65
13 CAPITULO II MARCO TEÓRICO Se define como el conjunto de suposiciones teóricas interrelacionadas, que fundamentan y realizan aspectos significativos del problema de estudio, y lo posicionan dentro de un área específica del conocimiento. En este capítulo se ubicarán los elementos teóricos referidos al problema de estudio, que permita su adecuada comprensión. Relacionando así el problema en estudio con un marco concreto de teorías y conocimientos previos, que nos permita estar en condiciones de definir su alcance y comprender sus implicaciones. 1. ANTECENDENTES Como su nombre lo indican los antecedentes, cumplen con suministrar información sobre los estudios e investigaciones anteriores que se relacionen o guarden similitud con las temáticas a investigar. Según Arias (2006); los presenta como “indagaciones previas que sustentan el estudio, que tratan sobre el mismo problema o se relacionan”. A continuación se muestran el conjunto de trabajos los cuales representan un aporte intelectual a la presente investigación, donde se hará una breve síntesis de estos trabajos, los resultados obtenidos y los aportes que de estos proceden. Principalmente esta la investigación de Posso (2014) en su investigación titulada “Estimación del potencial de energía solar en Venezuela utilizando sistemas de información geográfica”, de la Revista Geográfica Venezolana,

CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

  • Upload
    others

  • View
    10

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

13

CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

Se define como el conjunto de suposiciones teóricas interrelacionadas,

que fundamentan y realizan aspectos significativos del problema de estudio,

y lo posicionan dentro de un área específica del conocimiento.

En este capítulo se ubicarán los elementos teóricos referidos al problema

de estudio, que permita su adecuada comprensión. Relacionando así el

problema en estudio con un marco concreto de teorías y conocimientos

previos, que nos permita estar en condiciones de definir su alcance y

comprender sus implicaciones.

1. ANTECENDENTES Como su nombre lo indican los antecedentes, cumplen con suministrar

información sobre los estudios e investigaciones anteriores que se relacionen

o guarden similitud con las temáticas a investigar. Según Arias (2006); los

presenta como “indagaciones previas que sustentan el estudio, que tratan

sobre el mismo problema o se relacionan”. A continuación se muestran el

conjunto de trabajos los cuales representan un aporte intelectual a la

presente investigación, donde se hará una breve síntesis de estos trabajos,

los resultados obtenidos y los aportes que de estos proceden.

Principalmente esta la investigación de Posso (2014) en su investigación

titulada “Estimación del potencial de energía solar en Venezuela utilizando

sistemas de información geográfica”, de la Revista Geográfica Venezolana,

Page 2: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

14

volumen 55, paginas 27-43. Tuvo como finalidad la estimación de la

radiación solar y el cálculo del potencial de energía solar para Venezuela en

kWh/m dia, mediante el empleo de geoestadística y programas de sistemas

de información geográfica (SIG). La investigación base consistió en el

registro de radiación solar en 35 estaciones meteorológicas. Los resultados

de la investigación demostraron que Venezuela posee un potencial solar

posible de aprovechamiento con valores superiores a 5.1kWh/m .

Este estudio es oportuno con la investigación planteada, ya que

proporciona el análisis y garantiza mediante métodos y técnicas empleadas

para la obtención de los valores de los niveles de irradiación solar,

demostrando un alto grado de certeza de acuerdo a la zona territorial del

país para efectos del conocimiento de estos parámetros para la generación

de electricidad, donde el potencial energético solar, es un elemento base

para la elaboración de los cálculos básicos y así determinar cómo debe estar

constituido el sistema y pueda abastecer la planta automatizada de

producción de cultivo de camarón.

Según Moro M. (2010) en su libro “Instalaciones solares fotovoltaicas”,

editorial Paraninfo, SA en su edición número 1. Aborda el aprovechamiento

más apto de la energía solar fotovoltaica la cual está en la transformación de

la luz solar en energía eléctrica, en otras palabras la conversión de una

partícula con energía lumínica (fotón) en energía electromotriz (voltaica).

Mostrando de esta manera sus compendios, maneras de operación, tipos de

instalaciones, montaje y normativa reguladora. Este libro establece un aporte

teórico para la integración de la energía fotovoltaica al sistema automatizado,

efectuando los cálculos necesarios para la generación de potencia requerida

en la planta, así como los aspectos elementos y componentes necesarios.

Page 3: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

15

Por otra lado Posso (2004) enseña en un artículo de la revista Anales de la

Universidad Metropolitana, “Estudio del desarrollo de las energías

alternativas en Venezuela”, cuyo objetivo es determinar la posibilidad que

tienen las energías alternativas en el balance energético de Venezuela, esto

en base a su potencial de explotación, al análisis del sistema energético

nacional así como la cualidad del Estado, ante las Energías alternativas. Los

resultados indican que el país tiene un alto potencial, la hidroenergía en gran

escala es la única con una participación importante en el sistema energético.

La misma habla que sólo con un cambio de actitud del Estado y la

integración de todos los actores involucrados en el sector, las “energías

limpias” podrían jugar un papel importante en el balance energético nacional.

El aporte a esta investigación, refiere a los conocimientos del potencial

energético del país en diferentes zonas así como el tecnológico con el que

actualmente cuenta la misma, en el que la energía solar y la eólica son las de

mayor posibilidad de desarrollo, para ser empleada para la automatización

del proceso de producción actual.

Carballo y Rivas (2008) en su investigación “Estudio de factibilidad del

cultivo comercial del camarón de agua dulce en la región de Guayana”

investigación desarrollada en la Universidad Católica Andrés Bello para optar

por el título de Especialista en Gerencia de Proyectos, la cual tuvo como

objetivo principal determinar la factibilidad de instalación de una granja para

el cultivo de camarón de agua dulce del genero Macrobrachium Rosenbergii

a nivel comercial en la región de Guayana.

La metodología utilizada fue la publicada en 1.994 por la Food and

Agriculture Organization of The United Nations (FAO), recomendada para la

formulación y evaluación de proyectos de acuicultura, la cual describe

Page 4: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

16

sistemáticamente los pasos a seguir para determinar la viabilidad o no de su

ejecución como son: elaboración del estudio técnico, donde se establecieron

aspectos como seleccionar el lugar, la capacidad instalada y de operación y

el cronograma de inversión, el estudio legal donde se resumieron los

artículos más relevantes de las leyes, decretos o acuerdos internacionales

propios de la actividad comercial, el estudio comercial donde se definió la

oferta, la demanda y el mercado potencial, entre otros puntos el estudio

organizacional donde se define la estructura de la organización, y por último

el estudio económico donde se determinó el monto de la inversión, capital de

trabajo, flujo de fondos, la rentabilidad y las condiciones de riesgo para este

proyecto. Esta investigación aportó un conocimiento teórico sobre como

determinar la factibilidad de un proyecto de Automatización del cultivo de

camarones sustentado con energía alternativa. “

Rojas, Haws y Cabanillas (2017). En su Publicación Titulada “Buenas

Prácticas de Manejo Para el Cultivo de Camarón.” en la Revista de

Tecnología e Innovación, cuyo objetivo principal fue plantear todas aquellas

buenas prácticas e implementación de técnicas que permitan un mejor

manejo del cultivo de camarones contribuyendo a reducir los impactos

ambientales y ayuden a sostener la base natural de recursos. Teniendo

como objetivo principal el conducir a la industria de la camaronicultura hacia

un estado de sustentabilidad económica y ambiental, así como la adopción e

implementación de buenas prácticas de cultivo de camarón en la región del

golfo de California lo cual contribuirá a una producción de camarón

abundante y de calidad. Esta investigación aporto un conocimiento teórico en

los procedimientos, prácticas, técnicas y consideraciones para el proceso de

cultivo de camarones.

Page 5: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

17

2. BASES TEÓRICAS

Según Arias (2006), las bases teóricas están formadas por: “un conjunto

de conceptos y proposiciones que constituyen un punto de vista o enfoque

determinado, dirigido a explicar el fenómeno o problema planteado”. Las

bases teóricas son aquellas que permiten desarrollar los aspectos

conceptuales del tema objeto de estudio. Es evidente entonces, la revisión

necesaria de teorías, investigaciones, entre otros, vinculados al tema para

posteriormente construir una solución o posición frente a la problemática que

se pretende abordar. A continuación se presentan las bases teóricas que

sustentan la presente investigación.

2.1. Automatización del proceso de cultivo de camarones.

La automatización de un proceso, consiste en el análisis, evaluación y

control de todas aquellas variables medibles dentro de un sistema, las cuales

en conjunto con otros elementos inmersos en dicho sistema pueden ser

llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente

investigación particularmente se enfoca en el monitoreo y control de las

variables inmersas en el fase de cosecha del camarón como tal.

2.2 Proceso de cultivo de camarón. 2.2.1 El Camarón.

Los carídeos (Caridea) son un infraorden de crustáceos

decápodos marinos o de agua dulce, conocidos comúnmente como

camarones, quisquillas o esquilas. Son relativamente fáciles de encontrar

en todo el mundo, tanto en agua dulce, como en agua salada. Como

ejemplo, unas doscientas cuarenta especies de carídeos viven tan solo en

Page 6: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

18

las aguas costeras tropicales del pacífico de america. Normalmente, son

mucho más pequeños que las gambas y los langostinos.

2.2.1.1 Especies de camarón.

Aun cuando en el ámbito mundial existen 342 especies de camarón con

valor comercial, son unas cuantas las especies que son importantes en el

mercado. Esas especies se pueden clasificar en tres grupos básicos:

a) El Camarón Tropical

b) El Camarón de Río o de Aguadulce, y

c) El Camarón de Agua Fría.

El camarón puede originarse de la actividad pesquera o de la

acuacultura. El camarón silvestre existe en su medio natural en bahías,

estuarios y alta mar. El camarón de acuacultura o “de granja” crece en un

ambiente controlado. Los huevos o larvas de éste último se extraen de un

ambiente natural o de criaderos . El camarón es posteriormente criado hasta

alcanzar su madurez o talla comercial, en estanques poco profundos. Los

camarones de granja son conocidos también como “cultivados” o de

acuacultura.

2.2.2 La Acuicultura.

Consiste en la cría de organismos acuáticos, comprendidos peces,

moluscos, crustáceos y plantas. La cría supone la intervención humana para

incrementar la producción; por ejemplo: concentrar poblaciones de peces,

alimentarlos o protegerlos de los depredadores. La cría supone asimismo

tener la propiedad de las poblaciones de peces que se estén cultivando. La

acuicultura varía mucho según el lugar donde se lleve a cabo, desde la

Page 7: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

19

piscicultura de agua dulce en los arrozales de Viet Nam hasta la cría de

camarón en estanques de agua salada en las costas de Ecuador, y la

producción de salmón en jaulas en las costas de Noruega o de Escocia. Sin

embargo, la mayor parte de la acuicultura se lleva a cabo en el mundo en

desarrollo, para la producción de especies de peces de agua dulce de poco

consumo en la cadena alimentaria, como la tilapia o la carpa.

2.2.2.1 Tipos de Acuicultura. En la acuicultura contamos con grandes beneficios para realizar gran

variedad de actividades productivas, como la de cultivar y criar cualquier

especie acuática útil, controlando su hábitat.

Existen varios tipos de acuicultura según la especie cultivada:

Alguicultura: Cultivo de algas

Conquicultura: Cultivo de almejas, mejillones, ostras, vieiras y demás

moluscos bivalvos.

Carpicultura: Cultivo de la carpa común y otros Ciprínidos, especies de agua

dulce no tropical.

Salmonicultura: Cultivo de Salmoniformes, tanto truchas como salmones.

Truticultura: Cultivo de trucha.

Acuicultura de especies tropicales de agua dulce: cultivos de especies de

peces y crustáceos tropicales y subtropicales dulceacuícolas como tilapia,

pacú, camarón, langosta australiana y otras especies de peces y crustáceos.

Camaronicultura: Cultivo de Camarones.

Acuicultura marina: Cultivos de especies marinas, tanto de peces, como de

algunos invertebrados, como el pulpo.

Astacicultura: Cultivo de cangrejos de río.

Page 8: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

20

2.2.2.2 Métodos de cultivo de camarón

La cría de camarones y langostinos en ambientes naturales o seminaturales

tiene tres fases principales:

Maduración y reproducción

Desove y cría desde huevo a postlarva

Engorde desde postlarva a tamaño comercial

Esta actividad puede encararse de diversas maneras de acuerdo con el

nivel de inversión que se quiera realizar y al conocimiento que se tenga de la

especie a cultivar en cuanto a su biología, ecología, migraciones, hábitos,

etc. Es posible completar el ciclo en cautividad; traer hembras ovadas del

mar, criar las larvas y realizar engorde hasta talla comercial; capturar

postlarvas y/o juveniles que se acercan a la costa y engordarlas.

2.2.2.3 Engorde de postlarvas y/o juveniles obtenidos en la naturaleza.

Consiste en capturar pequeños ejemplares que arriban a zonas costeras

como lagunas o esteros, llevándolos a estanques o brazos de agua, de hasta

100 hectáreas de superficie para su engorde.

