AUTOMATIZACIÓN DE PLANTA AVICOLA

DIRECTOR

ING. JULIAN ROLANDO CAMARGO LOPEZ

YELI KATERIN GALEANO MOYANO

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS

INGENIERIA ELECTRONICA

BOGOTA D.C

2018

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Tabla de contenido PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: ................................................................... 3

JUSTIFICACIÓN: ................................................................................................... 4

OBJETIVO GENERAL: .......................................................................................... 5

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: ................................................................................. 5

CAPITULO 1: ESTADO DEL ARTE ....................................................................... 6

1.1. UBICACIÓN .............................................................................................. 6

1.1.1. PRODUCCIÓN AVÍCOLA EN EL MUNDO ......................................... 6

1.1.2. PRODUCCIÓN AVÍCOLA EN LATINOAMÉRICA ............................... 7

1.1.3. PRODUCCIÓN AVICOLA EN COLOMBIA ......................................... 7

1.2. TECNOLOGÍA IMPLEMENTADA EN LAS PLANTAS AVÍCOLAS ............ 9

CAPITULO 2: IMPLEMENTACIÓN ...................................................................... 13

2.1 UBICACIÓN: ............................................................................................... 13

2.2 DESARROLLO: .......................................................................................... 16

2.2.1. SISTEMA EMBEBIDO ......................................................................... 16

2.2.2. SISTEMA DE VENTILACIÓN .............................................................. 19

2.2.3. MEDICIÓN DE VARIABLES FÍSICAS ................................................. 23

2.2.4 SISTEMA DE COMEDEROS ................................................................ 28

2.2.5. SISTEMA DE BEBEDEROS ................................................................ 32

2.2.6. INTERFAZ GRAFICA .......................................................................... 33

CAPITULO 3 RESULTADOS: .............................................................................. 36

3.1. VARIABLES FÍSICAS ................................................................................ 40

3.2 MONITOREO DEL PESO VIVO .................................................................. 48

3.3 CONCLUSIONES: ...................................................................................... 53

3.4 TRABAJOS FUTUROS ............................................................................... 53

REFERENCIAS: .................................................................................................. 55

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

En un comunicado de prensa publicado el 21 de diciembre del año 2017, la Federación Nacional de Avicultores (Fenavi) afirma que los colombianos han convertido la carne de pollo y el huevo en la base fundamental de su alimentación, esta afirmación es basada en las cifras recolectadas por esta misma organización, las cuales indican que para el 2017 el sector avícola tuvo un crecimiento del 6,4% en relación con el año 2016. En este mismo comunicado Andrés Valencia Pinzón, presidente de la Federación Nacional de Avicultores (Fenavi), afirma que se logró la cifra récord de 1.563.568 toneladas en el consumo de carne de pollo en el año 2017. “Esto significa un crecimiento del 5.7% en el sector de pollo frente al año anterior” [1].

Durante el XVII Congreso y Exposición Nacional Avícola en Cartagena de Indias, Colombia, organizado por la Federación Nacional de Avicultores (Fenavi), Juan Carlos Tobón, gerente comercial de Colombia de Big Dutchman afirma que “Las granjas avícolas en Colombia, ya sean de pollo de engorde, de gallinas de postura o de reproductoras, se automatizan cada vez más. Este proceso se ha llevado aproximadamente los últimos 15 años, la razón por la que se está dando este cambio en la industria avícola de Colombia se debe a la eficiencia de la producción que producen los equipos automáticos, además de los ahorros en consumo y desperdicio de alimento balanceado, los controles que brindan y la uniformidad de las aves” [2]. Estas implementaciones solo están beneficiando a los grandes productores y se implementan con equipos muy costosos y con tecnología muy avanzada.

La presente monografía pretende aportar información acerca de la automatización en el sector avícola enfocada en pequeños productores, con la idea de que estos también disfruten de los grande beneficios que la tecnología ha aportado en este sector. Con este fin en mente, se busca realizar la implementación del sistema automatizado para una planta avícola, haciendo que el proceso de alimentación, de atención, de climatización y de desarrollo de los animales sea más controlado, preciso y efectivo. A su vez, se desea recolectar datos relevantes durante el tiempo de crianza de las aves, para posteriormente someterlos a estudios detallados y así poder responder a la pregunta ¿implementar sistemas embebidos para la automatización en plantas avícolas es un método efectivo para pequeños productores, que buscan mejorar el proceso de cría de pollos de engorde y tener un balance entre calidad y cantidad de producción?

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JUSTIFICACIÓN:

La estrategia social, económica y cultural más apropiada para mantener el bienestar de las comunidades es como se refiere La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, a los sistemas de producción pecuaria, argumentando que es un actividad que puede entre otras cosas proveer seguridad en el sustento diario, conservar ecosistema y satisfacer los valores culturales y tradicionales. Además de esto esta organización afirma que el sector pecuario en américa latina crece significativamente al transcurrir de los años, en donde la mayor demanda se localiza en la carne de ave. Así las cosas podemos ver en la producción avícola en pequeña escala, que bajo políticas de manejo e inversiones específicas que fortalezcan su rol productivo y social y que además le permitan ser un proceso sostenible, una actividad que puede llegar a proporcionar sustento económico [3].

La pequeña producción pecuaria genera una parte importante de los alimentos necesarios para el mercado interno de un país, ya que entre otras cosas contribuye significativamente al desarrollo nacional. La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación afirma que en Colombia, los pequeños productores representan el 80,7% del total de los predios a nivel nacional, con este porcentaje podemos hacernos una idea de la cantidad de personas que pueden ser beneficiadas con la automatización de procesos, ya que para su desarrollo estos requieren no solo poder recibir de manera oportuna los servicios de sanidad animal y veterinarios y asistencia técnica, sino que también requieren el acceso a mejores y nuevas tecnologías e innovación en los sistemas de producción, que garanticen la sustentabilidad, su acceso a mercados y o mejoren la contribución del auto consumo [3].

Las ideas planteadas se convierten en interés investigativo, y con esfuerzo humano, ético y profesional para indagar y proponer posibles soluciones sobre la problemática planteada, se puede llegar a una alternativa viable para ser aplicada dentro de la población localizada en la zona de interés y por qué no poderlo extender a todas las regiones del país como una forma de aplicar los conocimientos ingenieriles adquiridos en el trascurrir de la formación de la profesión.

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OBJETIVO GENERAL:

Diseñar e implementar un sistema automatizado para la cría de pollos de engorde que beneficie a los pequeños productores avícolas, permitiendo un control de las condiciones ambientales dentro de los galpones y así evitar pérdidas grandes o alteraciones en las condiciones del producto final.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Investigar estudio realizados sobre implementación de tecnología en el país y en el departamento de Cundinamarca, para poder ampliar el conocimiento ya existente.

Garantizar la distribución del alimento dados en las porciones y tiempos requeridos.

Garantizar la distribución del agua dada en las porciones y tiempos requeridos.

Mantener un ambiente idóneo en cuanto a temperatura y humedad.

Tener un control de cría en cuanto a tiempo de crecimiento de los animales hasta su fecha de distribución.

