Sistema automatizado soportado en IoT para monitoreo de calidad de agua en sistemas acuap´onicos
Resumen
El programa nacional de ciencia, tecnología e innovación en ciencias agropecuarias, plantea la implementación de sistemas de innovación eficientes y sostenibles alternos a las prácticas tradicionales de piscicultura. En acuaponía no se ha logrado implementar sistemas automatizados de monitoreo de control de calidad de agua, debido a los altos costos y la desinformación que se crea alrededor de nuevas tecnologías, como lo es el internet de las cosas (IoT). Es así, que este trabajo tubo como propósito implementar un prototipo soportado en IoT y energizado por energía fotovoltaica para el monitoreo de oxígeno disuelto (OD), temperatura (T), pH, conductividad eléctrica (CE) y salinidad en la puesta en marcha de un sistema acuapónico a mediana escala en el municipio de Lengupa-Boyacá. La arquitectura del hardware se realizó usando una tarjeta de Arduino, placa electrónica basada en el microprocesador Atmega2560 y una fuente de energía fue apoyada por panel solar fotovoltaico. los resultados muestran que es posible implementar prototipos soportados en la IoT y alimentados por energía fotovoltaica para el monitoreo de OD, T, pH, CE y salinidad en sistemas acuapónicos. La toma y visualización de datos en tiempo real, podría contribuir en la toma oportuna de decisiones.
Palabras clave
IoT, automatización, acuaponía, calidad de agua
Citas
- FAO “El futuro de la alimentación y la agricultura Tendencias y desafíos”, 2017.
- J. Sung “The Fourth Industrial Revolution and Precision Agriculture” En Automation in
- Agriculture Securing Food Supplies for Future Generations, S. Hussmann,
- IntechOpen, 2018, pp. 4-15.
- V. Jahnavi & S. Ahamed “Smart Wireless Sensor Network for Automated
- Greenhouse”, IETE Journal of Research, vol. 61, pp. 180-185, Jun, 2015, DOI:
- 1080/03772063.2014.999834.
- N. Yahya “Agricultural 4,0: Its implementation toward future sustainability”, en Green
- Urea, N. Yahaya , Green Energy Technol, 2018, pp. 125-145.
- J. Ighalo, A. Adeniyi, G. Marques “Internet of Things for Water Quality Monitoring and
- Assessment: A Comprehensive Review, In: Artificial Intelligence for Sustainable
- Development: Theory, Practice and Future Applications, Studies in Computational
- Intelligence, A. Hassanien, R. Bhatnagar, A. Darwish, Switzerland, Springer, 2021, pp.
- -260.
- W. Sambo, B. Yenke, A. Förster, P. Dayang “Optimized Clustering Algorithms for
- Large Wireless Sensor Networks: A Review” Sensors, vol. 19, pp. 19:322, Nov, 2019,
- DOI: 10.3390/s19020322.
- E. Quiroga, S. Jaramillo, W. Campo, G. Chanchí “Propuesta de una Arquitectura para
- Agricultura de Precisión Soportada en IoT” RISTI, vol, 24, pp. 39-56, 2017.
- C. Sobin “A Survey on Architecture, Protocols and Challenges in IoT”, Wireless Pers
- Commun, vol, 112, pp. 1383–1429, Jun, 2020, DOI: 10,1007/s11277-020-07108-5.
- B. Yep, & y. Zheng “Aquaponic trends and challenges – A review”, J. Clean. Prod, vol,
- , pp. 1586-1599, Ago, 2019, DOI: 10,1016/j,jclepro,2019,04,290
- Haryanto, M. Ulum, A. Ibadillah, R. Alfita, K. Aji, R. Rizkyandi “Smart aquaponic
- system based Internet of Things (IoT), J. Phys.: Conf. Ser, vol. 1211, pp. 012047,
- Nov, 2019, DOI: 10,1088/1742-6596/1211/1/012047
- H. Yavuzcan, L. Robaina, J. Pirhonen, E. Mente, D. Domínguez, G. Parisi “Fish
- Welfare in Aquaponic Systems: Its Relation to Water Quality with an Emphasis on
- Feed and Faeces—A Review”, Water, vol, 9, pp. 1-17, Dic, 2016,
- DOI:10,3390/w9010013
- J. Colt, J. Tomasso “Hatchery water supply and treatment” In Fish Hatchery
- Management, G. Wedemeyer, American Fisheries Society: Bethesda, USA, 2002, pp.
