated infiltrometer was designed and built in order to obtain the necessary measurements to be able to characterize soil hydraulic variables, this is a work that demands a lot of time since that the records are taken at established time intervals ranging from 1 to 5 minutes, for periods of 1 to 5 hours, depending on the type of soil to be evaluated. The equipment consists of an automated double ring infiltrometer which, by means of an ultrasound measurement system, records the variation in the water column of the inner ring, when this level reaches a certain point on the ground (approximately 100 mm) the system is activated. Filling of the rings which, using an electrovalve, will allow the passage of water to return to the required level and the test can continue its course without the need for external alterations by the operator, this makes it possible to obtain data, with minimal supervision by the operator. The information collected allows the improvement of hydraulic conductivity models, the characterization of soils in the region and the elaboration of irrigation and cultivation plans. In addition, it contributed to the Agronomic Engineering program a technological team that helps in the infiltration process, thus fulfilling the objective of the investigation, because it facilitated the development of this activity.Resumen .................................................................................................................... VIIAbstract ..................................................................................................................... 141. Introducción ........................................................................................................ 152. Objetivos .............................................................................................................. 182.1. Objetivo general .............................................................................................. 182.2. Objetivos específicos ....................................................................................... 183. Marco referencial ............................................................................................... 193.1. Estado del arte ................................................................................................ 193.2. Marco teórico .................................................................................................. 333.2.1. Infiltración .................................................................................................... 333.2.2. Capacidad de infiltración ........................................................................... 353.2.3. Ensayo de infiltración ................................................................................. 363.2.4. Factores que afectan el proceso de infiltración ...................................... 363.2.5. Infiltrómetro ................................................................................................. 383.2.6. Infiltrómetro de doble anillo ..................................................................... 383.2.7. Obtención de datos en el proceso de infiltración ................................. 433.2.8. Infiltración y flujo de agua subterránea .................................................. 443.2.9. Conductividad hidráulica ........................................................................... 453.2.10. La ley de Darcy y el movimiento del agua en el suelo ........................ 463.2.11. Prueba chi-cuadrado ................................................................................ 483.2.12. Arduino Uno ............................................................................................... 493.2.13. Electroválvula ............................................................................................. 503.2.14. Módulo microSD ...................................................................................... 523.2.15. Relevador o Relé ........................................................................................ 533.2.16. Ultrasonido ................................................................................................ 543.3. Marco Conceptual ........................................................................................... 563.3.1. Conductividad ............................................................................................... 563.3.2. Hidráulica ..................................................................................................... 563.3.3. Sistematización ........................................................................................... 563.3.4. Suelo ............................................................................................................. 574. Materiales Y Métodos ........................................................................................ 584.1. Fase de documentación .................................................................................. 584.2. Determinar parámetros de diseño ................................................................ 604.3. Diseño del infiltrómetro y sistema automatizado ........................................ 654.4. Construcción y Ensamble .................................................................................. 674.5. Realización de ensayos de campo ................................................................... 694.6. Validación ........................................................................................................... 725. Resultados y conclusión ..................................................................................... 735.1. Determinar parámetros de diseño ................................................................ 735.2. Diseño del infiltrómetro y sistema automatizado ........................................ 755.2.1. Selección componentes electrónicos ....................................................... 775.2.2. Consumo energético ................................................................................... 785.2.3. Código ........................................................................................................... 795.2.4. Diseño de la regadera ................................................................................ 795.3. Construcción y Ensamble ............................................................................... 825.4. Realización de ensayos de campo ................................................................ 855.5. Validación ......................................................................................................... 876. Conclusiones ....................................................................................................... 917. Recomendaciones ............................................................................................. 92Referentes bibliográficos ........................................................................................ 93Webgrafía ................................................................................................................. 100ANnexos .................................................................................................................... 102PregradoIngeniero(a) Mecánico(a)Trabajo de Investigación/Extensiónapplication/pdfspaUniversidad de CórdobaFacultad de IngenieríaIngeniería MecánicaCopyright Universidad de Córdoba, 2020https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Diseño y construcción de un infiltrómetro automático para el programa de Ingeniería Agronómica de la Universidad de CórdobaTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/publishedVersionTexthttps://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Abdelbaki, A. 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SciencedirectInfiltrómetro automatizadoConductividad hidráulicaUltrasonidoElectro-válvulaInfiltración y cultivoAutomated infiltrometerHydraulic conductivityUltrasoundElectrovalveIrrigationInfiltration and cultivation planPublicationORIGINALDISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN INFILTRÓMETRO AUTOMÁTICO PARA EL PROGRAMA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA DE LA UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA.pdfDISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN INFILTRÓMETRO AUTOMÁTICO PARA EL PROGRAMA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA DE LA UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA.pdfapplication/pdf2928720https://repositorio.unicordoba.edu.co/bitstreams/947616d3-74be-4388-aff0-b14f3fc132fa/download087f86391e349f042681799165090b38MD51Autorizaciòn de publicaciòn.pdfAutorizaciòn de publicaciòn.pdfapplication/pdf1698195https://repositorio.unicordoba.edu.co/bitstreams/5c889b43-2669-42d6-960d-420b28cc1eed/download6afd3c83b8687cba3d49df5d5ed2f41cMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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PROGRAMA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA DE LA UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5434https://repositorio.unicordoba.edu.co/bitstreams/3c7cb48e-e814-44a7-8d83-0f155753c239/downloade33ec46c61179cef099ed0fd22b207beMD55Autorizaciòn de publicaciòn.pdf.jpgAutorizaciòn de publicaciòn.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg10943https://repositorio.unicordoba.edu.co/bitstreams/06b7f4ac-b4de-484a-8d3a-c0b75be9d05d/downloadf8603bca3ac5b877c3cf05deae47554bMD57ucordoba/2591oai:repositorio.unicordoba.edu.co:ucordoba/25912024-05-24 09:28:42.675https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/Copyright Universidad de Córdoba, 2020open.accesshttps://repositorio.unicordoba.edu.coRepositorio Universidad de 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