Una forma rudimentaria que todavía se utiliza en Asia, consiste en dejar

entrar con las mareas las postlarvas o juveniles a estanques previamente

fertilizados con abonos orgánicos o inorgánicos, para luego cerrar las

compuertas. Esta forma de trabajar tiene la desventaja que junto con los

camarones entran otras especies que son predadores o competidores del

organismo en cultivo.

Page 9: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

21

Los países donde se realiza este tipo de operación son: India, Filipinas,

Bangladesh, Tailandia, Indonesia, etc; cultivando especies como Penaeus

monodon, P. indicus, P. semisulcatus, Metapenaeus monoceros, etc, con

rendimientos que van de 70 a 1000 Kg/Ha/año (Tang, 1986; Blanco, 1972).

En Ecuador, en cambio, se capturan las larvas de Penaeus stylirostris y

P. vannamei a mano o con redes, para evitar los predadores, obteniéndose

hasta 427 Kg cola/Ha en el caso de P.vannamei (Cobo Cedeño, 1977). Otras

desventajas de este tipo de cultivo son; El problema de la obtención de

semillas; baja producción debido a que la cantidad de alimento natural en los

estanques es limitada; la baja concentración de oxígeno disuelto en el agua.

Es por todo esto, que la cantidad de animales por metro cuadrado nunca es

mayor de 4, aunque se suplemente la alimentación con dietas preparadas.

2.2.2.3.1 Cría de postlarvas a partir de hueyos y su posterior engorde. Para realizarla es necesario obtener hembras maduras e impregnadas de

la naturaleza, las cuales desovan entre 18 y 48 hs. después de su captura.

Los huevos así obtenidos se colocan en tanques de diversas formas. Las

larvas se alimentan primero con fitoplancton, principalmente diatomeas) y

posteriormente en zooplancton (preferentemente estadios naupliares de

Artemia salina); los estadios de postlarva avanzados pueden ser alimentados

con algún alimento preparado y molido (Mock y Neal, 1977; Fenucci et al.,

1984; Scelzo y Boschi, 1975).

Una vez alcanzados los estadios de postlarva éstos son trasladados a

pequeños estanques denominados precriaderos, “nurseries” o versarios,

colocándolos en densidades de hasta 150 animales/m2. Cuando pesan entre

1 y 3g los camarones son transferidos a tanques de engorde, de mayores

Page 10: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

22

dimensiones (entre 3 y 16 Ha.), donde quedan hasta alcanzar la talla

comercial (entre 18 y 25g).

Tanto en los precriaderos como en los estanques se engorde se realiza

fertilización con distintos tipos de abono, se alimenta con comidas

preparadas, se realizan cambios de agua mediante bombas, y se lleva

control de todas las variables ambientales (temperatura, salinidad, oxígeno

disuelto, etc).

Este tipo de cultivo que podríamos denominar semi-intensivo o intensivo

de acuerdo con el grado de producción y sofisticación en la metodología de

trabajo, produce rendimientos en Ecuador para P. stylirostris y/o P. vannamei

entre 680 y 1.500 Kg/Ha; mientras que en Asia se obtienen cosechas de P.

monodon, P. indicus, Metapenaeus monoceros de 1.500 a 2.000 Kg/Ha/año.

En Taiwan, con P. monodon (camarón tigre) y en Japón con P. japonicus, se

obtienen rendimientos de 8.000 y 10.000 Kg/Ha/año respectivamente (Tang,

1986); un dato digno de destacar es el hecho que en Japón existen

compañías que obtienen producciones de 17.000 Kg/Ha/año (Shigeno,

1975).

2.2.2.3.2 Ciclo completo en cautividad. Por ese método, además de los pasos del item anterior, es necesario

obtener la maduración de machos y hembras en cautividad, copulación y

desoves viables. El ciclo completo en cautividad se llevó a cabo en distintas

especies, por lo menos a nivel experimental, utilizando por lo general

ablación unilateral y comidas especiales (ver métodos descritos en el capítulo

anterior), algunos ejemplos son: P. californiensis, P. japonicus, P.

merguiensis, P. kerathurus, P. monodon, P. stylirostris y P. vannamei (Liao y

Chen, 1983; Lumare, 1981)

Page 11: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

23

Esta metodología presenta la ventaja que permite al camaronicultor

independizarse de la naturaleza en cuanto a la obtención de hembras

grávidas o postlarvas; pero se estima que en el estado actual de los

conocimientos se debe utilizar el método 2, descripto en el item 3.1.2., que

es el que presenta menos problemas ya que los métodos de cría de larvas se

encuentran generalizados en todo el mundo, no presentando grandes

problemas al respecto y siempre y cuando se cuente con personal calificado.

Se debe tener en cuenta que el método de cría de larvas puede resultar

costoso para inversores pequeños o medianos, por lo que es conveniente

iniciar una granja camaronera comprando las postlarvas y juveniles a

laboratorios ya instalados para realizar engorde y luego una vez obtenido un

cierto rédito, iniciar las operaciones de cría de larvas.

2.2.2.4 Condiciones que debe reunir el área donde se establezca una granja de cultivo de camarones.

Es necesario disponer de agua dulce y salada, no contaminadas, el lugar

debe ser de fácil acceso, estar cercano a áreas donde se puedan obtener

hembras grávidas y, en el caso de realizarse solo tareas de engorde, cerca

de la zona donde se puedan obtener postlarvas o juveniles.

La temperatura ambiente y del agua de mar debe ser adecuada para el

crecimiento de la especie con la que se trabaje. En el caso de especies

tropicales, la temperatura no debe descender de los 20°C, mientras que para

especies de aguas templadas, el rango de temperatura del agua podrá variar

entre los 7 y 24°C. El suelo deberá ser apto para la construcción de

estanques y preferiblemente no ácido.

Page 12: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

24

La cantidad de lluvia y evaporación son datos a tener en cuenta, ya que

las dos variables, en casos extremos son importantes. Una excesiva

evaporación producirá un aumento de salinidad que en valores superiores a

40‰ es en general perjudicial y obviamente una gran cantidad de lluvia crea

no solo problemas de baja salinidad, sino que como ocurrió en Ecuador en

1985/86, produce el desborde de los estanques, y ruptura de muros lo que

hace que deban suspenderse las operaciones.

2.2.2.4.1 Calidad del suelo. 2.2.2.4.1.1 Permeabilidad. La composición ideal de un suelo para la construcción de estanques es

de 70% de arena y 25% de arcilla, siendo el factor más importante la

permeabilidad de los mismos. El escurrimiento del agua debe ser menor del

5% diario, no superando valores mayores del 15%.

Un test rápido para determinar la permeabilidad consiste en realizar un

pozo de 1,5 m de profundidad y 0,25 m2 de boca, llenarlo con agua al

anochecer y medir el volumen al amanecer. Otro método consiste en

construir dos pozos de iguales características dejando uno abierto y otro

tapado por 24 horas, el tapado nos dará la idea de la permeabilidad, mientras

que la diferencia de volumen con el abierto nos indicará el grado de

evaporación en la zona.

Una primera idea de la permeabilidad de un suelo se puede tener

tomando un puñado de suelo húmedo y hacer una pequeña pelota

amasándola, si la pelota queda intacta y no se cuartea el suelo es en

principio lo suficientemente impermeable para la construcción de un

estanque.

Page 13: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

25

2.2.2.4.1.1.1 Métodos de impermeabilización.

En caso que la permeabilidad no sea adecuada existen diversas

metodologías para solucionar el problema.

Compactación: Se remueve el suelo de los estanques a una

profundidad de 20/30 cm y luego se compacta.

Agregado de suelo más impermeable: Se remueve el suelo y se

agrega una capa de 30–40 cm de suelo rico en arcillas,

compactándose luego.

Selladores: De acuerdo con Bardach et al., (1972), si los métodos

anteriores no dan resultado se pueden usar distintos tipos de

selladores:

Bentonita: Es el sellador más común, se puede utilizar cuando los

yacimientos de esta arcilla se encuentran cercanos ya que el costo de

transporte es elevado. La bentonita tiene la propiedad de absorber

grandes cantidades de agua expandiéndose 8 a 20 veces su volumen,

de esta manera se obturan los poros del suelo.

Esta arcilla se aplica en fondo seco en cantidades que varían de acuerdo

con la permeabilidad entre 0,5 a 1,5 Kg/m2, debiéndose determinar la

cantidad exacta por análisis del suelo. En estanques construídos en las

cercanías de Laguna Madre, Texas, se utilizan con buenos resultados

0,1Kg/m2 (Chamberlain et al., 1981).

Sella dores químicos: si el suelo está constituído por partículas de

grado muy fino se utilizan este tipo de sustancias. Son efectivos en

suelos formados por partículas (50%) menores de 0.74 mm de

Page 14: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

26

diámetro y que contienen menos de 0,5% de su peso seco en sales

solubles (Bardach et al., 1972). Entre los selladores más comunes se

encuentran:

Cloruro de sodio (Sal común).

Pirofosfato tetrasódico (TSPP).

Tripolifosfato de sodio (STPP).

La ventaja de estos selladores es que se aplican en cantidades menores

que la bentonita, así por e-ejemplo se pueden utilizar de acuerdo con el tipo

de suelos:

Cloruro;0,04–0,17 Kg/m2

Polifosfatos; 0,01 – 0,02 Kg/m2

Los selladores se mezclan con el suelo húmedo, el cual luego debe

compactarse, formando la mezcla una capa de 20/30 cm.

2.2.2.4.1.2 PH del suelo Este dato debe ser tenido en cuenta antes de la construcción de los

estanques. Los suelos ácidos suelen encontrarse en áreas costeras,

principalmente en zonas de manglares ricas en sulfatos y materia orgánica.

Este tipo de suelo al secarse y oxidarse baja su pH a menos de 4; esta

disminución produce una alta concentración de hierro y aluminio los cuales

en general son tóxicos para peces en cantidades de 0,5 y 0,2 ppm

respectivamente. Estos dos elementos pueden combinarse con el fósforo

disminuyendo su concentración (Singh, 1980). Se ha determinado que una

situación inversa se produce con la elevación del pH quedando fosfatos

libres que pueden ser utilizados por las algas.

Page 15: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

27

En consecuencia una disminución del pH produce una serie de problemas:

Muerte de camarones por stress

Poca productividad en el estanque

Necesidad de mayor fertilización

Existe una prueba simple para determinar el grado de acidez del suelo:

Tomar un muestra de suelo húmedo, colocarlo en una bolsa de

plástico y determinar el pH.

Dejar secar la muestra a temperatura ambiente.

Luego de 2 o 3 semanas mezclar la muestra con agua, tomar el pH y

si éste es inferior a 4 nos encontramos ante un suelo ácido.

2.2.2.4.1.2.1 Mejoramiento de suelos ácidos.

Cuando se trabaja en suelos ácidos se debe tener la precaución de

construir los estanques de poca profundidad, ya que las capas inferiores del

suelo son las más aćidas.

Una manera de reducir la acidez en un estanque consiste en llenarlo y

vaciarlo con agua repetidas veces, agregando antes del llenado final, de

acuerdo con el grado de acidez del suelo, cal hidratada en cantidades que

pueden variar entre 0,1 y 1 Tn/Ha; además se deben adicionar altas

cantidades de fosfato (Simpson y Pedini, 1985). Es beneficioso también el

uso de fertilizantes inorgánicos con el fin de reducir la presencia de Garbono

(C) que favorece el desarrollo de bacterias oxidantes.

Page 16: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

28

Para obtener información detallada sobre el manejo de suelos ácidos se

recomienda consultar el trabajo realizado por Simpson y Pedini (1985).

2.2.2.5 Los Estanques de cultivo. En la actualidad se utilizan 2 tipos de estanques para engorde y cría de

camarones:

Precriadero, versario, nursery: En general son tanques de 1 ó 2

hectáreas con una profundidad de 0,6 a 0,8 m; en ellos se colocan los

camarones desde los estadios de postlarvas o juveniles hasta

alcanzar de acuerdo con la especie un peso entre 0,5 y 4g.

Estanque de engorde o criadero: En ellos se colocan los camarones

desde que salen de los precriaderos hasta alcanzar la talla comercial.

Si bien en las primeras camaroneras estos estanques llegaban a tener

dimensiones superiores a 100 Ha, en la actualidad se los construye

con superficies que varían entre 5 y 20 hectáreas lo que permite un

mayor control de los mismos.

En este manual no se darán detalles sobre la construcción de los estanques,

pero sí algunas pautas que han de ser tenidas en cuenta:

a) El sistema de estanques debe estar construído en una zona donde la

posibilidad de inundación sea remota.

b) El acceso a los estanques no debe ser impedido por las condiciones

climáticas. En este sentido se conocen casos de granjas en Ecuador en las

cuales no se puede llegar a los mismos debido a las lluvias, lo que ocasiona

problemas de mantenimiento.