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CAPITULO 1: ESTADO DEL ARTE

1.1. UBICACIÓN

Durante la última década muchos países en desarrollo han adoptado la producción avícola intensiva para cubrir, de esta forma, la demanda de proteína animal. En los últimos años el subsector avícola ha venido tomando relevancia en el PIB nacional. Además, se ha ido consolidando como un renglón de la economía que genera alta fuente de empleo directo e indirecto, acompañado de un avance tecnológico importante y ofrece al país una fuente alimenticia proteica, que en consecuencia, contribuye a la nutrición de los colombianos.

1.1.1. PRODUCCIÓN AVÍCOLA EN EL MUNDO

La producción mundial de carne de pollo bien podría superar los 100 millones de toneladas en 2016, de las cuales América probablemente contribuya con unos 44.3 millones de toneladas o 44%. Los datos brindados por el USDA (Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, por sus siglas en inglés) relativos específicamente a la producción de carne de pollo de engorde, señalan hacia un crecimiento de 3.4 por ciento anual en producción mundial, con la producción en ascenso de 63.1 millones de toneladas en 2005, a un estimado de 87.9 millones de toneladas para este año, mientras que en 2016 se espera superará los 89 millones toneladas (figura 1) [4].

Figura 1. Producción nacional de carne de pollo (millones de toneladas) [4]. (Fuente: El Sitio Avícola)

“Carne de aves beneficiadas que nacieron en un país, más la carne equivalente de cualquiera de esas aves exportadas vivas. E 2014, P 2015 y P 2016 pronósticos del autor y estimaciones de carne de pollo, P 2015 y P 2016 pronósticos del USDA de carne de pollo de engorde. Las cifras regionales pueden no sumar el total mundial debido al redondeo. Fuentes: FAO para carne de pollo, USDA para pollo de engorde”

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1.1.2. PRODUCCIÓN AVÍCOLA EN LATINOAMÉRICA

Según el artículo publicado a mediados del 2016 por el portal el sitio avícola “Tendencias Avícolas Mundiales 2016: América representa el 44 por ciento de la producción mundial de pollo”. En todos los países de América la producción de carne de pollo ha crecido 3.5% anual entre los años 2000 y 2013. Teniendo como principal productor a estados unidos con 17.6 millones de toneladas en el año 2013, con una tasa de crecimiento anua menor al 2%. En contraste, la industria de Brasil en este mismo año tuvo una tasa de crecimiento anual del 6% durante el mismo período.

Según datos brindados por el USDA sobre la producción de pollos de engorde se refleja que en el año 2016 en estados unidos y en Brasil la producción estimada en toneladas de carne aumentara significativamente, en cambio se prevé pocos cambios en cuanto a niveles de producción en México y argentina. Para otros importantes productores como Perú y Colombia, la producción se mantendrá estable (figura 2) [4].

Figura 2. Principales productores de carne de pollo de engorde en América (toneladas peso eviscerado) [4].

(Fuente: El Sitio Avícola)

1.1.3. PRODUCCIÓN AVICOLA EN COLOMBIA

Gracias al trabajo conjunto de Fenavi-Fonav, el Ministerio de Agricultura y el DANE que en el año 2002 realizaron el primer censo nacional de avicultura industrial el país por primera dispone de información estadística sobre este sector. En este documento se afirma que para ese periodo “En Colombia hay 2.996 granjas avícolas de tipo comercial, de las cuales 1.870 están dedicadas al engorde de pollo”[5].

En el mapa de la figura que se muestra a continuación (figura 3) podemos observar la localización geográfica de las granjas y planteles avícolas por sistema de producción, en esta podemos observar que en la región Orinoquia y la región del amazonas no se refleja ningún tipo de producción avícola [6].

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Figura 3. (a) Localización geográfica de las granjas de pollos de engorde, fuente: FENAVI [6]. (b) Participación

porcentual de las granjas avícolas según sistema de producción, fuente DANE [5].

Según el registro de granjas que reporta FENAVI en su página oficial en el país hay 3.366 granjas con capacidad de encasetamiento de 97.193.789 aves de engorde. Del total de granjas de pollo existentes, Cundinamarca cuenta con 803, seguido de Santander (648), valle del cauca (379) y Nariño (199). Las 1.337 granjas restantes se encuentran distribuidos en los demás departamentos [7].

Dentro de los avances tecnológicos se encuentran las granjas con ambiente controlado según el Primer Censo Nacional de Avicultura Industrial, que se llevó a cabo en junio del 2002. En la figura 4 se observa el reporte del tipo de asistencia técnica en las granjas de pollo de engorde según departamentos y Participación porcentual de las granjas para pollo de engorde, que reportaron el día de la entrevista, al menos un galpón con ambiente controlado, túnel o ventilador [5].

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Figura 4. (a) Reporte de las granjas con ambiente controlado, túnel o ventilador en al menos un galpón para pollo

de engorde, (b) Participación porcentual de las granjas para pollo de engorde, que reportaron el día de la entrevista, al menos un galpón con ambiente controlado, túnel o ventilador [5]. (Fuente: DANE)

1.2. TECNOLOGÍA IMPLEMENTADA EN LAS PLANTAS AVÍCOLAS Como ya se ha mencionado, la tecnología que se está implementando en el sector avícola se enfoca en la producción industrial, en la publicación de Industria Avícola revista para empresarios y profesionales en la avicultura latinoamericana en su artículo titulado - La producción avícola sustentable impulsa avances de la industria, se hace referencia a sistemas inteligentes en granja, en donde se afirma que “Los sistemas sofisticados de manejo del alojamiento, capaces de controlar ambientes y alimento, así como optimizar el desempeño, requieren de inversiones, quizás más allá de los pequeños productores. Dichos sistemas no sólo regulan las entradas, sino que alertan a los productores de los problemas”[8]. Teniendo esto en mente a

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continuación se mencionaran algunas de las implementaciones que nos ayudaron a generar ideas diseño. • Galpones más eficientes Según la publicación realizada por Unidad de Medios de Comunicación – Unimedios en el artículo Nº 167 del periódico de la universidad Nacional de Colombia, en junio de 2013, titulado Galpones más eficientes. “Tener un sistema confiable y monitoreable para simular las variables para el buen desempeño de las granjas avícolas, así como minimizar pérdidas, es el objetivo de una investigación conjunta entre la UN y la U. de Caldas” [9]. “La primera etapa de la investigación consistió en instalar sensores, calefactores, ventiladores, el riego de agua, un reloj termo higrómetro (para medir la humedad del aire), un mecanismo eléctrico para regular la temperatura y un programa informático llamado Access Point Switch, entre otros elementos. Gracias a dicha automatización, los datos se ingresan a un servidor y, desde allí, un solo operario puede controlar la entrada de aire, de luz y de iluminación, etc.” [9]. “Estamos implementando esta tecnología con dispositivos de muy bajo costo. Incluso, se han incorporado proyectos de estudiantes de otras disciplinas y herramientas de ambas universidades. Los sensores ya vienen fabricados, pero el manejo del software es lo que estamos innovando”, asegura Iván Alberto Arias Galvis, estudiante de la Maestría en Ingeniería (línea de Automatización Industrial) de la UN [9].

