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Diseño de un sistema de control PID de temperatura de lazo cerrado y monitoreo de variables ambientales, mediante la construcción de un biodigestor a escala laboratorio de materia fecal porcina, en la finca la belleza, vereda el alto, girón, Santander
dc.rights.license | abierto | es_ES |
dc.contributor.advisor | Nuñez Rodriguez, Rafael Augusto | |
dc.contributor.author | Zarate Jaimes, Cristhian Joel | |
dc.contributor.author | Gutiérrez Solano, José Rogelio | |
dc.contributor.author | Chacón Salcedo, Cristian | |
dc.contributor.other | Fandiño Pelayo, Jorge Saul | |
dc.date.accessioned | 2022-03-02T12:11:46Z | |
dc.date.available | 2022-03-02T12:11:46Z | |
dc.identifier.citation | N/A | es_ES |
dc.identifier.uri | http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/8604 | |
dc.description.abstract | Los autores de este proyecto de investigación tecnológica se enfocaron en el diseño de un control de temperatura aplicando técnicas de PID para un Biodigestor a escala, en el que se aprovecha los desechos orgánicos de origen animal y producir biogás. A su vez, se hace análisis de las variables ambientales que intervienen en el funcionamiento del biodigestor, midiendo las variables de temperatura, la producción de gas metano y la capacidad del reactor, llevando registros de los datos obtenidos para luego hacer análisis de estos. Con lo anterior se busca como resultado, la construcción de un biodigestor, implementar un sistema de control digital PID de la temperatura en lenguaje C sobre la plataforma Arduino, con el objeto de mejorar la producción de biogás con mayor eficiencia, aprovechando los desechos orgánicos de la cría y levante de cerdos en la finca la belleza, vereda el alto Girón, Santander, estos desechos después de terminar el ciclo de descomposición, fermentación y gasificación, son utilizados como abono para el cultivo. Este trabajo hace parte de la escuela de Ingeniería Electrónica de las Unidades Tecnológicas de Santander UTS. | es_ES |
dc.description.sponsorship | N/A | es_ES |
dc.description.tableofcontents | 1. RESUMEN EJECUTIVO ............................................................................. 14 2. INTRODUCCIÓN ......................................................................................... 15 1. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN .............................. 16 1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ......................................................... 16 1.2. JUSTIFICACIÓN ........................................................................................ 17 1.3. OBJETIVOS ............................................................................................... 18 1.3.1. OBJETIVO GENERAL ............................................................................. 18 1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................... 18 1.4. ESTADO DEL ARTE ................................................................................... 19 2. MARCO REFERENCIAL............................................................................. 24 2.1. MARCO TEÓRICO ..................................................................................... 24 2.1.1. BIODIGESTOR ...................................................................................... 24 2.1.2. PRODUCCIÓN DE BIOGÁS ...................................................................... 26 2.1.3. VARIABLES AMBIENTALES ...................................................................... 29 2.1.4. CONTROLADOR PID .............................. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 2.1.4.1 Acción proporcional. ................................................................. 48 2.1.4.2 Acción Derivativa. .................................................................... 49 2.1.4.3 Acción Integral. ........................................................................ 49 2.1.4.4 Ecuación del controlador PID ................................................... 49 2.1.5. ENERGÍA CALÓRICA .............................................................................. 32 2.2. MARCO CONCEPTUAL ............................................................................. 42 2.2.1. BIOGÁS ............................................................................................... 42 2.2.2. DIGESTIÓN ANAERÓBICA ....................................................................... 42 2.2.3. DIGESTIÓN AERÓBICA ........................................................................... 43 2.2.4. BIOMASA ............................................................................................. 43 2.2.5. TIPOS DE BIOMASA ............................................................................... 43 2.2.6. BIODIGESTOR ...................................................................................... 