Page 17: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

29

c) Los estanques deben ser de forma rectangular con una compuerta de

entrada y otra de salida de agua, Si los estanques tienen forma irregular se

reducirá la eficiencia de la operación de cosecha y se producirá un

estancamiento del agua con la consiguiente deplección en la concentración

de oxígeno disuelto.

d) El fondo de los estanques deberá ser liso, libre de malezas, con una

inclinación de 0,3 a 1% desde la boca de entrada hacia la de salida y de los

bordes laterales al centro, para favorecer el vaciado. Las paredes deben

estar construídas con una inclinación entre 1:1,3 y 1:3 (Ramos, 1975), para

evitar desmoronamientos por erosión de la base de los muros, la altura de

los mismos será por lo menos 50 cm mayor que la altura máxima de la

columna de agua prevista.

El fondo de los estanques podrá tener pequeños canales que converjan

hacia la exclusa de salida con el fin de facilitar la cosecha de camarones.

e) Las compuertas o cajas podrán ser de madera o cemento, las de salida

deben ser más profundas que el fondo del estanque. En general las cajas

llevan hasta media docena de ranuras de unos 5 cm de ancho con una

separación aproximada de 10 a 20 cm; en estas ranuras pueden colocarse

tablones, compuertas decchapa, acero o marcos con distinto tipo de malla

para evitar la salida de los camarones y entrada de organismos indeseables.

Cun (1982) sugiere para el vaciado parcial de los estanques un sistema de

tres marcos: comenzando por la ranura más cercana a la pileta o estanque

se coloca un marco con una malla que impida la salida de los camarones, en

la segunda ranura se coloca un marco con red hasta una altura de 50 cm y

luego de completa con exclusas y en la tercera ranura se coloca

Page 18: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

30

directamente una exclusa de madera, hierro, etc con una altura que variará

de acuerdo con el nivel de agua que se quiera dejar en el estanque ( Figura

10). Se sugiere también colocar en el interior del estanque rodeando la

compuerta un cerco de malla para detener camarones y desechos.

Las compuertas de entrada también tendrán distinto tipo de malla para

evitar la entrada de especies predadoras o competidoras. El número de

compuertas de entrada y salida de agua será una función del volumen del

estanque y de la velocidad de llenado y vaciado que se desee.

2.2.2.5.1 Llenado de los estanques de cultivo. La provisión de agua a los estanques se puede realizar por diferencia de

mareas o por bombeo. En cualquiera de los métodos que se utilice, es de

fundamental importancia la existencia de un reservorio. Éste es un canal

cuyo fondo está construido a un mayor nivel que el fondo de los estanques,

los muros tienen una altura entre 1,5 y 2,0 m, variando el ancho de acuerdo

con el flujo de agua que se quiera, entre 5 y 20 m. Las paredes del reservorio

son parte integrante de los muros de los estanques, es decir las compuertas

de llenado se abren en las paredes del canal.

El reservorio es llenado por lo general por bombas helicoidales de 20 a

40 pulgadas de diámetro; es conveniente tener una batería de bombas.

Page 19: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

31

Figura 1. Esquema de una compuerta de desagüe con los distintos tipos de marcos

utilizados.

La existencia de este canal tiene la ventaja que posibilita la eliminación

de predadores o competidores que pasan a través de la bomba; permite

tener una reserva de agua permanente y además es de importancia en el

sistema de cosecha por vaciado, ya que los camarones que quedan

enterrados pueden ser sacados agregando agua por la compuerta de

entrada y vaciando hacia el canal de drenaje.

El tamaño del reservorio es una función del volumen de agua necesario

en la camaronera, debiéndose tener en cuenta futuras ampliaciones, así

como también la necesidad de realizar recambios de agua que varían entre 5

y 20% diarios, pudiendo ser esta cantidad mayor en casos de presentarse

problemas en la calidad del agua.

A fin de determinar el volumen del reservorio y la capacidad de las

bombas, para una camaronera de 30Ha de estanques, de los cuales 3 son

precriaderos y 27 Ha de estanques de engorde y considerando el espejo de

agua con una profundidad promedio de 1/3 metro, se calcula que el volumen

total necesario será de 300.000 m. Si además se realiza un recambio diario

Page 20: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

32

del 15% del volumen total, se necesitarán 45.000 m3. Teniendo en cuenta

que en una zona con un sistema de mareas diarias se puede bombear

durante 8 horas (480 minutos), deberá emplearse un sistema de provisión de

agua que suministre 93,8 m3/minuto.

2.2.2.5.1.1 Preparación y llenado de los estanque de cultivo. En general, en la preparación de precriaderos y estanques de engorde se

sigue el siguiente esquema:

Se seca el fondo al sol, una vez seco se ara con el fin de airear y

distribuir homogéneamente la materia orgánica presente.

En casos que el suelo sea ácido efectuar los agregados correspondientes

de cal (CaO) disuelta en agua, en cantidades que pueden variar entre 100 y

2.000 kg por Ha, de acuerdo con el grado de acidez. En caso de tener que

adicionar selladores o bentonita, deben agregarse en ese momento en las

cantidades indicadas en el capítulo correspondiente.

Los estanques deben ser fertilizados entre 7 y 10 días antes de la

colocación de los animales. Para realizar esta operación se esparcen los

fertilizantes orgánicos y/o inorgánicos en canfidades adecuadas (Apéndice II)

y a continuación se inicia el llenado de los estanques hasta que la columna

de agua alcance 20 cm. En algunos casos se recomienda llevar el nivel de

agua a 10/15 cm y al cabo de 5 días elevar la columna de a gua a 30 cm

(Dirección Nacional de Acuicultura, Panamá, 1984). Una vez colocados los

camarones se aconseja repetir esta operación utilizando la mitad de las

cantidades de fertilizante cada 2–3 semanas.

Page 21: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

33

El día anterior a colocar las postlarvas en los precriaderos, o los

camarones juveniles en los estanques de engorde se debe elevar la columna

de agua al nivel deseado (0.6 – 1.5 m). El agua que se coloca en los

estanques debe filtrarse, colocando en la compuerta de entrada marcos con

redes filtrantes de un tamaño de red de 0.54 mm de malla aproximadamente.

Se aconseja utilizar además una malla más grande que actúe como prefiltro

con el mismo fin; en ciertos casos, es conveniente la construcción de un

cerco de malla antes de la compuerta de entrada.

2.2.2.6 Obtención de la Semilla. Como se ha expresado anteriormente las postlarvas y/o juveniles se

pueden obtener ya sea, a partir de ambientes naturales o por desoves y

desarrollo de los huevos en ecloserías. Hasta estadios postlarvales este

método será tratado en un capítulo aparte por lo cual solo se hará referencia

aquí a los métodos de captura de postlarvas y juveniles en la naturaleza.

2.2.2.6.1 Obtención de semillas en ambientes naturales. En Latinoamérica se capturan semillas de P.stylirostris y P.vannamei en

esteros, bajos, riachos y canales de aguas tranquilas, a salinidades

relativamente bajas, donde llegan las postlarvas y juveniles para alimentarse.

Los elementos más utilizados para capturar las semillas son: Atarraya,

resallo, trasmallo, malla o bajío, chayo o copo, etc (Figura 11) siendo más

efectivo el último arte nombrado.

Cobo Cedeño (1977) ha determinado que 10 hombres en un día capturan

entre 10.000 y 40.000 ejemplares, éstos son colocados en recipientes de

plástico de aproximadamente 20 l con aireación y cambio de agua.

Page 22: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

34

Actualmente en la época de aparición de la semilla se establecen

campamentos de personas dedicadas a la captura de camarones, los cuales

son vendidos a mayoristas quienes los transportan en recipientes de 200 l o

más, los mantienen en tanques por 24 hs para realizar una selección, para

conducirlos inmediatamente a las distintas camaroneras que los compran.

2.2.2.6.1.1 Transporte de la Semilla. En los países latinoamericanos la semilla se transporta en tanques de

fibrocemento, fibra de vidrio o plástico de 200 o 300 l, con agua hasta sus 3/4

partes, oxigenados (Figura 12) en algunos casos una malla fina cubre las

paredes internas y fondo de los estanques para facilitar la colocación de la

semilla en los precriaderos (Yoong Basurto y Reinoso Naranjo, 1982). Hay

ocasiones que aparecen con las larvas otros animales como larvas de peces

o cangrejos por lo que es indicado agregar Rotenona en concentraciones 5/7

ppm para su eliminación.

Durante el transporte, la densidad de la semilla debe estar entre 250 y

122 por litro dependiendo de la temperatura, al aumentar la temperatura la

densidad debe ser menor. Durante el transporte se evitarán las altas

temperaturas; los camarones de aguas tropicales toleran temperaturas entre

18 y 25°C y de aguas templadas temperaturas inferiores a los 20°C. La

concentración de oxígeno disuelto no deberá bajar de 5ppm por lo que se

recomienda aireación continua durante el transporte.

Durante todo el viaje los recipientes estarán cubiertos por una red de

malla fina y aireados en forma permanente; para ello se pueden utilizar

aireadores a batería, o bien tubos de oxígeno o aire comprimido de

aproximadamente 10 kg. de carga con válvula reguladora conectados a un

Page 23: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

35

tubo de PVC que finaliza hundido en el agua del recipiente en una piedra

difusora o tubo rígido perforado para una mejor distribución del aire (Figura

13).

Otro método alternativo sería construir una pileta de lona o plástico en la

caja de una pick up o camioneta lo que nos daría un volumen aproximado de

2 m3, en este caso la pileta deberá estar dividida en cuatro partes por una

red de malla debiéndose tener las mismas precauciones de aireación.

Figura 2. Trasmallo para captura de postlarvas y juveniles.

Figura 3. Transporte de semilla.

Figura 4. Esquema de tanque para transporte de semilla.

En caso de querer enviar postlarvas en avión se aconseja bajar

lentamente la temperatura del agua a 17/18°C para especies tropicales y

colocarlas en bolsas de nylon llenas con agua de mar aireada, con una

densidad de 1500 larvas/litro (dependiendo del estadio de desarrollo) y luego

Page 24: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

36

las bolsas se colocan en recipientes térmicos para evitar la elevación de la

temperatura.

En todos los casos una vez que las postlarvas y/o juveniles arriban a

destino, antes de colocarlos en los precriaderos, deben ser adaptados a las

condiciones de salinidad y temperatura de los mismos. A tal fin se debe

agregar paulatinamente a los tanques de transporte, agua de los estanques;

se debe tener especial cuidado en no variar en más 2/3°C la temperatura y

2/3 ‰ la salinidad por hora ya que cambios bruscos en estas variables

afectarán la supervivencia de los camarones.

Una vez realizada esta operación los animales están listos para ser

colocados en los precriaderos. En Ecuador y Perú el biólogo que recibe los

camarones, debe poner especial cuidado que las postlarvas que reciba sean

en su mayoría P. vannamei ya que la otra especie P. stylirostris presenta

problemas para su engorde y P. occidentalis tiene un pobre crecimiento en

los estanques.

2.2.2.7 Estabula miento de los estanques de cultivo. a) Precriaderos: La densidad a la cual se colocan los animales varía de

acuerdo con el cuidado que se tenga de los estanques y de la capacidad

técnica de la granja, del suministro o no de alimenta ción, cambios de agua,

etc.

Por ejemplo en cultivos extensivos de P. monodon se colocan 20/30

semillas/m2 (Primavera y Apud, 1980); en Ecuador en granjas de P.

stylirostris y P. vannamei se estabulan entre 100 y 200 animales/m2 (Yoong

Basurto y Reinoso Naranjo, 1982). La experiencia perso. nal indica para las

dos especies mencionadas una densidad de 120 camarc nes/m2, aunque en

Page 25: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

37

algunas granjas ésta suele ser de 20–25/m2. En algunos criaderos de perú la

densidad inicial de postlarvas de P. vannamei se encuentra en los 100/m2.

Los animales permanecen en los precriaderos entre 30 y 60 días, hasta

alcanzar pesos que varían entre 0.5 y 4g.

b) Criaderos o estanques de engorde: En estos estanques los animales son

llevados hasta talla comercial, para la mayoría de las especies ésta se

encuentra entre 18 y 25 g, para P. monodon la talla de cosecha puede llegar

hasta los 40 g.

Los criaderos generalmente tienen una superficie entre 5 y 20 hectáreas,

pero los de menor tamaño (5 – 9 ha) son más prácticos, ya que en ellos, se

puede ejercer un mayor control sobre los camarones en cría, lo que permite

sembrar una mayor densidad de animales.

En términos generales en un estanque al que sólo se fertiliza y se cambia

el agua se pueden colocar hasta 2 camarones por m2; si se agrega algún

tipo de alimento, con un mayor recambio de agua la densidad de podrá

encontrar entre 3 y 10 animales por metro cuadrado, pudiéndose llegar hasta

40 camarones/m2 utilizando aireación suplementaria (Liao y Chao, 1983).