Aplicación de tecnología en granjas avícolas para la seguridad en la producción

Este es el título de un proyecto de investigación realizado en el año 2010 por Juan Luis en la universidad católica de córdoba, en la facultad de ciencias agropecuarias. Este proyecto tiene como objetivo aplicar ciencias como la informática, la electrónica y las telecomunicaciones en granjas avícolas y se enfoca particularmente en crear un sistema integral que permita un control que optimice su funcionamiento. En este documento se afirma que “El desarrollo de sistemas informáticos y equipos que logren crear un clima controlado permitirá conseguir resultados óptimos en la producción. El proyecto plantea la aplicación de TIC, (Tecnologías en Informática y Comunicaciones) en particular las inalámbricas y el uso de Internet, para que las granjas puedan ser visualizadas y supervisadas simultáneamente por varias personas (propietarios, veterinarios, nutricionistas, etc.).” La tecnología propuesta en este proyecto no pretende reemplazar los equipos que ya están posicionados en este mercado, por el contrario se pretende que pueda llegar a ser un complemento que permita mejorar la eficiencia y la seguridad dentro de las granjas [10].

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Tecnología utilizada para proporcionar alimento, agua y control ambiental Sistema de comederos

En la industria avícola orientada a grandes productores diferentes proveedores están implementando los comederos automáticos, en la figura 5 se puede apreciar una descripción general de los componentes de dicho mecanismo, cabe decir que esta implementación satisface las necesidades de alimentación del pollo de cualquier edad, garantizando la mejor conversión con una menor inversión y es tecnología de punta [11]. A grandes rasgos este mecanismo busca dosificar el alimento de las aves, dependiendo de la etapa de crecimiento en la que se encuentren, para esto cuenta con una tolva que permite almacenar grandes cantidades de alimento, por medio del motor de línea se distribuye el alimento necesario a cada uno de los platos y la porción se mide por medio de sensores de proximidad para lograr detectar en que momento el mecanismo debe detenerse.

Figura 5. Comedero automático del proveedor Broilermatic [11]. (Fuente: Sistemas Agropecuarios JAT S.A. de C.V.)

Sistemas de bebederos

En la industria se está implementando las líneas de bebederos de niples ya que estos presentan ventajas como el mínimo desperdicio de agua, baja humedad y por consiguiente menos índice de amoniaco, mejor temperatura del agua, entre otros. Los proveedores manejan una gran diversidad de tecnologías y mecanismos, pero la mayoría cuentan con un reductor de presión para que el agua fluya de la forma correcta dentro del sistema y a la vez se pueda sensar el consumo del líquido. El agua filtrada es dirigida por un sistema de tubería al reductor de presión de cada línea de bebederos, luego de bajar la presión se distribuye y las aves disponen del preciado líquido de forma constante y oportuna. En la figura 6 se puede apreciar el sistema de bebederos que propone el proveedor IMPEX, empresa reconocida por sus amplios estándares de calidad dentro de la industria avícola [12].

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Figura 6. Sistema cerrado de bebederos, de la empresa IMPEX [11]. (Fuente: IMPEX)

Sistemas de ventilación

Debido a que la ventilación permite proporcionar un ambiente óptimo dentro del galpón de las aves de engorde, es esencial entender los principios básicos de la ventilación para diseñar y manejar correctamente la nave [13]. Existen dos tipos básicos de sistemas de ventilación:

Ventilación Natural: También conocida como galpones abiertos, o de cortinas, o naturales, se pueden utilizar ventiladores dentro del galpón para circular y mover el aire.

Ventilación Forzada (galpones de ambiente controlado o cerrado): Normalmente estos galpones tienen paredes sólidas o cortinas que se mantienen cerradas durante la operación del galpón. Se utilizan ventiladores y entradas de aire para ventilar el galpón.

Para cada uno de estos tipos de ventilación se implementan diferentes tecnologías que como ya se había mencionado antes son muy costosas y requiere prácticamente de la reestructuración del galpón en general, por sus rigurosas condiciones de manejo y operabilidad. Las tecnologías usadas y el sistema de control dependen del proveedor, pero la mayoría de estas implementaciones son realizadas por medio de un controlador lógico programable (PLC), el cual permite realizar cualquier tipo de automatización industrial.

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CAPITULO 2: DISEÑO

Ahora teniendo en cuenta las investigaciones mencionadas en el capítulo 1, se puede afirmar que se tienen muy buenos indicios sobre los efectos positivos que genera implementar tecnología en el sector avícola y que en todo el territorio nacional se cuenta con una gran cantidad de pequeños productores. En el presente capitulo se detallara la zona de trabajo, el funcionamiento y el diseño de cada uno de los mecanismos que permitieron cumplir con los objetivos de trabajo.

2.1 UBICACIÓN:

Este proyecto pretende beneficiar en primera medida a pequeños productores de plantas avícolas, por esta razón se decidió tomar como epicentro el municipio de Nemocón, el cual se destaca en este ámbito. Este municipio hace parte de la Provincia de Sabana Centro a 45 km de Bogotá, la mayor parte del territorio es de clima frío con una temperatura media anual de 12,8 °C. Es necesario hablar de las condiciones climáticas del lugar por ser el principal factor que influencia el tipo o estilo de los galpones y a su vez la cantidad de población de producción que, por factores como este puede no ser la deseada.

Figura 7. Localización de Nemocón en Cundinamarca (Fuente:wikipedia.com)

En este municipio se logró encontrar un lugar con disponibilidad de terreno para la implementación del galpón e instalación de los mecanismos comprometidos (ver figura 8).

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Figura 8.Fotografía del estado inicial del galpón, lugar en donde se realizara la automatización de los diferentes

procesos. (Fuente: propia)

Este lugar queda en el centro del pueblo, esta imagen corresponde al predio que cuenta con un área de 100 2 aproximadamente. La persona que vive en este lugar me autoriza a realizar el proyecto y además es la persona que va a estar monitoreando el desarrollo de las aves.

Ahora se analizaron las condiciones iniciales del galpón para poder determinar las adaptaciones que se requieren en cuanto a estructura. Para lograr una producción constante del lote, es de total importancia que desde un comienzo se tenga claro el programa de manejo, para esto buscamos información en las sociedades mercantiles que son expertas en el tema de producción avícola, en nuestro caso tomamos como referencia a Pronavicola S.A.(dentro de esta sociedad mercantil se encuentra COBB Y ROSS), ellos cuentan con guías de manejo del pollo de engorde, en las cuales encontramos información muy valiosa en cuanto al manejo de los factores críticos que sin una correcta implementación afectan directamente el desempeño del lote y hace parte del servicio de información técnica que ellos brindan como parte del acompañamiento cercano que le brindan a sus clientes. En este manual afirman que estas recomendaciones son basadas en el conocimiento científico actual y en experiencia práctica a nivel mundial[14].

Teniendo en cuenta lo antes mencionado, lo primero que tenemos en mente es la necesidad de que el alojamiento sea costo-efectivo, duradero y además debe poder adaptarse para proveer un ambiente controlable, así entonces se enumeran los pasos a seguir de la siguiente manera.

