Diseño de un sistema mecatrónico de riego para cultivos de caña de azúcar en el departamento de Risaralda

: figuras tablas

Autores:
Aguirre Arenas, Juan Carlos
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad Tecnológica de Pereira
Repositorio:
Repositorio Institucional UTP
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.utp.edu.co:11059/15640
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/11059/15640
https://repositorio.utp.edu.co/home
Palabra clave:
370 - Educación
Mecatrónica
Agricultura de regadío
Caña de azúcar - Cultivo
Sistema de riego
ESP32
Sensores de humedad
Automatización
Diseño mecatrónico
Agricultura inteligente
Rights
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spelling Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorizaciónhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessPeñuela, Henry WilliamAguirre Arenas, Juan Carlos2025-03-05T20:58:40Z2025-03-05T20:58:40Z2024Aguirre Arenas, Juan Carlos (2024). Diseño de un sistema mecatrónico de riego para cultivos de caña de azúcar en el departamento de Risaralda [trabajo de grado. Universidad Tecnológica de Pereira.]. Repositorio.https://hdl.handle.net/11059/15640Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/home: figuras tablasSe presenta el diseño y desarrollo de un sistema de riego mecatrónico orientado a optimizar el uso del agua en áreas de cultivos de caña de azúcar en la región de Risaralda bajo la cuenca del valle del río Cauca. Este proyecto responde a la necesidad de implementar prácticas sostenibles que permitan enfrentar los retos asociados a la escasez hídrica y el cambio climático, considerando las limitaciones tecnológicas y económicas propias de la región. El sistema propuesto abarca una superficie de 100 m2 y se compone por seis líneas de goteo, cada una equipada con sensores de humedad de suelo, un sensor DHT22 para medir temperatura y humedad ambiental, y un controlador ESP32 para gestionar el funcionamiento del sistema. La activación de la bomba de agua se realiza mediante un relé, permitiendo el suministro del recurso hídrico en función de las condiciones del suelo y el ambiente. Se diseñó un esquema de conexiones eléctricas que incluye elementos de protección y control, asegurando la fiabilidad y seguridad del sistema.INTRODUCCIÓN..................................................................................................................i CAPÍTULO 1 Protocolo de investigación................................................................. 3 Línea de investigación de programa de Ingeniería Mecatrónica.................................. 3 Planteamiento del problema ........................................................................................ 4 Justificación............................................................................................................... 4 Profundidad del estudio ........................................................................................... 6 Pregunta de investigación........................................................................................ 7 Hipótesis..................................................................................................................... 7 Objetivo general ........................................................................................................ 8 Objetivos específicos................................................................................................ 8 Alcances y limitaciones ............................................................................................ 8 CAPÍTULO 2 Fundamento teórico............................................................................ 10 Estado del arte......................................................................................................... 10 Marco teórico........................................................................................................... 12 Marco conceptual.................................................................................................... 14 Operacionalización ................................................................................................. 16 CAPÍTULO 3 Marco metodológico............................................................................ 17 Matriz de congruencia ............................................................................................ 17 Método racional de análisis.................................................................................... 18 Profundidad ............................................................................................................. 18 Diseño metodológico .............................................................................................. 19 Enfoque de recolección de datos.......................................................................... 20 Procedimientos de instrumentación ..................................................................... 20 Determinación de la muestra................................................................................. 22 RESULTADOS ................................................................................................................ 24 1. Materiales .............................................................................................................. 24 2. Diagramas de conexiones...................................................................................... 30 3. Simulaciones.......................................................................................................... 