En el caso de Pleoticus muelleri se han obtenido muy buenos resultados

trabajando en estanques con aireación, fertilización y alimento balanceado

con densidades de 20 animales/m2. Pero cuando la densidad aumenta a 30

camarones/m2 se obtiene una supervivencia de solo 50%. En la Tabla 2 se

pueden observar a las densidades que se estabulan distintas especies de

peneidos en estanques o tanques de engorde y las dimensiones de los

mismos.

Page 26: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

38

2.2.2.7.1 Acondicionamiento de los estanques de cultivo.

Una vez colocados los camarones en los estanques y con el fin de

mantener el medio en condiciones óptimas se debe realizar recambio de

agua. Estos cambios pueden variar entre 2, 5 y 25,0% así como la

frecuencia, que puede ser diaria o cada 3 o 4 días, esto será una función de

la capacidad del sistema de mantener la calidad del agua. En los

precriaderos es conveniente no cambiar el agua durante los primeros 15

días, razón por la cual se aconseja el uso de aireadores.

La frecuencia del cambio de agua dependerá de los siguientes parámetros:

Temperatura del agua

Salinidad

Cantidad de oxígeno disuelto

pH

Turbidez

Coloración

2.2.2.7.1.1 Temperatura.

Se debe medir diariamente, para los camarones de aguas tropicales

como P.stylirostris, P.vannamei; la temperatura del agua deberá entre 20 y

32°C, siendo el óptimo entre 22 y 30°C (Yoong Basurto y Reinoso Naranjo,

1982), aunque para P. stylirostris los mejores crecimientos se han obtenido a

temperaturas entre 27 y 30°C (Fenucci et al., 1982), pudiéndose extender

esta temperatura a todas las especies tropicales. En cuanto al langostino

argentino (Pleticus muelleri) la experiencia indica que la temperatura puede

fluctuar entre 6 y 27°C aunque la temperatura óptima entre 9 y 23°C.

Page 27: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

39

Este parámetro deberá ser tomada diariamente y podrá oscilar entre los

15 y 40% encontrándose para la mayoría de las especies entre 15 y 30%. En

el caso de Peneidos, que habitan las costas argentinas, la salinidad no debe

bajar de 26%.

2.2.2.7.1.2 Cantidad de oxígeno disuelto.

Es uno de los parámetros más importantes, se cuantifica dos veces al

día, en la mañana y al atardecer. En los estanques este elemento proviene

del agua de recambio, la fotosíntesis y en menor grado del que se disuelve

en la superficie del estanque proveniente de la atmósfera.

Las menores concentraciones de oxígeno se observan durante la

madrugada y las mayores a última hora del día. Se consideran raugos

normales de concentración entre 4 y 9 ppm, Se debe evitar no solo una baja

concentración, sino valores superiores a 10 ppm, ya que esto indicaría una

excesiva concentración de fitoplancton que puede producir una depleción

notable de oxígeno durante la noche.

Se debe puntualizar que en los estanques el oxígeno tiende a

estratificarse, es decir, hay generalmente una mayor concentración en las

capas superiores del agua, que en el fondo; dado que los camarones viven

allí, es necesario realizar una homogenización de la columna de agua para

tener una correcta aireación.

Entre los elementos que pueden utilizarse se encuentran los agitadores a

paleta “Paddle wheel” que pueden ser movidos por motores a nafta o con

energía eólica; en zonas donde hay corriente eléctrica se pueden utilizar

flotadores.

Page 28: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

40

2.2.2.7.1.3 Niveles de pH.

Indica la concentración de iones hidrégeno H+, es decir, si el agua es

ácida o básica. El rango óptimo de pH se encuentra entre 7 y 9; pero valores

de pH 5 han demostrado no ser nocivos para los camarones. No obstante

esto, una elevación o disminución pronunciada de los valores de pH puede

producir efectos letales para el equilibrio ecológico del estanque. La medición

de esta parámetro deberá ser diaria.

2.2.2.7.1.4 Niveles de Turbidez.

Da idea del material en suspensión que se encuentra en el agua del

estanque, este material interfiere en el paso de la luz. En los estanques se

debe evitar que haya partículas de detrito o arcilla en suspensión. La turbidez

se mide con el disco de Secchi y es la medida de la profundidad a la cual

este disco desaparece al sumergirlo en el agua.

Si la visibilidad es menor de 30 cm, hay problemas potenciales, si es

mayor la luz puede penetrar mejor y habrá una mayor productividad y

crecimiento de los organismos de los cuales podrán alimentarse los

camarones. Esta medición: se puede efectuar cada 3 días.

2.2.2.7.1.4.1 Coloración del agua

Depende de varios factores, concentración y tipo de algas, materia en

suspensión, etc. Los colores que puede presentar el agua son:

Verde pálido: indica adecuada concentración de algas

Page 29: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

41

Gris: denota pocas algas en el estanque, se recomienda mayor

fertilización, complementada con recambio de agua

Verde musgo: algas que comienzan a morir, se requiere un urgente

recambio de agua.

Verde brillante: indica grandes concentraciones de algas, debe

efectuarse recambio de agua para disminuir el riesgo que baje la

concentración del oxígeno disuelto durante la noche.

Marrón: indica gran cantidad de algas muertas, se debe efectuar

recambio de agua y fertilización, problablemente haya una falta de

nutrientes y exceso de metabolitos.

2.2.2.8 Muestreo periódico para determinar la biomasa dentro de los estaques.

Los muestreos periódicos tienen por finalidad la determinación de la

evolución del crecimiento de la población de estanque y son de fundamental

importancia, ya que permitirán el ajuste de las cantidades de alimento

suministradas y algunas condiciones experimentales; deberán realizarse

cada 10/15 días.

El método de muestreo consiste en dividir el estanque en doce sectores

iguales, imaginarios, y elegir cuatro de ellos al azar. En estos sectores se

tirará una red tipo sayo que en general tiene 6 m de diámetro, aunque puede

usarse una de menor tamaño.

Page 30: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

42

2.2.2.9 Alimentación en las distintas etapas de cría.

En un sistema de cultivo semi-intensivo o intensivo la alimentación es uno

de los puntos más críticos ya que en general, este aspecto representa entre

el 45 y 60% del costo total de producción. En la alimentación hay que tener

en cuenta:

Frecuencia.

Cantidad y calidad de alimento.

2.2.2.9.1 Frecuencia de alimentación.

Es conveniente alimentar a los animales dos veces al día, en la mañana

y por la tarde, ya que si se suministra la ración en una oportunidad, ésta no

será consumida de inmediato y por lo tanto comenzará a descomponerse,

produciendo no solo contaminación sino también una baja de la

concentración de oxíggno disuelto, principalmente en el fondo del estanque.

2.2.2.9.2 Calidad del alimento.

Cuando se iniciaron las actividades de cría de camarones en las primeras

épocas era común suministrar alimentos naturales: así por ejemplo en los pre

criaderos de Japón se utilizaba carne de almeja molida (Shigeno, 1975) para

alimentar P. japonicus; mientras que en los estanques de crecimiento el

mismo autor obtenía buenos resultados con mejillón azul y la almeja “short-

necked clam”, también se utilizan y se han usado algunas variedades de

cangrejos, eufáusidos, anchoítas, caballa, etc. En el caso del camarón

argentino Artemesia longinaris se obtiene un buen crecimiento alimentando

con trozos de calamar (López y Fenucci, 1987).

Page 31: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

43

Pero los alimentos naturales presentan el problema de la dificultad de su

obtención, debido a fluctuaciones, problemas de almacenamiento y

variaciones en el precio; es por ello que desde hace ya varios años la

mayoría de las investigaciones se han desarrollado para tratar de obtener

una comida pelletizada, barata que permita un rápido crecimiento de los

camarones en cría, y así se ancuentran a la venta distintos productos

pelletizados o con forma de lenteja.

Para ser efectivas estas dietas (cuya calidad es muy variable) deben

cumplir una serie de características:

Ser estables, es decir no deben disolverse o desintegrarse para

permitir un aprovechamiento más efectivo por parte del camarón.

Deben atraer a lo animales.

Deben hundirse ya que el camarón se alimenta en el fondo.

En lo posible se utilizarán en su fabricación elementos de fácil

obtención en la región, su costo debe ser bajo y tener un factor de

conversión no mayor de 2:1.

Fundamentalmente tendrán que producir un rápido crecimiento de los

animales en cría con una supervivencia razonable.

Existen infinidad de dietas experimentales y comerciales para cría de

camarones, pero no se puede hablar de una dieta que sirva para todas las

especies de camarones cultivables y ni siquiera para la misma especie en las

distintas etapas de crecimiento. Así por ejemplo: Penaeus stylirostris en tallas

superiores a 10 g asimila mejor, proteina de origen animal (harina de

Page 32: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

44

calamar) que proteína de soya o levadura de cerveza, mientras que

ejemplares de 1 a 4 g de peso asimilan igualmente proteinas de origen

animal o vegetal (Fenucci et al, 1982). Para P. japonicus (Nose, 1964) se ha

determinade que asimilan con mayor eficiencia proteinas de origen animal

que otras de origen vegetal.

Para otra importante especie como P. vannamei, Smith et al., (1985)

postulan que el crecimiento de ejemplares pequeños parece depender del

nivel de proteína en la dieta, mientras que el crecimiento de los tamaños

medianos y grandes parece estar más influenciado por la fuente de

proteínas. En cuanto a P. setiferus, animales de más de 8 g parecen asimilar

igualmente proteínas animales y vegetales (Fenucci et al., 1986); en cuanto a

P.monodon Lee (1971) determinó que la absorción de proteínas animales y

vegetales se realiza con igual eficiencia.

En términos generales una dieta efectiva para una especie o talla no es

necesariamente buena en otras. En general todas las dietas que se

encuentran en el mercado tienen proteinas tanto de origen animal como

vegetal.

Otros componentes importantes en las dietas son los ácidos grasos y

colesterol. Diversos experimentos realizados por ejemplo en P. stylirostris

(Fenucci et al., 1981, 1984), en P.japonicus (Aquacop, 1979; Guary et al.,

1976; Kanazawa et al., 1977a, 1978, 1979a) y en P. indicus (Read, 1981) y

en el camarón argentino Artemesia longinaris (Petriella et al., 1984)

demuestran la importancia de los ácidos grasos de la serie linolénica (w3) en

la dieta; estableciendo una relación entre el crecimiento de estas especies y

la cantidad de ácidos altamente insaturados de la serie w3 en la dieta (20:5

w3 y 22:6 w3).

Page 33: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

45

Se ha determinado también que en las especies de camarones marinos

la síntesis de estos dos ácidos a partir del ácido linolénico estarían poco

desarrolladas o inhibidas (Kanazawa et al., 1977b, 1979b, Bottino et al.,

1980). Según las investigaoiones realizadas por Kanazawa et al., 1971;

Deshimaru y Kuroki, 1974 y Martinez et al., 1984 indican la necesidad

mínima de este compuesto en la dieta con valores que se encuentran entre

0.5 y 2.5%.

Si bien todas las dietas contienen complejos vitamínicos en proporciones

variables, poco es lo que se conoce, aunque se ha demostrado que el

complejo B es necesario para la dieta de los crustáceos; por otra parte

diversos autores (Hunter et al., 1979; Lightner et al., 1979, Kitabayashi et al.,

1971) han determinado la necesidad de vitamina C en la alimentación de

diversas especies de camarones.

En cuanto a los hidratos de carbono, estos son digeridos con menor

eficiencia que las proteinas (Fenucci et al., 1982; 1986) y parecen no tener la

importancia de los otros componentes en la dieta. En el mercado se pueden

adquirir dietas pelletizadas para camarones marinos, como por ejemplo, MR

10, MR 15, MR 20, MR 25, MR 30, MR 35, fabricadas con distintos

porcentajes de proteínas.

En algunas granjas ecuatorianas se suministra a los juveniles de los

precriaderos la dieta MR 35 para luego continuar alimentando en los

estanques de engorde con MR 25. En Estados Unidos, Texas, Chamberlain

et al. (1981) utilizan durante todo el período de cría de P. stylirostris y P.

vannamei una MR 20; mientras que en Panamá (Dirección Nacional de

Acuicultura, 1984) se utilizan las dietas MR 20 y MR 25. En Pleoticus muelleri

(langostino argentino) se ha utilizado con gran éxito un alimento comercial

con 40 % proteínas.

Page 34: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

46

2.2.2.9.3 Cantidad de alimento.

El porcentaje de alimentación varía en el tiempo, así por ejemplo en los

precriaderos de Panamá se comienza alimentando a P. stylirostris y P.

vannamei con el 25% de la biomasa existente, cantidad ésta que se

disminuye paulatinamente hasta un 3% en la etapa de cosecha (Dirección

Nacional de Acuicultura Panamá, 1984).