Se planea la construcción de un galpón para pollos de engorde, primero se selecciona un terreno con buen drenaje y con suficiente corriente de aire

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natural. El galpón debe orientarse sobre un eje este – oeste para reducir la cantidad de luz solar directa en las paredes laterales durante las horas más calurosas del día y debe tener una estructura física robusta para que soporte la instalación del sistema de automatización[14].

Se realiza la instalación del techo, el material del techo debe tener una superficie reflectora en su parte externa para bajar la conducción de calor solar. Adicionalmente el techo debería ser aislado [14].

Como última tarea de esta fase se instalan estructuras de madera como soporte para las cortinas de ventilación y los mecanismos de los comederos y los bebederos.

El galpón cuenta con un área de 4 2 , ya teniendo este dato se calcula la densidad poblacional (cantidad de aves que pueden criarse en un metro cuadrado), para cada uno de los autores consultados existen muchas formas para determinar este factor, en este caso se consulta al tecnólogo en crianza de pollos de engorde, autor del manual técnico de Avipunta, en la figura 9 podemos observar lo que él plantea frente a este tema, en ella se observa a que edad se debe ampliar el galpón, expresado en días de crianza , y la cantidad de aves que se debe tener por metro cuadrado[15].

Figura 9. Datos de manejo de la densidad poblacional [15]. (Fuente: Avipunta)

Teniendo en mente esto, y sabiendo que las aves van a estar en el mismo galpón durante su periodo de crecimiento hasta el momento de la venta, se calcula la densidad del galpón de la siguiente manera.

Área del galpón = 2m*2m = 4 2

En 1 2 podemos tener 10 aves

En 4 2 vamos a tener 40 aves

Los mecanismos de los bebederos y los comederos ocuparan espacio dentro del galpón, por lo que se considera pertinente tener 20 aves para la crianza. En la figura 10 podemos observar la estructura del galpón que se diseñó en donde se pretende implementar todos los equipos.

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Figura 10. Diseño en software del galpón, teniendo en cuenta los requerimientos antes mencionados. (Fuente:

propia)

2.2 DESARROLLO:

2.2.1. SISTEMA EMBEBIDO

El sistema de computación diseñado para realizar funciones dedicadas, es denominado sistema embebido o empotrado, una de sus características frecuentes es que es un sistema de computación en tiempo real [16]. Dentro de este proyecto este sistema nos permite el desarrollo informático y control de cada uno de los dispositivos para lograr el funcionamiento deseado en los mecanismos a implementar.

PSoC 5LP

En nuestro caso se desea utilizar el sistema embebido PSoC 5LP por sus características de operación y por qué este nos permite ejecutar múltiples tareas específicas de forma eficiente y controlada, el dispositivo CY8C5888LTI-LP097 de la familia PSoC 5LP perteneciente al Kit de prototipos PSoC 5LP CY8CKIT-059, es el sistema en chip programable más integrado de la industria, que cuenta con periféricos análogos y digitales de alta precisión combinados con una CPU ARM® Cortex®-M3 en un solo chip. El kit proporciona acceso a todo el dispositivo PSoC 5LP en un formato compatible con protoboard. Cuenta con conector micro-USB para

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la creación de prototipos con conectividad Full Speed USB 2.0. El kit también está diseñado con un factor de forma divisible conveniente, permitiendo a los usuarios separar el conector USB con el programador KitProg y depurador de la placa destino para utilizarlos de forma independiente [17].

Características técnicas:

Fabricante Cypress Semiconductor RoHS Cumple RoHS Núcleo ARM Cortex M3 Tipo de interfaz USB Voltaje operativo 3.3 V a 5.5 V Marca Cypress Semiconductor Software compatible PSoC Creator Descripción/Función CY8CKIT-059 PSoC 5LP prototyping kit Interfaz I2C, UART, USB

Figura 11. Psoc 5 LP [17]. (Fuente: sitio web electronilab)

RTC

El reloj de tiempo real o RTC (del inglés real time clock) es un circuito integrado que mantiene la hora actual. Este módulo cuenta con una batería de alimentación propia, la cual permite que el dispositivo mantenga el conteo sin importar las adversidades que presente el sistema de alimentación principal, además tiene incorporado un oscilador interno el cual hace que la precisión no se vea afectada a largo plazo y este a la ves logra mantener segundos, minutos, hora, día, mes y año con una muy buena precisión[18].

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Figura 12. Módulo RTC [19]. (Fuente: sitio web mactronica)

Características técnicas:

Voltaje de entrada 3.3V-5V

Chip DS3231 Onda de salida Cuadrada programable

Soporte calendario Hasta el año 2100

Precisión del sensor de temperatura

± 3 grados

Chip de memoria AT24C32

Capacidad chip de memoria 32K

SENSOR DE LLUVIA:

Como su nombre lo indica este sensor permite detectar gotas de lluvia y se puede utilizar para una variedad de condiciones climáticas. Convierte en números la señal de referencia de salida output AO. La salida analógica puede ser conectada al puerto AD de un micro controlador para detectar la intensidad de la humedad y la precipitación [20].

Este módulo consiste en una serie de pistas conductoras impresas sobre una placa de baquelita. La separación entre las pistas es muy pequeña. Lo que este módulo hace es crear un corto circuito cada vez que las pistas se mojan. El agua hace que se cree un camino de baja resistencia entre las pistas con polaridad positiva y las pistas conectadas al GND [20].

Posee un amplificador operacional, específicamente el circuito integrado LM393. Este es el encargado de amplificar el pequeño diferencial de voltaje que se general cuando una gota de agua cae sobre las pistas del módulo [20].

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Figura 13. Detector de lluvias [20]. (Fuente: sitio web electronilab)

2.2.2. SISTEMA DE VENTILACIÓN

La ventilación es la principal forma de controlar el medio ambiente de las aves. A través de ella se conserva una calidad aceptable del aire en el galpón manteniendo a las aves en condiciones cómodas de temperatura. La ventilación también proporciona aire fresco, elimina el exceso de humedad y limita la acumulación de gases y subproductos del aire que pueden ser nocivos.

Para este caso, el tipo de ventilación que más se ajusta a los requerimientos es la ventilación natural, en primera medida por las condiciones ambientales del lugar de instalación que se prestan para este tipo de ventilación y en segundo lugar por el tamaño del galpón y la densidad de población de este. Es el tipo de ventilación más sencillo de implementar y se refiere a un galpón abierto en los lados, lo más común en galpones de este tipo es que cuenten con cortinas y depende de abrir la nave en la magnitud correcta para permitir que la brisa del exterior y las corrientes internas de convección hagan que el aire fluya hacia el interior del galpón y a lo largo de él (ver figura 14). Por esta razón la principal actividad de esta fase fue la instalación de las cortinas siguiendo los requerimientos claves de diseño para esto [13].

Figura 14. Ventilación natural (con cortinas). La entrada y salida del aire depende de que tanto se abran o se cierren

las cortinas [13]. (Fuente: Aviagen)

El galpón tiene 2.5 metros de altura, el sistema de ventilación se planteó desde la elección del tipo de material que se utilizó para protegerlo, este material es llamado poli sombra y es muy utilizado para este tipo de sistemas, por sus propiedades como

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la impermeabilidad y la resistencia ante las condiciones climáticas. Como primer paso se instaló una tira de un metro de alta por todas las paredes del galpón y se dejaron móviles solamente dos cortinas teniendo en cuenta la dirección en la que fluye el aire en la zona de trabajo.