33 4. Desarrollo de la programación ............................................................................... 35 CONCLUSIONES ............................................................................................................ 39 RECOMENDACIONES..................................................................................................... 41 REFERENCIAS ............................................................................................................... 42 ANEXOS......................................................................................................................... 45 Anexo 1: Código para calibración de los sensores .................................................... 45 Anexo 2: Código sistema de riego mecatrónico......................................................... 46PregradoTecnólogo(a) en Mecatrónica61 páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraTecnología en MecatrónicaFacultad de TecnologíasPereira370 - EducaciónMecatrónicaAgricultura de regadíoCaña de azúcar - CultivoSistema de riegoESP32Sensores de humedadAutomatizaciónDiseño mecatrónicoAgricultura inteligenteDiseño de un sistema mecatrónico de riego para cultivos de caña de azúcar en el departamento de RisaraldaTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisRisaralda, ColombiaAgroingenia Canarias. (23 de Febrero de 2023). ¿Qué es el riego inteligente? Obtenido de https://agroingeniacanarias.com/Ahmadi, A., Daccache, A., Snyder, R. L., & Suvočarev, K. (2022). Meteorological driving forces of reference evapotranspiration and their trends in California. Science of The Total Environment, 849, 14. doi:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157823.Alagarsamy, M., Devakadacham, S. R., Subramani, H., Viswanathan, S., Johnmathew, J., & Suriyan, K. (2023). Automation irrigation system using arduino for smart crop field productivity. Int J Reconfigurable & Embedded Syst ISSN, 12, 70-77. doi:10.11591/ijres.v12.i1.pp70-77Alfonso, I. M. (1981). Técnicas de investigación bibliográfica. Carácas: Contexto editores.Bensliman, D. (2015). Karl Popper’s Basics of Social Sciences Methodology. ممممممم, 5, 320-309. Obtenido de https://www.asjp.cerist.dz/en/article/111039Bolton, W. (2013). Mecatrónica sistemas de control electrónico en la ingeniería mecánica y eléctrica (Quinta ed.). México, D.F.: Alfaomega.Carrer, M. J., Filho, H. M., Vinholis, M. B., & Mozambani, C. I. (2022, Abril). Precision agriculture adoption and technical efficiency: An analysis of sugarcane farms in Brazil. Science Direct, 10. doi:https://doi.org/10.1016/j.techfore.2022.121510CENGICAÑA. (2012). El Cultivo de la Caña de Azúcar en Guatemala. (M. Melgar, A. Meneses, H. Orozco , O. Pérez , & R. Espinosa, Edits.) Guatemala: Artemis Edinter, S.A.Comunicaciones Tecnicaña. (2024). ¿Dónde se cultiva la caña de azúcar en Colombia? Hechos concretos del sector. Tecnicaña.Gunawan, T. S., Kamarudin, N. N., Kartiwi, M., & Effendi, M. R. (2022). Automatic Watering System for Smart Agriculture using ESP32 Platform. IEEE Xplore, 5.INNOVA Agricultura Familiar ; Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA) ; Fondo Internacional de Desarrollo Agrícola (FIDA) ; Fondo de Estabilización de Precios del Petróleo (FEPP). (2020). Sistemas de riego por goteo, microaspersión y aspersión: Módulo 1. Loja.Instituo Interamericano de Cooperación para la Agricultura. (2017). El agua para la agricultura de las Américas. México.Kerry, R., & Escolà, A. (Edits.). (2021). Sensing Approaches for Precision Agriculture. Suiza. doi:https://doi.org/10.1007/978-3-030-78431-7Martínez Corona, J. I., Palacios Almón, G., & Oliva-Garza, D. (21 de 03 de 2023). Guía para la Revisión y el Análisis Documental: Propuesta desde el Enfoque Investigativo. 67-83. doi:10.35197/rx.19.01.2023.03.jmMarwedel, P. (2003). Embedded System Design. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers.Ministerio de Agricultura y Ganadería. (1991). Aspectos Técnicos sobre Cuarenta y Cinco Cultivos Agrícolas de Costa Rica. San José, Costa Rica.Osterwalder, A. (2004). Ontología de modelos de negocio. Tesis doctoral, Lausanne.Oukaira, A., Benelhaouare, A. Z., Kengne, E., & Lakhssassi, A. (2021, Septiembre 19). 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Sustainable irrigation based on co-regulation of soil water supply and atmospheric evaporative demand. Nature Communications, 10. doi:10.1038/s41467-021-25254-7Comunidad académica y científica, Estudiantes, Docentes, InvestigadoresPublicationORIGINALTrabajo de grado.pdfTrabajo de grado.pdfapplication/pdf2211936https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/459036a2-d8ef-4fd1-8b34-bde44005beef/download6664f612a84a9643be1dc91f61472205MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-815543https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/f3587871-ec0c-42c0-8e8e-dfe2e8269a80/download73a5432e0b76442b22b026844140d683MD52TEXTTrabajo de grado.pdf.txtTrabajo de grado.pdf.txtExtracted texttext/plain86626https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/be3a554e-094e-4597-beb4-10984a1e8507/download38ef58aee834864d17bce5617b534ff1MD53THUMBNAILTrabajo de grado.pdf.jpgTrabajo de grado.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg7478https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/58e9e4b3-6a64-446a-b3d7-d12cdf236485/download64862758ddd2ad98a10cf39115a2bbadMD5411059/15640oai:repositorio.utp.edu.co:11059/156402025-03-06 05:01:28.529https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorizaciónopen.accesshttps://repositorio.utp.edu.coRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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