En los casos en que se utilizan precriaderos la alimentación debe

comenzar una semana después de colocados los juveniles y se debe

agregar alimento tratando de lograr un crecimiento medio de 0.8 a 1.0 g por

semana; es por ello que cada 10/15 días se deben realizar muestreos para

determinar el crecimiento (biomasa en el estanque), y de esa manera ajustar

la alimentación (Ver item 4.6)

En cuanto a P.stylirostris y P.vannamei se comienza suministrando a

animales de 1.5 g de peso medio alrededor del 20% de su biomasa, 4% para

camarones de 10 g y 3% para tallas superiores a los 14 g (Chamberlain et

al., 1981). En otras áreas por ejemplo Filipinas, Liu y Mancebo (1983)

engordando P. monodon comienzan alimentando con el 10% de la biomasa

durante los primeros 15 días siguen con 8% hasta los 30 días, 6% entre los

30 y 45 días y luego de los 45 días alimentan connel 4% de la biomasa,

hasta la cosecha.

En cuanto al langostino Pleoticus muelleri, en cultivos experimentales, se

suministró a ejemplares de 3 g 6% de su biomasa, ejemplares de 10 g el 3%

de la misma, finalizando la cosecha de langostinos de 20 g con una

alimentación diaria de 1.4%. Con respecto a la alimentación se debe tener en

cuenta que el factor de conversión de las dietas deberá ser inferior a 1:2 para

una mayor rentabilidad en la producción.

Page 35: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

47

2.2.2.10 Cosecha del Camarón.

Para realizar esta operación existen diversos métodos: uno consiste en

bajar paulatinamente el nivel de agua de los estanques hasta tener una

columna de agua de 20–30 cm, para luego utilizar di versos tipos de redes

para capturar los camarones (atarrayas, redes playeras).

Otro método consiste en vaciar parcialmente el estanque hasta el mismo

nivel anterior, para luego vaciarlo totalmente colocando a la salida de la

compuerta redes o cajas, éste es el método más utilizado en la actualidad.

Se debe tener cuidado de bajar el nivel de agua lentamente para evitar

corrientes fuertes que puedan aplastar a los camarones.

La cosecha se deber realizar entre el atardecer y las primeras horas de la

mañana a bajas temperaturas y tener hielo a disposición. Para las especies

americanas, el tamaño al cual se cosecha varía entre 15 y 25 g de peso

medio con un tiempo de engorde entre 120 y 160 días; en el caso de la

especie asiática P. monodon ésta se cosecha a tallas que varían entre 30/60

g de peso con un tiempo de engorde entre 120 y 180 días (Primavera y

Apud, 1980). Pleoticus muelleri alcanza en 150 días 20 g de peso medio, con

un rango que oscila entre 15 y 27 g.

2.3. Proceso de automatización de cultivo de camarón empleando energía alternativa.

2.3.1. Parámetros del sistema de energía La selección de los parámetros adecuados incide en la precisión y

consistencia en la evaluación en un sistema dado. Los parámetros son

constantes que caracterizan, por sus propiedades, el valor y la descripción

dimensional de un sistema específico o de un componente del sistema. La

real academia española la define como “variable que, en una familia de

Page 36: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

48

elementos, sirve para identificar cada uno de ellos mediante su valor

numérico”. Para la investigación y los equipos de desarrollo, son una medida

clave para la evaluación de productos y la calidad del producto para guiar las

decisiones futuras.

- Energía Alternativa

Las energías limpias o renovables, son aquellas cuya fuente es

proveniente de los recursos naturales lo cuales son considerados como

infinito e inagotable. Las fuentes de energía renovables tienen su origen de

ciclos de regeneración continuados basados, en mayor parte, en la energía

del sol, disipándose a través de ciclos naturales (Villarrubia, 2004).

Figura 5. Potencial Eólico y Solar en Venezuela.

Fuente: OPSIS y MENPET (2013).

Entre las energías renovables más conocidas se encuentran la energía

solar, la eólica (viento), la hidráulica y la biomasa. A diferencia de las fuentes

Page 37: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

49

de energía no renovables, se caracterizan por estar geográficamente bien

distribuidas, ser inagotables y respetuosas con el ambiente. Como se

muestra en la figura numero 2 Venezuela básicamente tiene un gran

potencial solar, eólico e hidráulico, donde actualmente las más aprovechada

es la hidráulica.

- Energía solar Como su propio nombre lo indica, es la energía procedente del sol emitida

en forma de radiación electromagnética. Nuestro planeta recibe del sol una

cantidad anual aproximada de 5,4x10 Joules, una cifra que representa

4.500 veces el total de energía que se consume (Sardon, 2003). El

aprovechamiento de la radiación solar depende principalmente la intensidad

de radiación solar recibida por la tierra, en función a la latitud además de la

altura de la zona; Los ciclos diarios anuales, a los que está sometido el

planeta, debido a los movimientos de rotación y traslación así como las

condiciones climatológicas.

- Energía solar fotovoltaica

Un sistema fotovoltaico se trata de un sistema autoabastecedor, ya que

aprovecha la irradiación solar para generar la energía eléctrica necesaria en

el suministro de una instalación (vivienda, pozo, sistema de riego, sistema de

telecomunicación, etcétera) (Pareja, 2010). Principalmente se ha creado del

tipo aislada para aquellas regiones donde no exista acceso a la red eléctrica

comercial o exista alguna deficiencia de la misma como se presenta en la

granja de referencia de la investigación actual.

En sistema fotovoltaico consta de cuatro elementos principales (figura 3),

el generador, el regulador de carga, la batería o acumulador y suministro

(Pareja, 2010). El generador es el panel, el cual es el responsable de generar

energía eléctrica, la batería de almacenarla y el regulador de que la batería

Page 38: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

50

funcione de manera óptima. Adicionalmente, Moro (2010) dice que los

paneles así como los baterías de un sistema fotovoltaico trabajan en

corriente continua, si el rango de tensión de operación de los equipos no

incluye la tensión de operación de la batería será necesario utilizar algún tipo

de conversor. Por otro lado si alguno de los equipos trabaja en corriente

alterna se empleara un inversor.

Figura 6. Sistema aislado fotovoltaico.

Fuente: Pareja (2010). 2.3.1.1. Longitud La longitud es la distancia angular que existe entre un punto cualquiera de

la superficie terrestre y el meridiano de Greenwich, medida sobre el paralelo

que pasa por dicho punto (figura 4). El meridiano de Greenwich divide a la

Tierra en dos hemisferios llamados Este (oriental) y Oeste (occidental). Al

meridiano de Greenwich, por el ser el meridiano de referencia, le

corresponde la longitud cero (Agustín, 2010).

Igualmente Mascarós (2015) explica que la longitud es el arco de ecuador

o distancia angular medida desde el meridiano de Greenwich al meridiano

del punto en cuestión. Se mide de 0° a 180°, y puede ser longitud este y

Page 39: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

51

oeste, dependiendo de si el punto se encuentra hacia el este u oeste del

meridiano de Greenwich.

Figura 7. Latitud y longitud.

Fuente: Agustín, (2010).

2.3.1.2. Latitud Es el arco de meridiano o distancia angular medida desde el ecuador de

la Tierra hasta el punto en cuestión, y puede ser latitud norte o latitud sur

según el hemisferio en el que se encuentre el punto en cuestión (Mascarós,

2015). Por otro lado Agustín (2010) dice que “es la distancia angular que

existe entre un punto cualquiera de la superficie terrestre y el ecuador,

medida sobre el meridiano que pasa por dicho punto (figura 4).

2.3.1.3. Orientación solar La orientación solar es definida por las coordenadas solares las cuales

Agustín (2010) las define respecto a la dirección vertical que es la dirección

que marcaría una plomada, que apuntando hacia abajo, se dirigiría hacia el

Page 40: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

52

centro de la Tierra y hacia arriba interceptaría a la esfera celeste (esfera

imaginaria de radio arbitrario, centrada en el observador) en un punto

denominado cenit (figura 5).

Figura 8: Coordenadas solares

Fuente: Agustín (2010).

- Elevación solar ys: es el ángulo que forman los rayos solares con la

horizontal (figura 5). Toma valores que van de (90° – φ – δ) en el

solsticio de invierno a (90° – φ + δ) en el solsticio de verano, siendo φ

la latitud del lugar y δ la declinación (Agustín, 2010). Por otro lado

Mascarós (2015), La define como la altura del sol con respecto al

plano horizontal del observador, por lo que se puede deducir que

cuando sale el sol la altura solar es cero.

- Acimut solar ψs: ángulo formado por el meridiano del sol y el

meridiano del lugar, tomando como referencia el Sur en el hemisferio

norte y el Norte en el hemisferio sur (figura 5). Tiene valores positivos

de 0 a 180° hacia el Oeste y negativos de 0 a –180° hacia el Este

(Agustín, 2010). De acuerdo a Roldan (2010), “es la distancia angular

entre el sur del plano horizontal y la intersección de este con el plano

perpendicular que contiene el sol”.

Page 41: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

53

- Ángulo o distancia cenital θzs: ángulo formado por la dirección del sol

y la vertical. Es el ángulo complementario de la elevación solar (figura

5) (Agustín, 2010).

La orientación del generador fotovoltaico viene definida por dos ángulos,

uno acimutal, ψ, o ángulo de la normal de la normal a la superficie respecto

del ecuador del observador y por un ángulo de inclinación β, de la superficie

respecto a la horizontal. Cuando el acimut es óptima coincide con el ecuador

del observador, ψ=0, hacia el Sur en el hemisferio Norte y hacia el Norte en

el hemisferio Sur) y es la orientación en la que se aprovecha de modo más

completo a lo largo del año la radiación del sol, su expresión matemática

queda de la siguiente manera.

βopt = 3,7 + 0,69 · |ɸ| (1)

Dónde:

β: ángulo de inclinación óptima (grados)

|ɸ|: latitud del lugar, sin signo (grados)

2.3.1.4. Irradiación

Es la medida de la energía solar por unidad de superficie que se recibe a

lo largo del año (Moro, 2010). Por otro lado Roldan (2010) la define como la

“energía incidente en una superficie por unidad de superficie, durante un

tiempo. Equivale a la unidad de potencia y se mide en kW/m ”.

Normalmente, la irradiación se refiere a un cierto periodo de tiempo, y así se

habla, por ejemplo, de irradiación horaria, diaria o mensual como la energía

luminosa incidente por unidad de superficie en una hora, un día o un mes.

Page 42: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

54

- Horas efectivas de sol

La productividad final, también conocida como Horas Equivalentes de Sol,

HES, se define como la energía útil producida por el sistema en un cierto

período de tiempo, respecto de la potencia nominal de la instalación,

expresada en kWh/kWp. La productividad de referencia se define como la

irradiación solar incidente en el plano del generador fotovoltaico en un

período de tiempo, expresada en kWh/m , respecto de la irradiancia solar en

condiciones estándar de 1 kW/m (Fernández, 2009). Siendo este cálculo

necesario para el dimensionado de las instalaciones fotovoltaicas.

HES =ε

1000 W m⁄ (2)

Existen diversos métodos para el cálculo de las horas efectivas, teniendo

en cuenta la definición anterior, sin embargo se puede precisar el método

más empleado por su sencillez y precisión, el del mes más desfavorable de

irradiación la cual se puede calcular empleando la ecuación 2, a fin de

garantizar la productividad final.

2.3.2. Lenguaje de programación

Es el área que conecta las fundaciones teóricas de la ciencia de la

computación, el algoritmo fuente para resolver problemas, para modernizar la

arquitectura de la computadora en los cuales los programas

correspondientes produce soluciones (Scott, 2009). El lenguaje de

programación es usado para unir los componentes de un gran sistema.

Page 43: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

55

De acuerdo a Pallás (2003) el lenguaje de programación es el medio de

expresión en el arte de la programación computacional. Un lenguaje de

programación ideal facilita a cualquier programador a escribir programas

claramente, porque los programas son destinados a ser entendidos,

modificados para su mejoramiento (actualizaciones) y mantenidos en un

periodo de vida.

2.3.2.1. Diagrama de bloques

Según Ogata (2003) un diagrama de bloque de un sistema es una

representación gráfica de las funciones que lleva a cabo cada componente y

el flujo de señales. Tales diagramas muestran relaciones existentes entre los

componentes. En pocas palabras es una representación menos compleja a

comparación de la forma matemática, del flujo de las señales del sistema

real. De acuerdo Avallone y Baumeister (2001) el diagrama físico del sistema

se convierte a un diagrama de bloques para que los diferentes componentes

del sistema puedan situarse en una base matemática común para analizarlas

como parte de un sistema.

2.3.2.2. Lenguaje G

La mayoría de los lenguajes se basan en una programación imperativa,

que es simplemente una sucesión de operaciones. Sin embargo, el lenguaje

G no usa una programación imperativa sino una ejecución basada en el flujo

de datos (dataflow) (Lajara y Pelegrí, 2011). Y los programas diseñados en

el son llamados “Instrumentos Virtuales”, conocidos por sus siglas en ingles

de VI (Virtual Instrument). Se denominan instrumentos virtuales porque su

aspecto reseña al de un instrumento real.