Mecanismo

Las cortinas son blackout, un sistema de cortinas enrollables que utiliza un rodillo que alberga la tela a medida que el motor realiza el movimiento desde su eje, los carriles laterales que mantienen la tela en su posición y además facilita el movimiento. En la figura 15 podemos observar cada uno de los componentes mecánicos del sistema de las dos cortinas móviles.

Figura 15. Componentes mecánicos de las cortinas enrollables implementadas en el sistema de ventilación [21].

(Fuente: Sitio web Trapitos)

Como ya lo menciones se localizan las dos cortinas en la pared frontal y posterior del galpón, en la figura 16 se puede observar las medidas de cada una de ellas.

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Figura 16. Medidas de diseño de cada una de las cortinas móviles. (Fuente: propia).

Algoritmo de control

El control de la posición de las cortinas es muy importante para mantener una temperatura ambiente adecuada dentro del galpón y evitar corrientes de aire, tanto en el día como en la noche, especialmente durante las 4 primeras semanas de vida de las aves. Conforme el ave crece en esa medida vamos bajando la cortinas externa, de la semana 5 en adelante la cortina puede permanecer totalmente abierta durante el día, pero dependiendo de la temperatura promedio del lugar tiene que considerarse cerrarlas en la noche (ver figura 17) [22].

Figura 17. Posición de las cortinas dependiendo de la edad en semanas del ave [22]. (Fuente: Sitio web slideshare)

Según lo mencionado anteriormente y ya sabiendo que en este caso las aves llegan al galpón con tres semanas de edad, es decir a vivir su cuarta semana, se plantean dos estados de las cortinas abiertas o cerradas, además de esto se tiene en cuenta las condiciones climáticas (en nuestro caso época de lluvia) y los datos de

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temperatura registrados en los sensores, para plantear las condiciones de funcionamiento. En la tabla 1 se pueden observar cada una de las condiciones.

Se da la orden de abrir cuando: Se da la orden de cerrar cuando: Se detecta que son las ocho de

la mañana Se detecta que son las cinco de

la tarde Si se cierran por lluvia y el

sensor de lluvia deja de detectarla.

Si el sensor de lluvia se activa.

Si se han cerrado por detectar en el ambiente una temperatura

menor a 10℃ y luego las condiciones climáticas superan

este índice.

Si los sensores de temperatura detectan en el ambiente una temperatura menor a 10℃

Tabla 1. Condiciones de operatividad de los estados de las cortinas. (Fuente: propia)

Para cada una de los estados se tienen tres condiciones, por lo que se plantean tres banderas para lograr un funcionamiento controlado, cada bandera tiene un valor binario dentro de cada uno de los ciclos (ver figura 18). Dependiendo del valor de cada bandera las cortinas están cerradas o abiertas.

Figura 18. Valor de cada una de las banderas dependiendo del ciclo en el que se encuentre. (Fuente: propia)

Esto a grandes rasgos describe el proceso realizado en el Psoc 5 LP, cada una de las banderas es guardada en memoria en el momento en el que se modifica en cada uno de los métodos, el testeo de las banderas nos da una señal del estado en qué

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se encuentran las cortinas y así podemos controlar el funcionamiento de las mismas.

Circuito implementado

Cada una de las cortinas cuenta con un motor de corriente directa de 12 voltios, este motor recibe tres señales, una para girar a la derecha una para girar a la izquierda y un pulso para detenerse. La señal emitida por el puerto de salida del Psoc es de 5 voltios por lo que es necesario implementar un circuito con transistores en corte y saturación y el circuito de inversión de giro llamado puente H, el cual nos permite controlar la apertura o el cierre de las cortinas (ver figura 19). En la implementación se optó por dejar unos pulsadores los cuales nos permiten manipular la posición de las cortinas de manera manual en caso de fallas en el sistema de alimentación.

Figura 19. Circuito implementado para el control de los motores de las cortinas de ventilación [23]. (Fuente: Sitio

web Interfaces Potencia)

2.2.3. MEDICIÓN DE VARIABLES FÍSICAS

En la fase de ventilación es necesario realizar la instalación de los sensores, estos sensores serán instalados dentro del galpón y permitirán garantizar el control ambiental dentro de este [14]. Para realizar la medición de La temperatura y la Humedad relativa, variables que se deben monitorear frecuente y regularmente, por lo menos dos veces al día durante los primeros 5 días, y diariamente a partir de

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entonces, se siguieron las recomendaciones de ROSS BROILER el cual asegura que se deben utilizar sistemas automáticos de sensores de temperatura y humedad a nivel del ave, a una altura máxima de 30 cm sobre el suelo ; en el caso de crianza en todo el galpón, debe haber un mínimo de 2 puntos distribuidos uniformemente dentro de cada galpón sin que queden alineados directamente con el sistema de calefacción para evitar lecturas imprecisas[24].

EFECTOS DE LA TEMPERATURA Y HUMEDAD RELATIVA SOBRE LAS AVES

La temperatura y la humedad funcionan juntas para determinar el confort de las aves, para un buen control ambiental se requiere entender cómo esta interacción afecta a las aves.

Al moverse el aire sobre las aves, recoge su calor corporal y lo transfiere al ambiente. Las aves no cuentan con el sistema de enfriamiento evaporativo interconstruido en su organismo, que proporciona el sudor, pero este tipo de enfriamiento lo obtiene a través de la respiración y el jadeo, Sin embargo, para enfriarse dependen principalmente de la transferencia directa del calor de su cuerpo al aire.

En el momento en que las aves se encuentren en la etapa en la que ya han desarrollado el plumaje, es necesario tener una diferencia sustancial entre la temperatura del aire dentro del galpón y la temperatura interna del ave para lograr su confortabilidad. Al elevarse la temperatura ambiental interna del galpón, se hacen mucho menos efectivos los mecanismos de disipación de calor del ave, por lo que la temperatura interna del ave se eleva, como consecuencia a esto los animales pueden reducir el consumo de alimento, o de plano dejan de comer, es decir se detiene el crecimiento. Si esta situación no es controlada, podría generar la muerte parcial o total dentro del lote. Estando en condiciones normales, se hace posible sacar el aire caliente del galpón y reemplazarlo por aire más fresco (mientras más rápido se sustituya el aire más calor excesivo perderán las aves), impidiendo que la temperatura del galpón se eleve demasiado, todo esto gracias a que las aves eliminan el exceso de calor calentando el aire que las rodea [13].

Como ya hemos estudiado las aves generan humedad, el exceso de humedad contribuye a crear problemas de apelmazamiento de la cama y generación de amoníaco.

MANEJO DEL AMBIENTE

Según el documento de AVIAGEN GROUP en el cual se habla del Manejo del Pollo durante la Crianza. Un medio ambiente controlado dentro de la nave puede proporcionar a la parvada beneficios frente a factores como: la velocidad de crecimiento y máximo rendimiento en carne por eficiencia alimenticia. Para gozar de estos beneficios es necesario asegurarnos de no afectar la salud ni el bienestar de las aves al implementar cualquier tipo de control sobre las variables que podrían afectar el lote.

