Diseño e Implementación de un Sistema Embebido Fotovoltaico para Mejorar Productividad de Bombeo y Riego, en Hacienda SIL-PIURA

Abstract

Nuestro proyecto de investigación propuso como objetivo mejorar la productividad del bombeo y riego llevado a cabo en la hacienda SIL, ubicada en Chiclayito Piura, mediante el diseño e implementación de un sistema embebido y el cambio de fuente energética para el desarrollo de dichos procesos. Para ello se realizó encuestas a la persona que desarrollaba los procesos de bombeo y riego a fin de identificar las acciones e insumos utilizados para dichas actividades, en este punto desarrollamos la medición de la productividad inicial asociada a costo de transportar agua necesaria para la hacienda y las horas hombre utilizadas para obtener el agua necesaria para la hacienda la cual fue de 0.24 m3 de agua por cada S/1 (sol) utilizado. Posteriormente utilizando la información obtenida de la encuesta y la observación de los procesos a mejorar, se desarrolló el dimensionamiento del nuevo sistema energético, el cual se diseñó e implementó utilizando energía fotovoltaica (cantidad de paneles, equipos necesarios para el uso de la energía fotovoltaica, entre otros); y se determinó las necesidades (sensores, microprocesador, dispositivos accionadores, instrumentos, entre otros) requeridas para el control de los procesos de bombeo y riego a través de un sistema embebido, el cual contó con sensores de nivel, e irradiancia para el desarrollo de los procesos de bombeo y riego. Por otro lado, a fin de obtener información crítica para la implementación del sistema embebido, fue necesario medir la capacidad de recuperación del reservorio utilizando el sensor seleccionado para la medición de su nivel, una tarjeta Arduino Uno y un módulo para manejo de memoria micro SD en la cual se registró la información obtenida por el sensor; es así como mediante un programa registrador de datos se obtuvo la curva de vaciado y recuperación del reservorio, lo cual nos permitió obtener la cantidad de veces que se podría bombear durante el día y así ajustar más los ratos de productividad. Para finalizar, se determinó la productividad post implementación de los sistemas embebidos y fotovoltaicos asociados al riego y el bombeo en la hacienda la cual fue de 6.23 m3 de agua por cada S/1 (sol) utilizado, con lo cual se concluye que se mejoró la productividad de los procesos de bombeo y riego en la hacienda SIL en congruencia con la hipótesis planteada por nuestra Tesis

Our research project proposed as an objective to improve the productivity of pumping and irrigation carried out in the SIL farm, located in Chiclayito Piura, through the design and implementation of an embedded system and the change of energy source for the development of these processes. For this purpose, surveys were made to the person who developed the pumping and irrigation processes in order to identify the actions and inputs used for such activities, at this point we developed the measurement of the initial productivity associated with the cost of transporting water needed for the farm and the man hours used to obtain it, which was 0.24 m3 of water for each S/1 (sol) used. Subsequently, using the information obtained from the survey and the observation of the processes to be improved, we developed the sizing of the new energy system, which was designed and implemented using photovoltaic energy (number of panels, equipment needed for the use of photovoltaic energy, among others); and the needs were determined (sensors, microprocessor, actuating devices, instruments, among others) required for the control of the pumping and irrigation processes through an embedded system, which included level and irradiance sensors for the development of the pumping and irrigation processes. On the other hand, in order to obtain critical information for the implementation of the embedded system, it was necessary to measure the recovery capacity of the reservoir using the sensor selected for the measurement of its level, an Arduino Uno card and a module for managing micro SD memory in which the information obtained by the sensor was recorded; thus, through a data logger program, the curve of emptying and recovery of the reservoir was obtained, which allowed us to obtain the number of times that could be pumped during the day and thus further adjust the productivity rates. Finally, the post-implementation productivity of the embedded and photovoltaic systems associated with irrigation and pumping in the SIL farm was determined which was 6.23 m3 of water for each S/1 (sol) used. , which leads to the conclusion that the productivity of the pumping and irrigation processes in the SIL farm was improved, in congruence with the hypothesis stated in our thesis