Page 44: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

56

Por otro lado Ruiz y Molina (2010), dicen que mientras otros lenguajes

como C o Basic, están basados en texto, el lenguaje G es una programación

gráfica, el cual consta de una interfaz interactiva de usuario y un diagrama de

flujo de datos que hace las funciones de código fuente. El instrumento virtual

recibe instrucciones de un diagrama de bloques que se construye en G. El

diagrama de bloques en la solución grafica a un determinado problema de

programación así como es también el código fuente de nuestro programa.

2.3.3. Equipos mecánicos

Los equipos mecánicos o mecanismos están compuestos por un conjunto

de elementos que cumplen una función para lograr un fin específico.

Utilizamos las máquinas de forma cotidiana, la mayoría de ellas incorporan

mecanismos que transmiten y/o transforman movimientos. El diseño de

máquinas exige escoger el mecanismo adecuado, no sólo por los elementos

que lo componen, sino también por los materiales y medidas de cada uno.

2.3.3.1. Bombas

De acuerdo a Mataix (1975) la bomba es una turbo maquina generadora

para líquidos. La bomba se usa para transformar la energía mecánica en

energía hidráulica. Por otro lado Bernad y Rodríguez (2013) dicen que “si la

maquina cede energía al flujo se llama impulsora, y las maquinas impulsoras

que trabajan con líquidos se denominan bombas”. Las bombas son utilizadas

para impulsar toda clase de líquidos (agua, aceites, leche, entre otros).

Adicionalmente líquidos viscosos con sólidos en suspensión, como melazas,

fangos, desperdicios, cuajada, entre otros.

Las bombas empleadas en la industria alimentaria son conocidas como

bombas sanitarias, las cuales tienen características especiales para

Page 45: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

57

garantizar el buen manejo de los alimentos así como la buena operación de

la bomba entre ellos: gran resistencia a la corrosión, no debe producir

espuma o triturar alimentos, fácil de desarmar para su limpieza, sistema de

lubricación totalmente estanco, menor número de partes desgastables,

empaques totalmente sellados en el interior de la carcasa, entre otros.

(Zubicaray, 2004). La configuración de la bomba puede variar dependiendo

de cuál de estas aplicaciones se utiliza generalmente puede ser centrífuga,

rotatoria o reciprocante.

De acuerdo a Kyabram (2007) las bombas centrífugas de eje vertical con

impulsores abiertos son comúnmente utilizadas en las granjas lecheras para

el bombeo de sumideros de estanques y sistemas de rociadores. Estas

unidades trabajan bien siempre que los sólidos que entran en la bomba no

son largos e inflexibles. Sistemas de alta presión por lo general justifican la

instalación de una bomba de rotor de tornillo helicoidal, una bomba altamente

eficiente cuando se utilizan para el bombeo del efluente libre de sólidos

abrasivos. Las bombas de manejo de efluentes más comúnmente utilizados

se basan en uno de los tres diseños que se describen en la tabla 5.

Page 46: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

58

Cuadro 1 Características de bombas.

Tipo de bomba Máx.

Contenido sólido (%)

Tasa de flujo volumétrico

(L/s)

Altura Bomba

(m) Potencia (kW) Aplicaciones Comentario

Centrífuga convencional

(eje horizontal) 5 >2 >60 35

Recirculación. El riego por

aspersión.

Debe tener efluente de alta

calidad. Necesidad de

cebado.

Eje vertical Abierto y semi

abierto (centrifuga)

15 <80 90 40

Transfiere a almacenamiento.

Riego por gravedad.

Hasta 2 metros de capacidad de elevación.

Evita las válvulas de cebado y de

los pies.

Sumergible (centrífuga)

15 <4 <10 7.5 Transferencia a

almacenamiento, poco común.

Baja capacidad de elevación.

Tornillo elíptico (rotor)

6 <1.5 >60 30

Riego por aspersión.

Bombeo de agua a larga distancia.

Bombeo de almacenamiento

elevada

. Bueno para alta efluentes

sólidos. Material

abrasivo puede destruir estator.

Bomba pistón 20 <1 <10 7.5

Traslado al almacenamiento

de material fibroso. Bombeo

de fangos.

Uso limitado de los efluentes. Bueno para

sólidos y lodos.

Bomba de vacío 10 <1.5 Máximo 3.5 m

40 Sifones de cebado.

Bueno para los residuos

ganaderos.

Fuente: Elaboración Propia (2018).

Page 47: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

59

2.3.4. Equipos electrónicos

Consiste en una combinación de componentes electrónicos organizados

en circuitos, destinados a controlar señales eléctricas. Los elementos

combinados adecuadamente, permiten la realización de funciones diversas,

como la medición de parámetros físicos, generación de señales de distintas

frecuencias, detección de estas mismas señales, funciones que de alguna

manera son susceptibles de ser procesadas mediante señales eléctricas.

2.3.4.1. Paneles solares

Un panel solar está formado por un conjunto de células, conectadas

eléctricamente, encapsuladas y montadas sobre una estructura de soporte o

marco. Proporciona en su salida de conexión una tensión continua, y se

diseña para valores concretos de tensión (6V, 12V, 24V), que definirán la

tensión a la que va a trabajar el sistema fotovoltaico (Agustín, 2010). Los

paneles solares destacan por ser capaces de recoger la energía que

proviene de la luz solar, gracias al uso de una silicona y de otros materiales

que le permiten almacenar dicha energía.

Los paneles o módulos fotovoltaicos son un conjunto de células

conectadas convenientemente de forma (figura 6) que reúnan unas

condiciones determinadas que los hagan compatibles con las necesidades

así como a los equipos existentes en el mercado. Los módulos proporcionan

a las células: resistencia mecánica, protección contra los agentes externos,

aislamiento eléctrico que garantiza su duración favoreciendo la máxima

captación solar evacuando el calor para mejorar el rendimiento (Méndez,

2007). Para que los paneles, puedan trabajar a máximo rendimiento es

necesario que incida sobre él la luz del sol. Cuando no se da esta situación,

Page 48: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

60

la energía que se utiliza es aquella que se ha ido acumulando en el sistema

de almacenaje.

Figura 9. Estructura general de un panel solar.

Fuente: Méndez (2007).

2.3.4.2. Generador fotovoltaico

De acuerdo a Pareja (2010) el generador fotovoltaico es aquel que

proporciona la tensión/corriente encargada de mantener la carga de la

batería. Adicionalmente Agustín (2010), dice que “son generadores de

electricidad que transforman la energía que proporciona la luz del sol en

corriente eléctrica de tipo continua”.

- Cálculo de Carga real

Determinando el valor de la carga mediante la ecuación número 3, el valor

total se determina adicionando los consumos individuales de cada elemento

del sistema, el cual viene dado por el producto de la potencia requerida de

cada carga en el sistema como tal, por el tiempo en horas de uso que se le

asigne individualmente. Por lo tanto el consumo energético viene dado en

Wh o kWh (Watts horas o kilo Watts hora).

Page 49: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

61

퐸 = 푃(푤푎푡푡푠) ∗ 퐻(3)

Dónde:

퐸 :퐸푛푒푟푔í푎푒푛푃표푡푒푛푐푖푎ℎ표푟푎

푃(푤푎푡푡푠):푃표푡푒푛푐푖푎푑푒푐푎푟푔푎

퐻:퐻표푟푎푠푑푒푢푠표

El concepto fundamental del diseño de un sistema fotovoltaico es el de

obtener un balance entre la energía generada y la consumida por la carga,

más las pérdidas del sistema. Este equilibrio debe preservarse para la

condición de trabajo más desfavorable que se anticipe (Gasquet, 2004). La

carga real asumiendo perdidas se puede calcular mediante la ecuación

número 4.

퐸 _ =퐸푅 (4)

Donde:

퐸 :퐸푛푒푟푔푖푎푒푛푃표푡푒푛푐푖푎ℎ표푟푎푎푠푢푚푖푒푛푑표푝푒푟푑푖푑푎푠

푒푛푙푎푖푛푠푡푎푙푎푐푖표푛푓표푡표푣표푙푡푎푖푐푎

푅:퐸푓푖푐푖푒푛푐푖푎푑푒푙푎푖푛푠푡푎푙푎푐푖표푛

Cuanto un tipo de energía es convertido en otro la eficiencia del proceso

nunca alcanza el 100%, ya que siempre existe perdidas. La doble conversión

energética que toma lugar dentro de una batería obedece esta ley física.

Habrá, por lo tanto, perdidas de energía durante el proceso de carga y

descarga. En el inversor también se hace referencia a las pérdidas que se

tienen al hacer la conversión de CC a CA. Adicionalmente siempre hay

algunas pérdidas que se escapan de las categorías anteriores, todas estas

se agrupan en las dispersas o misceláneas. En la ecuación 5 se denota la

consideración de las pérdidas antes mencionadas para el cálculo de la

eficiencia de la instalación.

Page 50: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

62

푅 = (1 − 퐾 −퐾 − 퐾 ) 1−퐾 푁푃 (5)

Donde:

퐾 :퐶표푒푓푖푐푖푒푛푡푒푑푒푝푒푟푑푖푑푎푠푑푒푙푎푐푢푚푢푙푎푑표푟표푏푎푡푒푟푖푎

0.05:푠푖푠푡푒푚푎푠푞푢푒푛표푑푒푚푎푛푑푒푛푐푎푟푔푎푠푖푛푡푒푛푠푎푠

0.1: 푠푖푠푡푒푚푎푠푐표푛푑푒푠푐푎푟푔푎푠푝푟표푓푢푛푑푎푠

퐾 :퐶표푒푓푖푐푖푒푛푡푒푑푒푝푒푟푑푖푑푎푠푒푛푒푙푖푛푣푒푟푠표푟

0.05: 퐼푛푣푒푟푠표푟푒푠푠푖푛푢푠표푖푑푎푙푒푠푝푢푟표푠,표푝푡푖푚표푠

0.1:푂푡푟푎푠푐표푛푑푖푐푖표푛푒푠푑푒푡푟푎푏푎푗표푠, 푙푒푗표푠푑푒푙푎푠표푝푡푖푚푎푠

퐾 :퐶표푒푓푖푐푖푒푛푡푒푑푒푝푒푟푑푖푑푎푠푚푖푠푐푒푙푎푛푒푎푠

0.05 − 0.15

퐾 :퐶표푒푓푖푐푖푒푛푡푒푑푒푎푢푡표푑푒푠푐푎푟푔푎푑푖푎푟푖표

0.002:푝푎푟푎푏푎푡푒푟푖푎푠푑푒푏푎푗푎푎푢푡표푑푒푠푐푎푟푔푎푠푁푖 − 퐶푑

0.005:푃푎푟푎푏푎푡푒푟푖푎푠퐸푠푡푎푐푖표푛푎푟푖푎푠푑푒푃푙표푚표 − 퐴푐푖푑표

(푛표푟푚푎푙푒푠)

0.012:푝푎푟푎푏푎푡푒푟푖푎푠푑푒푎푙푡푎푎푢푡표푑푒푠푐푎푟푔푎푠(푎푢푡표푠)

푁:푁푢푚푒푟표푑푒푑푖푎푠푑푒푎푢푡표푛표푚푖푎푑푒푙푎푖푛푠푡푎푙푎푐푖표푛.푆표푛푙표푠푑푖푎푠

푞푢푒푙푎푖푛푠푡푎푙푎푐푖표푛푑푒푏푒푟푎표푝푒푟푎푟푏푎푗표푢푛푎푖푟푟푎푑푖푎푐푖표푛푚푖푛푖푚푎푒푛푑푖푎푠

푛푢푏푙푎푑표푠푐표푛푡푖푛푢표푠, 푝표푟푙표푔푒푛푒푟푎푙푠표푛푑푒3푎10푑푖푎푠

푃 :푃푟표푓푢푛푑푖푑푎푑푑푒푑푒푠푐푎푟푔푎푑푒푙푎푏푎푡푒푟푖푎.푃표푟푙표푔푒푛푒푟푎푙푛표푒푥푐푒푑푒푑푒푙80%

- Calculo de rama de paneles

La conexión de varios paneles en paralelo surge de la necesidad de

alcanzar valores determinados de salida de corriente sin cambiar el voltaje.

Por otro lado para la conexión de paneles en serie se logra el aumento de la

tensión mientras que se mantiene la misma corriente. Al tener conectado

únicamente varios paneles en paralelo si su valor de salida es superior a

70A, los paneles y el sistema pueden fallar por una deficiente administración

de energía, para evitar esto se utiliza conexión en serie-paralelo, a fin de

aumentar la tensión y la corriente simultáneamente. Para resolver el

Page 51: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

63

problema antes mencionado y optimizar la eficiencia energética de todo el

sistema (Gasquet, 2004).

Se debe determinar primeramente la cantidad total de paneles

fotovoltaicos para posteriormente saber la configuración (paralelo o en serie)

donde ello va dado por la carga real asumiendo perdidas (explicado en

puntos anteriores), las características del panel seleccionado para la planta

de generación eléctrica fotovoltaica, así como la cantidad de horas efectivas

del sol en la zona donde será implantada la planta, tal y como se muestra en

la ecuación número 6.