25

Durante los primeros 12 a 14 días de edad las aves no son capaces de regular su temperatura corporal, por lo que ya se empieza a hacer necesario el suministro de una temperatura ambiental adecuada. En este periodo el ambiente del ave pasa de ser el de la incubadora al del galpón de engorde, en el momento del alojamiento, la temperatura del piso es tan importante como la del aire, por lo cual es indispensable precalentar el galpón [14]. En la etapa de adaptación es necesario seguir teniendo en cuenta nuestras variables de interés, la temperatura y la humedad relativa (HR), en busca de un ambiente apto a la hora de la llegada de las aves, estas variables deben estabilizarse según los valores recomendados a continuación: temperatura del aire 30 ºC (medidos a la altura del pollo en el área en la que se encuentran el alimento y el agua, temperatura de la cama de 28-30 ºC y humedad relativa de 60-70%. El objetivo principal de la adaptación desde el momento de la llegada de las aves al galpón es promover el consumo de alimento y la actividad lo más temprano posible, sin importar el sistema de crianza que se utilice. Ya teniendo en marcha el galpón con las aves adaptadas en su primera etapa de vida sigue siendo fundamental lograr la temperatura y la humedad relativa (HR) pertinente, teniendo en cuenta que sus valores cambian dependiendo en la etapa de crianza en la que estos se encuentran. La Tabla 2 muestra las temperaturas y humedades relativas ideales en diferentes etapas de crianza de las aves [24].

Edad (dias) Temperatura para crianza en todo el galpón ºC (ºF)

% Humedad relativa

0 34 (93) 30 – 50 7 31 (88) 40 – 60

14 27 (81) 40 – 60 21 24 (75) 40 – 60 28 21 (70) 50 – 70 35 19 (66) 50 – 70 42 18 (64) 50 – 70

Tabla 2. Temperatura y humedad relativa del galpón de pollo de engorde en sus diferentes etapas de crianza [24].

Teniendo en mente estos valores recomendados procedemos a realizar la elección del sensor, este sensor debe tener en su dominio el rango de medidas esperadas, además basta con que el sensor nos permita obtener las unidades y las decenas de cada medida obtenida con su propiedad de resolución. Elegimos el sensor DHT22 el cual nos brinda unas características muy sobresalientes en cuanto a los parámetros mencionados y además nos permite obtener la medida de las dos variables de interés.

Sensor DHT22

26

El DHT22 Sensor digital de temperatura y humedad. Utiliza un sensor capacitivo de humedad y un termistor para medir el aire circundante, y muestra los datos mediante una señal digital en el pin de datos (no hay pines de entrada analógica). Es bastante simple de usar, pero requiere sincronización cuidadosa para tomar datos. El único inconveniente de este sensor es que sólo se puede obtener nuevos datos una vez cada 2 segundos, así que las lecturas que se pueden realizar serán mínimo cada 2 segundos, que en nuestro caso no influye ya que se desea realizar la toma de datos cada tres horas durante el día [25]. Otras características no menos importantes son: Interfaz estándar de bus único (ONE - WIRE), integración de sistema rápida y fácil, tamaño pequeño, bajo consumo de energía, distancia de transmisión de señal de hasta 20 metros, por lo que es la mejor opción para todo tipo de aplicaciones e incluso para las aplicaciones más exigentes [26] (ver figura 20).

Figura 20. Sensor DHT22, aspecto físico y descripción de pines[27]. (Fuente: Let’s Control It)

Características técnicas:

Voltaje de entrada 3.3V - 6V

Rango de medición de temperatura

-40°C a 80 °C

Precisión del sensor de temperatura

<± 0.5 °C

Resolución temperatura 0.1°C

Rango de medición de humedad

De 0 a 100% RH

Precisión del sensor de humedad

2% RH

Resolución humedad 0.1 % RH

Tiempo de sensado 2 segundos

Debido a que son la estructura maestro-esclavo, solo el host llama al sensor, el sensor responderá, por lo que los hosts para acceder al sensor deben seguir estrictamente la secuencia del bus único, si hay una secuencia de confusión, el sensor no responderá al anfitrión. En la tabla 3 se puede observar el formato de

27

comunicación que proporciona la hoja de datos del sensor, este formato fue configurado en el Psoc para la lectura de las variables[26].

Nombre Definición de formato de bus único

Señal de inicio La E/S de micro controlador configurada para salida, envía un pulso bajo (típicamente 1 mili segundo). Así notifica al sensor para preparar los datos.

Señal de respuesta El bus de datos del sensor (SDA) muestra una señal de 80 micro segundos en bajo, seguido de una respuesta de 80μs en alto, para recibir la señal de inicio.

Formato de datos Enviando la respuesta, seguido de los datos de la salida en serie 40 del bus de datos SDA, el microprocesador recibe 40 cambios de nivel de E / S de datos.

Humedad Resolución de humedad de 16 bits, el máximo anterior; el valor de la cadena del sensor de humedad es 10 veces el valor real de humedad.

Temperatura Resolución de temperatura de 16 bits, el máximo anterior; el valor de la cadena del sensor de temperatura es 10 veces el valor de temperatura real; La temperatura es el bit más alto (Bit15) es igual a 1 indica una temperatura negativa, la temperatura es el bit más alto (Bit15) es igual a 0 indica una temperatura positiva; Temperatura además de los valores de temperatura del bit más significativo (Bit14 ~ bit 0).

Bit de paridad Bit de paridad = humedad alta + humedad baja + temperatura alta + temperatura baja

Tabla 3. Descripción del formato de comunicación del sensor DHT 22 [26].

En la figura 21 se puede observar la instalación física del sensor DHT22 dentro de galpón, para protegerlo se instaló una malla y se extendieron los terminales hasta el cuarto de control que queda a dos metros de distancia aproximadamente, para esto se utilizó cable UTP, según indicaciones de la hoja de datos.

Figura 21. Instalación física del sensor DHT 22 dentro del galpón. (Fuente: propia)

28

2.2.4 SISTEMA DE COMEDEROS

Para este tema tomamos en cuenta las recomendaciones de la guía de manejo de pollo de engorde de COBB. Uno de los puntos más relevantes es el espacio que se debe brindar a las aves para su alimentación ya que si este es insuficiente la tasa de crecimiento se reducirá y la uniformidad del lote se verá severamente comprometida, independientemente del tipo de comedero que se utilice. En este documento afirman que todos los comederos deben permitir el almacenamiento y distribución de alimento con el mínimo desperdicio y con el volumen de alimento indicado para cada etapa de crecimiento del ave, teniendo en cuenta a la vez el tipo de comida que se suministra en cada una de ellas, también recomienda un platón de 33 cm por cada 50-70 aves.

Mecanismo

Para diseñar el mecanismo de los comederos se planteó la dieta y las porciones que se debían administrar a las aves (ver tabla 4), en nuestro caso las aves llegan de tres semanas de edad, se tiene en mente que son 30 aves en el galpón y que se suministran dos porciones de comida al día. En nuestro galpón las aves permanecen 4 semanas, durante estas semanas se utilizan dos tipos de concentrado (iniciación y engorde) y maíz triturado, esto guiado por los lotes de aves que ya se habían criado sin contar con la automatización en la nave.