44 2.2.7. PLATAFORMA ARDUINO ......................................................................... 44 2.2.7.1 Placas de Arduino: ................................................................... 45 2.2.7.2 Arduino Uno: ............................................................................ 45 2.2.7.3 Arduino Mega 2560 .................................................................. 46 2.2.8. SISTEMAS DE CONTROL: ....................................................................... 47 2.3. MARCO ESPACIAL .................................................................................... 50 3. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN .............................................................. 51 3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN ................................................................................. 51 3.2. ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN ..................................................................... 51 3.3. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN ............................................. 52 3.4. METODOLOGÍA .............................................................................................. 53 4. DESARROLLO DEL TRABAJO DE GRADO ............................................. 55 4.1. IDENTIFICACIÓN DE LAS VARIABLES AMBIENTALES DE ACUERDO CON EL LUGAR DE ESTUDIO Y SELECCIÓN DE LOS SENSORES OPTIMOS . 55 4.1.1. IDENTIFICACIÓN DE LAS VARIABLES AMBIENTALES DEL LUGAR DE ESTUDIO . 55 4.1.2. SELECCIÓN DE LOS SENSORES ÓPTIMOS PARA EL BIODIGESTOR ............... 56 4.1.3. SELECCIÓN DEL MÓDULO DE CONTROL DE POTENCIA POR PWM............... 65 5. RESULTADOS ............................................................................................ 68 5.1. FASE I: IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES AMBIENTALES Y SELECCIÓN DE SENSORES DE MONITOREO ........................................................................................................ 68 5.1.1. VISITA DE CAMPO ................................................................................. 68 5.1.3. REVISIÓN DOCUMENTAL ........................................................................ 72 5.1.4. VARIABLES DE ESTUDIO SELECCIONADAS ............................................... 73 5.2. FASE II: DISEÑO MECÁNICO Y ELECTRÓNICO DEL BIODIGESTOR ......................... 79 5.2.1. DISEÑO MECÁNICO DEL BIODIGESTOR .................................................... 79 5.2.2. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN DEL BIODIGESTOR ................................. 83 5.2.3. SISTEMA CONTROLADOR PID ................................................................ 85 5.2.4. ALGORITMO DE CONTROL PID EN LENGUAJE C PARA ARDUINO. ............... 94 5.3. FASE III: PUESTA EN MARCHA Y EVALUACIÓN ................................................... 98 5.3.1. REGISTRO DE INFORMACIÓN DE LOS DATOS OBTENIDOS EN EL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE BIOGÁS........................................................................................... 98 5.3.2. ANALIZAR EL COSTO-BENEFICIO DE ESTE TIPO DE BIODIGESTORES DE ACUERDO CON LOS RESULTADOS OBTENIDOS. .......................................................... 102 6. CONCLUSIONES ...................................................................................... 105 7. RECOMENDACIONES ............................................................................. 106 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................... 107 9. APENDICES .............................................................................................. 111 10. ANEXOS ................................................................................................... 111 | es_ES |
dc.language.iso | es | es_ES |
dc.publisher | Unidades Tecnológicas de Santander | es_ES |
dc.subject | Biodigestor, Control, Temperatura, biogás, eficiencia | es_ES |
dc.title | Diseño de un sistema de control PID de temperatura de lazo cerrado y monitoreo de variables ambientales, mediante la construcción de un biodigestor a escala laboratorio de materia fecal porcina, en la finca la belleza, vereda el alto, girón, Santander | es_ES |
dc.type | degree work | es_ES |
dc.rights.holder | copyright(CC.BY.NC.ND 2.5). | es_ES |
dc.date.emitido | 2022-02 | |
dc.dependencia | fcni | es_ES |
dc.proceso.procesouts | docencia | es_ES |
dc.type.modalidad | proyecto_de_investigación | es_ES |
dc.format.formato | es_ES | |
dc.titulog | Ingeniero Electronico | es_ES |
dc.educationlevel | Profesional | es_ES |
dc.contibutor.evaluator | evaluador | es_ES |
dc.date.aprobacion | 2022-01-30 | |
dc.description.programaacademico | Ingenieria Electronica | es_ES |
dc.dependencia.region | bucaramanga | es_ES |
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