푃푎푛푒푙푒푠푡표푡푎푙푒푠 =퐸

0.9 푊 × 퐻퐸푆(6)

Dónde:

퐸 :퐸푛푒푟푔푖푎푒푛푃표푡푒푛푐푖푎ℎ표푟푎푎푠푢푚푖푒푛푑표푝푒푟푑푖푑푎푠

푒푛푙푎푖푛푠푡푎푙푎푐푖표푛푓표푡표푣표푙푡푎푖푐푎

푊 :푃표푡푒푛푐푖푎푁표푚푖푛푎푙푑푒푙푃푎푛푒푙푠표푙푎푟

퐻퐸푆:퐻표푟푎푠푒푓푒푐푡푖푣푎푠푑푒푠표푙푑푒푙푙푢푔푎푟

Una vez determinado el número total de paneles del sistema fotovoltaico,

es necesario saber cómo estarán configurados para su mayor

aprovechamiento energético, para lo cual se establecen las 2 relaciones

siguientes para configuraciones en serie-paralelo respectivamente.

푃푎푛푒푙푒푠푡표푡푎푙푒푠푒푛푠푒푟푖푒 =푉

푉 (7)

Page 52: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

64

Resultado que se procede a sustituir en la ecuación 8, para el cálculo de

las ramas de paneles en paralelo.

푃푎푛푒푙푒푠푡표푡푎푙푒푠푒푛푝푎푟푎푙푒푙표 =푃푎푛푒푙푒푠푡표푡푎푙푒푠푝푎푛푒푙푒푠푒푛푠푒푟푖푒 (8)

- Canalizaciones eléctricas Las canalizaciones eléctricas, refiere al tendido de cables y su selección

del calibre o tamaño del conductor requerido para una aplicación, se

determina mediante, la corriente requerida por la carga, la caída de tensión

admisible y las corrientes de cortocircuito. Adicionalmente se debe considerar

las protecciones o interruptores por corrientes de disparo para lo cual, se

determinara a continuación las corrientes de disparo mínimas nominales así

como el voltaje máximo para reforzar la seguridad en las instalaciones; para

ello se presenta las siguientes ecuaciones de acuerdo al bloque del sistema

eléctrico específicamente fotovoltaico.

Línea principal (Bloque de generación-regulación)

퐼 = 퐼 × 1.25

Donde:

퐼 :퐶표푟푟푖푒푛푡푒푑푒푑푖푠푝푎푟표푚푖푛푖푚푎푠푛표푚푖푛푎푙푒푠

퐼 :퐶표푟푟푖푒푛푡푒푑푒푑푖푠푒ñ표푡푒표푟푖푐푎

푉 = 푛푢푚푒푟표푑푒푝푎푛푒푙푒푠 × 푉 (10)

Líneas Secundarias (Regulador-Inversor)

퐿 =푤

푉 × 0.9 × 1.25(11)

Dónde:

Page 53: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

65

푤 :푃표푡푒푛푐푖푎푑푒푙푖푛푣푒푟푠표푟

푉 :푉표푙푡푎푗푒푛표푚푖푛푎푙

퐿 :퐶표푟푟푖푒푛푡푒푑푒푑푖푠푝푎푟표

Líneas Secundarias (Regulador-Acumulador)

퐼 =퐼

1.04 × 1.25(12)

Puesta a Tierra

퐼 = 퐼 × 1.5(13)

Sección del cable

푆 = 3.56퐼 × 퐿∆푉 × 푉 (24)

Dónde:

푆` :푆푒푐푐푖표푛푑푒푙푐푎푏푙푒푑푒푙푎푙푖푛푒푎푝푟푖푛푐푖푝푎푙(푚푚)

퐼 :퐶표푟푟푖푒푛푡푒푑푒푑푖푠푝푎푟표

3.56:퐹푎푐푡표푟푝푎푟푎푐표푛푑푢푐푡표푟푒푠푑푒푐표푏푟푒

∆푉: 퐶푎푖푑푎푑푒푉표푙푡푎푗푒퐴푑푚푖푠푖푏푙푒(%)

푉 :푇푒푛푠푖표푛푁표푚푖푛푎푙(푉)

퐿 : 퐿표푛푔푖푡푢푑푑푒푙푐푎푏푙푒(푚)

- Separación entre hileras de módulos fotovoltaicos

El IDEA (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía) en su

pliego de condiciones técnicas de instalaciones conectadas a red, establece

una fórmula sencilla para calcular la distancia mínima. Según éste, la

distancia mínima deberá garantizar un mínimo de 4 horas de sol en torno al

mediodía del solsticio de invierno. La distancia mínima “d”, viene dado por la

siguiente ecuación.

Page 54: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

66

푑 = 1.25 × 푙푠푒푛푙푎푡푖푡푢푑

tanℎ + cos 푙푎푡푖푡푢푑 (14)

La altura solar “h” depende de la latitud del lugar y la declinación solar.

Ésta se calcula mediante la siguiente fórmula:

ℎ = 90− Ф− δ(15)

Siendo:

ℎ:퐴푙푡푢푟푎푆표푙푎푟

Ф = 푙푎푡푖푡푢푑

훿 = 푑푒푐푙푖푛푎푐푖ó푛푠표푙푎푟(á푛푔푢푙표푒푛푡푟푒푙푎푙í푛푒푎푆표푙

−푇푖푒푟푟푎푦푒푙푝푙푎푛표푒푐푢푎푡표푟푖푎푙푐푒푙푒푠푡푒)

- Calculo de la estructura y soportes de los paneles Los paneles solares están sujetos a la acción del viento en las que debido

a su forma, son vulnerables a los efectos aerodinámicos. Aunque el viento

tiene naturaleza dinámica, es satisfactorio tratar al viento como una carga

estática. Se entiende mejor los factores que actúan sobre la presión estática

mediante la siguiente ecuación.

푞 =12휌푣 (16)

Dónde:

푞:푃푟푒푠푖표푛푑푖푛푎푚푖푐푎(푝푎)

휌:퐷푒푛푠푖푑푎푑푑푒푙퐴푖푟푒

푣:푉푒푙표푐푖푑푎푑푝푟표푚푒푑푖표푑푒푙푣푖푒푛푡표

Se calcula así, la fuerza de impacto del viento sobre los paneles de

manera horizontal con la expresión

Page 55: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

67

푓 = 푞 × 퐴 × 푠푒푛(푎푛푔푢푙표푑푒푖푛푐푙푖푛푎푐푖표푛푑푒푙푝푎푛푒푙)(17)

Dónde:

푓 :퐹푢푒푟푧푎푑푒푙푣푖푒푛푡표

푞: 푃푟푒푠푖표푛푑푖푛푎푚푖푐푎(푝푎)

퐴:퐴푟푒푎(푚 )

2.3.4.3. Reguladores de carga El regulador que se encarga los procesos de carga y descarga de la

batería, adaptando los diferentes ritmos de producción y la demanda de

energía. Existen dos tipos de reguladores: paralelo o shunt y serie para baja

y alta potencia respectivamente (Pareja, 2010). Ahora bien de acuerdo a

Roldan (2010) es “un aparato que controla la corriente que llega del equipo

generador fotovoltaico y lo envía hacia las baterías, regulando la carga y

descarga, hacia la utilización. De acuerdo a este autor se clasifican en

reguladores de una etapa y de dos etapas, siendo estos últimos los más

empleados.

- Sistema de regulación Para controlar los procesos de carga y descarga se utiliza un regulador de

carga. Este elemento es el encargado de proteger la batería contra

sobrecargas o contra sobre descargas excesivas que podrían resultar

dañinas para la batería, acortando su vida útil. Cuando el regulador detecta

que la batería está siendo sobrecargada, desconecta el generador

Fotovoltaico y cuando detecta que la batería está siendo sobre cargada,

desconecta los consumos. A continuación se presenta la ecuación número

18 la cual representa la corriente de diseño teórica.

퐼 = 푛푢푚푒푟표푑푒푝푎푛푒푙푒푠 × 퐼 (18)

Dónde:

Page 56: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

68

퐼 :퐶표푟푟푖푒푛푡푒푑푒푑푖푠푒ñ표푡푒표푟푖푐푎

퐼 :퐶표푟푟푖푒푛푡푒푑푒퐶표푟푡표푐푖푟푐푢푖푡표푑푒푙푝푎푛푒푙푓표푡표푣표푙푡푎푖푐표

La ecuación anterior representa el cálculo de la corriente de diseño

teórica, necesaria para la selección del regulador. Y en base de ella se

puede asumir un porcentaje mayor de corriente para asegurar un sobre

voltaje en el sistema a determinar. El dispositivo de protección (regulador)

debe permitir el flujo de la corriente de diseño del circuito, de allí la

importancia de tenerla en cuenta en este punto en particular.

2.3.4.4. Acumulador La batería o acumulador se encarga de proporcionar energía a la

instalación, cuando la irradiación solar sea escasa o nula (Pareja, 2010). De

igual manera Roldan (2010) la define como aquella cuya finalidad es la de

almacenar energía para cederla después a las instalaciones cuando la

precise y no haya posibilidad de generarla, porque el sol se ha ocultado o no

hay luz. Las mismas cargan solo corriente continua y suministran corriente

continua, los valores nominales de tensión son de 2 a 12 V estas últimas

tienen capacidad de hasta 400 Ah.

- Sistema de acumuladores Las tres características que definen una batería de acumulación es la

cantidad de energía que puede almacenar, la máxima corriente que puede

entregar y la profundidad de descarga que puede sostener. La cantidad de

energía que puede acumular está dada por el número de watts.hora (Wh) de

la misma (Gasquet, 2004). La capacidad (C) de una batería de sostener un

régimen de descarga está dada por el número de amperes.hora (Ah).

Adicionalmente se puede definir el número de Wh multiplicando el valor del

Page 57: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

69

voltaje nominal por el número de Ah tal y como es mostrado en la siguiente

ecuación.

퐸 _ = 퐸 × 푉 (19)

Donde

퐸 :퐸푛푒푟푔푖푎푒푛푃표푡푒푛푐푖푎ℎ표푟푎푎푠푢푚푖푒푛푑표푝푒푟푑푖푑푎푠

푉 :푉표푙푡푎푗푒푛표푚푖푛푎푙푑푒푙푠푖푠푡푒푚푎

퐸 :푉푎푙표푟푑푒푑푒푚푎푛푑푎푑푒푙푎푐푢푚푢푙푎푑표푟

Despejando en la ecuación número 19 a 퐸 , obtenemos el valor de

demanda del acumulador.

퐸 =퐸 _

푉 (19)

Al convertir el voltaje hay perdidas de energía y los acumuladores nunca

llegan a su capacidad nominal del 100%, es por ello se deben considerar

distintas categorías de perdidas, en las cuales influyen la temperatura, el

envejecimiento así como el factor de crecimiento de la misma (ecuación 20).

퐹 = 푓 × 푓 × 푓 (20)

Sustituyendo la ecuación 20 en la ecuación 21, obtenemos la carga de

acumulación ¨퐶 ¨ (Ah), la cual nos permite seleccionar el acumulador más

idóneo para el sistema fotovoltaico necesario para la planta de consumo.

퐶 =퐹 × 퐸 × 푡

휂 (21)

Dónde:

푓 :퐹푎푐푡표푟푑푒푡푒푚푝푒푟푎푡푢푟푎.푇 > 25º퐶 ≈ 1.0

Page 58: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

70

푓 :퐹푎푐푡표푟푑푒퐸푛푣푒푗푒푐푖푚푖푒푛푡표 ≈ 1.25

푓 :퐹푎푐푡표푟푑푒푐푟푒푐푖푚푖푒푛푡표 ≈ 1.1 − 1.15

퐸 :푉푎푙표푟푑푒푑푒푚푎푛푑푎푑푒푙푎푏푎푡푒푟푖푎

푡 :푇푖푒푚푝표푞푢푒푙푎푏푎푡푒푟푖푎푓푢푛푐푖표푛푎푟푎푑푒푚푎푛푒푟푎푎푢푡ó푛표푚푎

≈ 3푑푖푎푠

휂:퐸푓푖푐푖푒푛푐푖푎푑푒푙푎푏푎푡푒푟푖푎 ≈ 80%

Sabiendo el valor de 퐶 podemos determinar la cantidad de baterías a

utilizar realizando la relación entre la carga de acumulación total antes

mencionada y la carga de acumulación de la batería seleccionada como se

muestra en la ecuación número 22.

푁푢푚푒푟표푑푒푏푎푡푒푟푖푎푠 =퐶

퐶 (22)

2.3.4.5. Inversor El inversor de un sistema fotovoltaico es un dispositivo electrónico de

potencia que transforma en corriente alterna la corriente continua

proveniente de los paneles solares o módulos (Chivelet, 2007). La corriente

alterna es igual que la utilizada en la red eléctrica: 220 V de valor eficaz y

una frecuencia de 50 Hz. Es un elemento imprescindible en las instalaciones

conectadas a red, y estará presente en la mayoría de instalaciones

autónomas (Mascarós, 2015).

