Implementación de un sistema de cultivo automático de microalgas

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Título : Implementación de un sistema de cultivo automático de microalgas
Autor : Sisalema Celleri, Davis Anibal
Zambrano Castro, Kenneth Sebastian
Director de Tesis: Gavilánez Gamboa, Tomás Santiago
Resumen traducido: The objective of this graduation thesis Ïmplementation of an automatic microalgae cultivation systemïs to improve the conditions of microalgae cultivation system by implementing a monitoring and control system for the following variables: light, temperature, oxygen, and nutrients for the selected microalgae chlorella sp. The efficiency of the cultivation is sought through sensors connected to the Arduino Mega microcontroller to an acrylic material container with a sample volume of four liters. Additionally, the prototype has an HMI to visualize the sensor readings in real-time. The phases of the device design are detailed, which include the respective calculations for the selection of the sensors and the use of the weighted matrix method for the selection of the different components of the device. The selection is made based on the criteria of open-source embedded systems and the needs of the system. Additionally, the results of the performance tests, the system operation diagrams, the mechanical and electronic plans are detailed. The implemented prototype demonstrated superior performance due to the continuous control of the proposed variables compared to the traditional method of microalgae cultivation. Specifically, a percentage improvement of 20.29 % was achieved, highlighting the significant effectiveness of automation in microalgae growth. This result emphasizes the importance and potential of implementing automated systems in microalgae cultivation. Therefore, it is expected that this work will contribute to the field of Biotechnology, Mechatronics engineering, among others, and jointly have a positive impact on microalgae growth research.
Resumen : En el presente trabajo de titulación “Implementación de un sistema de cultivo automático de microalgas” tiene como objetivo de mejorar las condiciones del sistema cultivo de las microalgas mediante la implementación de un sistema de monitoreo y control de las siguientes variables: luz, temperatura, oxígeno y nutrientes para la microalga seleccionada chlorella sp., en el cual se busca el incremento de la eficiencia del cultivo a través de sensores conectados al microcontrolador Arduino Mega a un recipiente de material acrílico con un volumen de muestra de cuatro litros, así mismo, el prototipo cuenta con un HMI para visualizar las lecturas de los sensores en tiempo real. En este trabajo abarca las diferentes etapas del diseño del dispositivo. Esto incluye cálculos detallados para la selección de sensores y la utilización del método de matriz ponderada para seleccionar los diversos componentes del sistema. Estas elecciones se basan en criterios relacionados con sistemas embebidos de código abierto y las necesidades específicas del sistema. Además de la selección de componentes, el trabajo detalla los resultados de las pruebas de funcionamiento, los diagramas de funcionamiento del sistema, los planos mecánicos y los planos electrónicos. El prototipo implementado demostró un rendimiento superior debido al control continuo de las variables propuestas en comparación con el método tradicional de cultivación de microalgas. Específicamente, se logró una mejora porcentual del 20,29 %, lo cual resalta la eficacia significativa de la automatización en el crecimiento de las microalgas. Este resultado subraya la importancia y el potencial de la implementación de sistemas automatizados en la cultivación de microalgas. Por lo tanto, se espera que este trabajo pueda contribuir al campo de la ingeniería Biotecnología, Mecatrónica, entre otras de manera conjunta tenga un impacto positivo en la investigación del crecimiento de las microalgas.
Palabras clave : IMPRESIÓN 3D
CONTROL PID
AUTOMATIZACIÓN
MICROALGAS
PANTALLA HMI
TEMPERATURA
Fecha de publicación : 2023
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/25772
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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