- -55.
- D. Ramirez, D.Sabogal P. Jimenez, H. Giraldo “La acuaponía: una alternativa
- orientada al desarrollo sostenible”, Revista Facultad de Ciencias Básicas, vol. 4, pp. 32-51, 2017. DOI: doi.org/10.18359/rfcb.2230
- H. Palm, M. Nievel, U. Knaus “Significant factors affecting the economic sustainability
- of closed aquaponic systems, Part III: plant units”, AACL Bioflux, vol. 8, pp. 1760-
- , Feb, 2015,
- O. Ortiz, P. Rituay, N. Murga, M. De Oliveira, A. Bruno “Monitoreo remoto
- automatizado de calidad del agua en sistemas acuapónicos en São Paulo, Brasil”,
- RISTI, vol, 31, pp. 223-235, Jul, 2020.
- Arduino Company “Arduino Mega 2560 Rev3” , [Online]. (2023, Jun 10) Disponible en
- https://store.arduino.cc/products/arduino- mega-2560-rev3.
- Dfrobot “DFRobot WIKI”, [Online]. (2023, jun 23 ) Disponible en https://wiki.dfrobot.com/
- Brightsolarpower “solar_panels”, [Online]. (2023, Jun 29) Disponible en
- https://brightsolarpower.co.za/product-category/solar-power-kit/.
- Electronica I+D, “Sensores” [Online]. (2023, May 22 ) Disponible en
- https://didacticaselectronicas.com/
- Electronicshub, “ESP32 vs ESP8266 – Which One To Choose” [Online]. (2023, Feb 17 )
- Available: https://www.electronicshub.org/esp32-vs-esp8266/
- Rikasensor, “sensor manufacturer & solution” [Online]. (2023, Jun 29 ) Available:
- https://www.rikasensor.com/
- N. Pandit & M. Nakamura “Effect of High Temperature on Survival, Growth and Feed
- Conversion Ratio of Nile Tilapia, Oreochromis niloticus”, Our Nature, vol, 8: pp. 219-224,
- Ago, 2010. DOI: 09.10.2010. http://dx.doi.org.
- J. Ndau and P. Vilhelm “Capacity for thermal adaptation in Nile tilapia (Oreochromis
- niloticus): Effects on oxygen uptake and ventilation”, J. Therm. Biol, vol, 105, pp. 103206
- Abr, 2022. DOI: 10.1016/j.jtherbio.2022.103206.
- D. DeWaIle, B. Swistock, W. Sharpe “Episodic flow-duration analysis: a method of
- assessing toxic exposure of brook trout Salvelinus fon tinalis) to episodic increases in
- aluminum” Can. J. Fish. Aquat. Sci, vol, 52, pp. 816-827, Dic, 1994.
- Y. Mallya “The Effects Of Dissolved Oxygen on Fish Growth in Aquaculture” Final Project
- Kingolwira National Fish Farming Centre, Fisheries Division Ministry of Natural Resources
- and Tourism, Tanzania, 2007.
- M. Alselek, J. Alcaraz-Calero, J. Segura-Garcia, Q. Wang “Water IoT Monitoring System for
- Aquaponics Health and Fishery Applications” Sensors, vol, 22, pp. 1-20, Oct, 2022. DOI:
- 3390/s22197679
- M. Kumar, R. Kumari, M. Rashmitha R. Sinha, B. Sujatha, K. Suma “Smart Water
- Monitoring System for Real-time water quality and usage monitoring”, ICIRCA, pp. 617-
- , Juli, 2018. DOI: 10.1109/ICIRCA.2018.8597179.
- D. Wangl, J. Zhao, L. Huang, D. Xu “Design of A Smart Monitoring and Control System for
- Aquaponics Based on OpenWrt” ICIMM, pp. 937-942, Jul, 2015. DOI: 10.2991/icimm-
- 2015.171.