- Bloque de conversión

La conversión de CC a CA se lleva a cabo con una eficiencia que oscila

entre el 75 y 91%. Esto significa que las perdidas varían entre el 25 y 9% de

la potencia suministrada a la entrada. Los valores porcentuales más

elevados corresponden a los modelos que manejan bajo valor de potencia.

Esto se debe a que el consumo del circuido del inversor no crece

Page 59: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

71

proporcionalmente con el aumento de la potencia que este puede manejar

(Gasquet, 2004). A continuación se muestra la ecuación número 23 la cual

nos permite calcular la carga de inversión:

푊 =퐸 _ × 75

100 (23)

Donde:

푊 :퐿푎푐푎푟푔푎푑푒푖푛푣푒푟푠푖표푛푒푛푊푎푡푡푠

퐸 :퐸푛푒푟푔푖푎푒푛푃표푡푒푛푐푖푎ℎ표푟푎푎푠푢푚푖푒푛푑표푝푒푟푑푖푑푎푠

2.3.4.6. Pulsadores Un pulsador es un tipo simple de interruptor que controla una acción en

una máquina o algún tipo de proceso. La mayoría del tiempo, los botones

son de plástico o de metal. La forma del botón pulsador puede ajustarse a los

dedos o las manos para facilitar su uso, o que simplemente puede ser plana.

Todo depende del diseño individual. El pulsador puede ser normalmente

abierto o normalmente cerrado (Rohner, 1996). Es un elemento o dispositivo

simple, utilizado para ejercer una función en un proceso al ser activado o

presionado.

2.3.4.7. Conectores De acuerdo a Pérez (2009) la conexión entre los medios de transmisión

guiados y un procesador digital se realizan mediante conectores

(macho/hembra), que tienen un numero de terminales así como unas

dimensiones establecidas por algún organismo de normalización. Por otro

lado Medina (2010), afirma que la fijación de los diferentes módulos que

componen un autómata, se realiza mediante los conectores que aseguran la

unión entre el rack y los módulos. Adicionalmente los conectores permiten

ampliar la estructura el PLC mediante otros racks.

Page 60: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

72

2.3.4.8. Sensores Un sensor es un dispositivo que, a partir de la energía del medio donde se

mide, da una señal de salida transducible que es función de la variable

medida (Pallás, 2003). También se denomina detector por estar en contacto

con la variable, con lo que utiliza o absorbe energía del medio controlado

para dar, al sistema de medición, una indicación en respuesta a la variación

de la variable (Creus, 2011).

El sensor es un componente electrónico catalogado a su vez como

elemento primario porque capta el valor de la variable del proceso, son

capaces de detectar magnitudes físicas o químicas y en función de eso

enviar una señal de salida predeterminada. Adicionalmente el mismo puede

formar parte de otro instrumento (como por ejemplo el transmisor) o bien

puede estar separado.

2.3.4.9. Actuadores Los actuadores en un controlador de procesos activa el programa de

instrucciones, simplemente desempeñan el trabajo en el proceso. Ellos

permiten que las variables del proceso sean de acuerdo con los parámetros

del proceso. En automatización, los actuadores son dispositivos hardware,

maquinas o sistemas que convierten una señal de comando del controlador a

cambios en un parámetro físico (Kandray, 2010).

El actuador constituye un elemento del lazo de control que traduce la

señal recibida del controlador en la acción del dispositivo de control final

sobre el proceso. El actuador es un dispositivo de salida fundamental en toda

instalación automatizada (Sánchez, 2006). Estos elementos llevan a cabo

órdenes provenientes del controlador el cual toma una decisión de acuerdo a

los parámetros establecidos. Donde el actuador posteriormente realiza

cambios físicos en la variable del sistema.

Page 61: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

73

2.3.4.10. PLC

De acuerdo Rohner (1996) los controladores programables lógicos, “son

equipos especialmente diseñados, típicamente tienen componentes

interrelacionados tales como: una sección entrada/salida, que conecta el

PLC con la máquina y sus sensores, válvulas, entre otros; un CPU, el cual se

compone de un microprocesador; un dispositivo de programación, que puede

ser una consola de programación portátil”.

El PLC es una tecnología que imparte control automático sobre tareas o

eventos a través del uso de tecnología eléctrica y computación. Esto es

logrado mediante el monitoreo del estado de un sistema dado, mediante

sensores que proveen la información de entrada al PLC (Kandray, 2010).

Basándose en las entradas, el PLC toma decisiones y adopta medidas

apropiadas en el sistema mediante la salida de información hacia los

actuadores. La salida al sistema se basa únicamente en el estado de estas

entradas.

2.4. Factibilidad económica (VAN ) El VAN es una herramienta financiera procedente de las matemáticas

financieras que nos permite evaluar la rentabilidad de un proyecto de

inversión, entendiéndose por proyecto de inversión no solo como la creación

de un nuevo proyecto, sino también, como inversiones que podemos hacer

en una planta o negocio que ya está en marcha, tales como el desarrollo de

un nuevo producto, la adquisición de nueva maquinaria, el ingreso en un

nuevo rubro de negocio, entre otros.

Page 62: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

74

Cuadro 2 Criterios de aceptación o rechazo de un proyecto según el VAN

VAN=X>0 El plan permite un

ahorro de X unidades monetarias por encima

de lo exigido

PROYECTO FACTIBLE

VAN=Y<0 El plan propuesto no

logra una disminución de los costos

PROYECTO NO FACTIBLE

Fuente: Rubilar (2010).

De acuerdo a Aguiar (2006) el VAN es el valor que se obtiene de medir

los flujos de caja futuros del proyecto que se quiere poner en marcha o en el

que se quiere invertir, descontando la inversión inicial que necesitamos. Si el

resultado obtenido es positivo, en este caso el proyecto es viable. Si lo que

queremos es conocer si va a ser viable o no la inversión hay que tener en

cuenta que a estos flujos de caja futuros que vamos a recibir tenemos que

quitarles la tasa de interés que hubiéramos obtenido de haber invertido este

capital en un producto financiero seguro. Como se muestra en la ecuación

푉퐴푁 =훴퐹퐴푁

(1 + 푇푀퐴푅) − 퐼표(24)

Dónde:

푉퐴푁 = 푉푎푙표푟푎푐푡푢푎푙푛푒푡표

푁 = 푁푢푚푒푟표푑푒푝푒푟푖표푑표푠푑푒푒푣푎푙푢푎푐푖ó푛

퐹퐴푁 = 퐹푙푢푗표푎푐푡푢푎푙푛푒푡표

퐼표 = 퐼푛푣푒푟푠푖ó푛푖푛푖푐푖푎푙

푇푀퐴푅 = 푇푎푠푎푚푖푛푖푚푎푎푡푟푎푐푡푖푣푎푑푒푟푒푡표푟푛표

Analíticamente la ecuación anterior se expresa como la diferencia entre el

desembolso inicial (que no se actualiza ya que se genera en el momento

actual) y el valor actualizado, al mismo momento, de los cobros así como

Page 63: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

75

pagos futuros, a los que se denomina flujo actual neto, es decir, la

metodología consiste en descontar al momento actual (es decir, actualizar

mediante una tasa) todos los flujos de caja (flujo actual neto) futuros o en

determinar la equivalencia en el tiempo 0 de los flujos de efectivo futuros que

genera un proyecto y comparar esta equivalencia con el desembolso inicial.

푇푀퐴푅 = 퐼 + 퐹 + 퐼 ∗ 퐹(25)

Dónde:

푇푀퐴푅 = 푇푎푠푎푚푖푛푖푚푎푎푡푟푎푐푡푖푣푎푑푒푟푒푡표푟푛표

퐼 = 푇푎푠푎푖푛푓푙푎푐푖표푛푎푟푖푎푝푟표푚푒푑푖표

퐹 = 푇푎푠푎푑푒푟푖푒푠푔표

Respecto a la TMAR, como en todos los países hay inflación, aunque su

valor sea pequeño, crecer en términos reales significa ganar un rendimiento

superior a la inflación, ya que si se gana a un rendimiento igual a la inflación

el dinero no crece sino que mantiene su poder adquisitivo. En ésta la razón

por la cual no debe tomarse como referencia la tasa de rendimiento que

ofrecen los bancos, pues es bien sabido que la tasa bancaria (tasa pasiva)

es siempre menor a la inflación. Si los bancos ofrecieran una tasa igual o

mayor a la inflación implicaría que, o no ganan nada o que transfieren sus

ganancias al ahorrador, haciéndolo rico y descapitalizando al propio banco,

lo cual nunca va a suceder. De allí la importancia a tenerla en cuenta.

3. Sistemas De Variables

3.1. Definición Nominal:

Automatización del proceso de cultivo de camarón empleando energía

alternativa.

Page 64: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

76

3.2. Definición Conceptual: Según Kalpakjian (2002), Guzmán (1990) y Sardón (2003), la

automatización del proceso de cultivo de camarón se resumen en el

mejoramiento del proceso como tal, tanto en el rendimiento así como de la

eficiencia en las funciones operacionales del mismo, con el fin de garantizar

la calidad del producto final, mediante la medición y control de las variables

esenciales en la fase de cosecha del camarón. Siendo estos equipos

potenciados por una fuente de energía alternativa no contaminante de

acuerdo al recurso natural más abundante en la zona.

3.3. Definición Operacional: La automatización del cultivo de camarón sustentando con energía

alternativa, consiste en la interrelación de un conjunto de sub sistemas y

elementos que estando en contacto con el proceso, permiten la medición de

las variables inmersas en el mismo, originando de esta manera acciones de

control que regulen y permitan que el proceso se desarrolle dentro de los

parámetros necesarios para que este sea considerado exitoso. Generando

como resultado una cosecha de camarones, con un producto final de calidad

pero también logrando, disminución en costos de producción y riesgos

laborales. En donde el sistema como tal se alimente mediante una energía

renovable como lo son la eólica, solar, mareomotriz entre otras. (Pérez

J.2018).

Page 65: CAPITULO II MARCO TEÓRICOvirtual.urbe.edu/tesispub/0108176/cap02.pdf · 2019. 7. 17. · llevados a un lenguaje lógico y computarizado. Donde en la presente investigación particularmente

77

Fuente: Elaboración propia (2018)

Objetivos Específicos Variables Área Sub Área Elementos

Describir el proceso de cultivo de camarones.

AU

TOM

ATI

ZAC

IÓN

DEL

PR

OC

ESO

DE

CU

LTIV

O D

E C

AM

AR

ON

ES S

UST

ENTA

ND

O C

ON

EN

ERG

ÍA A

LTER

NA

TIVA

Fases del Proceso de Cultivo de Camarones

Preparación de la unidad acuícola Drenado, Limpieza, Llenado

Evaluación del estado del fondo de los estanques. Selección del laboratorio proveedor

de postlarvas Verificación de la calidad de la postlarva

Pruebas de estrés

Aclimatación y siembra de postlarva

Instalaciones de aclimatación Preparación de tanques de aclimatación

Manejo del oxígeno durante la aclimatación Alimentación durante la aclimatación

Siembra de las postlarvas

Manejo de la cosecha

Mediciones de Oxígeno disuelto en estanque Mediciones de pH en estanques

Mediciones de Temperatura Mediciones de Turbidez del Agua (Disco Secch)

Recolección del Camarón Recolección del Camarón una vez Alcanzada la Talla Comercial.

Trasladados del camarón al bin previamente preparado. Traslado para la procesadora donde se realiza su proceso.

Determinar los parámetros y requerimientos para la

automatización del proceso de cultivo de camarones empleando

energía alternativa

Parámetros y requerimientos para la automatización del proceso de cultivo de camarones empleando

energía alternativa

Parámetros para la automatización del proceso de cultivo de

camarones empleando energía alternativa

Temperatura °C Salinidad %

Niveles de Oxigeno ppm Ph (H+) Turbidez

Horas Efectivas de Sol Requerimientos para la

automatización del proceso de cultivo de camarones empleando

energía alternativa

Corriente Voltaje Agua

Oxigeno Irradiación Solar

Diseñar la automatización para el proceso de cultivo de camarones,

en base a los parámetros y requerimientos seleccionados empleando energía alternativa.

Diseño de la Automatización del Proceso de Cultivo de Camarones

empleando energía alternativa

Diseño de Automatización

Módulo Programable Protocolo de Comunicaciones

Arreglo de Paneles Diagrama Unifilar

Diseño Lógico Diagrama Lógico

Lenguaje de Programación

Seleccionar los equipos e instrumentos para el sistema de

automatización diseñado. Equipos de Control

Equipos Térmicos

Sensor de Temperatura Resistencia Térmica

Sensor de PH/Oxigeno Sensor de Irradiación

Paneles Solares

Equipos Mecánicos Bombas

Compresores Motores eléctricos

Equipos Electrónicos

Controlador Lógico Programable Inversores Baterías

Regulador de Carga Validar el proceso de diseño de

automatización propuesto. NO OPERACIONAL