Edad en semanas

Porción de comida Porción de maíz Total

Semana 4 2.25 libras (iniciación) 1.25 libras 3.5 libras Semana 5 3 libras (iniciación) 1.25libras 4.25 libras Semana 6 3 libras (iniciación) 1.875 libras 4.875 libras Semana 7 3 libras (engorde) 2.5 libras 5.5 libras Tabla 4. Porciones de comida, es necesario tener en cuenta que se le proporciona esta cantidad de comida dos

veces en el día. (Fuente: propia)

Ahora basados en los mecanismos de suministro de alimento ya existentes se plantea la construcción de un comedero automático colgante, el cual cuenta con un silo de almacenamiento, un silo para calcular las porciones y por ultimo un tornillo sin fin, el cual dotara de alimento a los comederos de platón. Cada una de las tolvas cuenta con una compuerta la cual es controlada por medio de motores paso a paso y el tornillo sin fin es dirigido por un motor de corriente directa. Para lograr el funcionamiento de este mecanismo fue necesario construir un soporte en metal, las tolvas con diferentes capacidades, las compuertas y soportes para los motores en madera impermeable.

-Materiales a usar

Para lograr el funcionamiento de este mecanismo fue necesario construir un soporte en metal, dos tolvas con diferentes capacidades (plásticas con cierre hermético para

29

evitar la filtración de agua), las compuertas y soportes para los motores en madera impermeable, el sin fin en alambre galvanizado y los comederos de platón en tubo PVC (ver figura 22). Para el diseño se utilizó el software Solidworks que permite el modelamiento de piezas y conjuntos y extraer de ellos planos técnicos como otro tipo de información necesaria para la producción [28].

Figura 22. Vista del mecanismo diseñado para proporcionar la comida. (Fuente: propia)

-Motores pasó a paso:

Los motores paso a paso (Figura 23), los utilizamos para realizar el movimiento de la apertura y el cierre de las compuertas, gracias a que podemos configurar la cantidad de pasos que debe dar en casa sentido de giro, nos permite un control preciso. Para su control y funcionamiento es necesario utilizar un driver, en este caso se utilizó el driver A4988, es una placa de fácil conexión la cual requiere tres señales provenientes el Psoc:

STEP: Se le envía una señal cuadrada con la cantidad de pasos.

DIR: Si es un uno lógico gira a la derecha, si es cero hacia la izquierda

ENABLE: Permite que el driver pueda enviar corriente al motor.

Figura23. Motor pasó a paso [20]. (Fuente: sitio web Electronilab)

30

En la figura 24 se puede observar el modo de conexión empleado para logra el funcionamiento de cada uno de los motores paso a paso.

Figura 24. Modo de conexión del Driver A4988 [29]. (Fuente: sitio web Electronilab)

Sensor de Distancia de Ultrasonido HC-SR04

El sensor de distancia HC-SR04, se destaca en el mercado por su gran precisión, bajo costo y su bajo consumo de energía, se trata de un sensor basado en ondas de ultrasonido capaz de detectar objetos en un rango de 1.7 cm a 450 cm y calcular la distancia a la que se encuentra. A grandes rasgos, su funcionamiento trata de enviar un pulso de arranque, esperar un pulso de retorno y medir el ancho de este para tomarlo como base para el cálculo de la distancia. En nuestro caso nos permitía porcionar la comida, fue instalado en la tolva menor y se le configuraron distancias diferentes dependiendo de la etapa de crecimiento en la que se encontraba el ave, decidimos usarlo porque la textura del alimento hacia que el área fuera irregular y este sensor nos permitió detectar una medida promedio (ver figura 25).

Figura 25. Sensor de distancia ultrasonido HC-SR04 [20]. (Fuente: sitio web Electronilab)

31

Características técnicas:

Voltaje de entrada 5 VDC

Frecuencia de trabajo 40 KHz Rango máximo 4.5 m

Rango mínimo 1.7 cm

Duración mínima del pulso de disparo (nivel TTL)

𝜇

Duración del pulso eco de salida (nivel TTL)

𝜇 − 𝜇

Tiempo mínimo de espera entre una medida y el inicio de otra.

20 ms

Algoritmo de control

A continuación se muestra un diagrama general del proceso realizados en el Psoc 5 LP empleado para proporcional el alimento de las aves.

Figura 26. Diagrama de flujo del funcionamiento del sistema diseñado para el comedero. (Fuente: propia)

32

2.2.5. SISTEMA DE BEBEDEROS

Para la instalación de los bebederos de niple o de sistema cerrado una vez más se tomaron en cuenta las recomendaciones de la guía de manejo de pollo de engorde de COBB, estos bebederos de tetina son muy utilizados ya que presentan ventajas como reducir la diseminación de enfermedades, proporcionando agua limpia y reduciendo los requerimientos de personal de limpieza. Para lograr el correcto funcionamiento de los bebederos de tetina es necesario proporcionar un manejo adecuado, en este caso tuvimos en cuenta factores como:

Lo primero es comparar los bebederos de niple. De acuerdo a la densidad del lote se estima cuántos de estos se requieren dentro del galpón.

Posteriormente se realizara la instalación del sistema de tuberías, este será la vía de suministro de agua. En esta fase se debe tener en cuenta la presión del agua y la localización de las mismas.

Uno de los factores de manejo que influyen en la ingesta de agua en este tipo de sistema de bebedero es la altura a la que se encuentra la tubería de suministro de agua (las aves deben levantarla cabeza para alcanzar la tetina, por lo que ésta debe encontrarse a una altura mayor que la espalda de las aves para evitar choques entre las aves y pérdida de agua, (Figura 27). Por esta razón es necesario implementar un mecanismo que me permita controlar la altura de los bebederos dependiendo la etapa de crecimiento en la que se encuentre el lote.

Figura 27. Ajuste de la altura de los bebederos de niple dependiendo de la etapa de crecimiento en la que se

encuentre el ave [30]. (Fuente: Aviagen Ross)

Mecanismo

La idea es que teniendo en cuenta la densidad del lote calculada y siguiendo nuestro manual guía de manejo de pollo de engorde de COBB se requiere una tetina por cada 10 aves por lo que se instalaron 4 tetinas (ver figura 28). Para esto se utilizó

33

tubería PVC de media pulgada y un par de mangueras para lograr la adaptación del sistema a las diferentes alturas requeridas.

Figura 28. Instalación de los bebederos de niple. (Fuente: propia)

Para poder variar la altura de los bebederos se usó un sistema mecánico con dos poleas para sostener el peso del tubo en donde se instalaron las tetinas, un motor de 12 voltios de corriente directa y un carrete que permiten subir o bajar el sistema. Para la inversión de giro del motor se realizó el montaje del circuito llamado puente H y se cuanta Con dos pulsadores que permiten accionar el sistema (ver figura 29).

2.2.6. INTERFAZ GRAFICA

Figura 29. Materiales utilizados para realizar el cabio de altura del sistema de bebederos. (Fuente: propia)

34

Una vez se logró la implementación de cada uno de los algoritmos de control de cada una de las fases del proyecto surgió la necesidad de implementar una interfaz gráfica de usuario, esto con la intención de acceder más fácilmente a los diferentes datos de interés, esta cuenta con tres tipos de menú. Menú inicio

El menú de inicio, es el menú de información general en este se proporciona al usuario los datos en tiempo real, fecha, hora, variables físicas tomadas por los sensores dentro del galpón, la posición de memoria que se va a escribir, la edad en semanas del ave (es configurada en el menú de configuración inicial) y el tipo de comida que se está proporcionando.

Figura 30. Visualización del menú de inicio de la interfaz gráfica implementada (fuente: propia).

Menú configuración inicial

Este menú le permite al usuario configurar por medio de pulsadores la edad de ingreso del lote, esto con el fin de tener este dato guardado en memoria para poder tener en cuenta las porciones de alimento que se deben suministrar y además el tipo de comida. Para acceder a él se configuro un switch, que al ser accionado reinicia la memoria y además me permite configurar la edad el ave, lo ideal es que se acceda solamente al iniciar la parvada para no reiniciar la memoria y sobre escribirla.

Figura 31. Visualización del menú de configuración inicial de la interfaz gráfica implementada (fuente: propia).

Menú visualización de memoria

Como ya se mencionó los datos de las variables físicas tomados de los sensores se guardaban en la memoria del sistema embebido, para poder leer y estudiar estos datos se diseñó el menú de visualización de memoria, para acceder se configuro un

35

switch que al estar activo permitía la visualización de la posición de memoria en la que se guardaron los datos, el día y la hora en la que se tomó ese dato y la lectura de las variables físicas de interés humedad relativa y temperatura.

Figura 32. Visualización del menú de visualización de memoria de la interfaz gráfica implementada (fuente: propia).

Cabe mencionar que la interfaz gráfica fue diseñada para amenizar al usuario con cada uno de los procesos de operación, por esta razón cada vez que se accionaba alguno de los mecanismos, en la pantalla LCD se podía visualizar el tipo de acción que se estaba realizando, por ejemplo en el momento que se activaba el mecanismo de los comederos en la LCD se activaban mensajes en los que se podía conocer que compuerta estaba activa, la distancia que detectaba el sensor de ultrasonido y en el momento que se detenía ese proceso. Por otro lado cuando se accionada el mecanismo de las cortinas, se visualizaba el mensaje de abriendo cortinas o cerrando cortinas.

Figura 33. Mensajes de funcionamiento implementados en la interfaz gráfica en el momento que se activa el

mecanismo de los comederos automáticos (fuente: propia).

Materiales a usar

Módulo LCD I2C PCF8574AT

El PCF8574 / 74A proporciona expansión de E / S remotas de propósito general a través bus I2C bidireccional (reloj serie (SCL), datos en serie (SDA)). El puerto casi bidireccional se puede asignar de forma independiente como una entrada para supervisar la interrupción estado o teclados, o como salida para activar dispositivos

36

indicadores como LED (en este caso una LCD) [31]. El Sistema maestro puede leer desde el puerto de entrada o escribir en el puerto de salida a través de un solo registro. Para nuestra aplicacione es vital conocer la direccion de esclavo del dispositivo, esta direccion se obtiene de la hoja de datos, en mi caso se tiene la dirección 0x3F y se hace necesario utilízalo por que requerimos ahorrar puertos de conexión por la cantidad de actuadores que implementamos[32].

Figura 34. Modulo LCD I2C PCF8574AT [32]. (Fuente: sitio web PSoC Latinoamérica)

DISPLAY LCD

LCD alfanumérico de 4 filas por 20 columnas con Backlight Led Azul.

Figura 35. Conexión del módulo LCD I2C y display LCD DE 20x4 con el sistema embebido [32]. (Fuente: sitio web

PSoC Latinoamérica)

CAPITULO 3 RESULTADOS:

En este capítulo se reportan y analizan los resultados obtenidos de cada una de las fases de implementación planteadas en el capítulo dos. Basados en cada uno de los datos obtenidos se hará un análisis de que tan viable es la automatización con sistemas embebidos en plantas avícolas de pequeños productores.

Inicialmente se expondrá un diagrama de bloques en donde se describe a grandes rasgos los componentes de todos los sistemas implementados, luego se hará un análisis de los datos de temperatura y humedad relativa obtenidos por el sensor y por último se calcularan índices que evalúan que tan eficiente fue la producción.

37

Figura 36. Diagrama de bloques que describe el tipo de interacción que tiene el sistema embebido con cada uno de

los sistemas implementados. (Fuente: propia)

Galpon de aves

Teniendo en mente que se requeria adaptar estructuralmente el galpon, a continuacion se puede observar la estructura final, en esta se adaptaron las cortinas el sistema de bebederos de niple y comedero automatico, en la figura 37 tambien se puede apreciar el lugar que se adapto como cuarto de control en donde se alojo el sistema embebido con cada uno de los circuitos de operación implementados, para aislarlo de las condiciones ambientales y evitar que se produjera algun daño por estas.

38

Figura 37. Estructura final del galpón en donde se realizó la implementación de cada uno de los mecanismos.

(Fuente: propia)

Sistema de ventilación

Basados en la idea ya planteada de la ventilación natural o de galpon abierto, en la figura 38 se puede apreciar la instalacion del mecanismo de cada una de las cortinas.

Figura 38. Mecanismo de cortinas instalado en la pared posterior y anterior del galpón. (Fuente: propia)

Sistema de comederos

En este mecanismo se utilizó una tolva de almacenamiento de alimento con capacidad de 18 Kg esta tolva fue instalada en la parte superior de la caseta. Para que el alimento no se degrade, el recipiente se fabricó en plástico y cuenta con cierre hermético para evitar filtración de agua, esta tolva está suspendida en el aire por medio de un soporte en madera, para logar que el alimento caiga gracias a la gravedad.

39

Figura 39. Tolvas diseñadas para de almacenamiento de alimento, (a) tolva de almacenamiento, (b) tolva de porciones. (Fuente: propia)

El concentrado y el maíz en las porciones recomendadas en el capítulo anterior se obtiene de esta tolva y cae a la tolva que calcula la porción indicada dependiendo de la edad del ave con la ayuda de un sensor de distancia, el paso del alimento es posible gracias al accionamiento de una compuerta. La tolva que almacena las porciones tiene capacidad de 8 Kg y fue caracterizada por peso y así en el algoritmo de control se programaron las distancias a las que se lograba completar la porción indicada (ver figura 39 (b)). La salida de la tolva de porciones está conectada directamente con el mecanismo realizado en tubo PVC, el cual, por medio de un tornillo sin fin dispensa el alimento en comederos colgantes de platón, en donde las aves tienen acceso y logran ingerir el alimento. El tornillo sin fin está hecho en alambre galvanizado para evitar que se oxide y cause algún tipo de inconveniente de salubridad.

Figura 40. Estructura de los comederos colgantes de platón, diseñados para proporcionarles el alimento a las aves.

(Fuente: propia)

40

Sistema de bebederos

Las tetinas o bebederos de niple se instalaron en un tubo PVC de media pulgada, diseñado para el transporte y almacenamiento de agua potable, se diseñaron unas bases en madera impermeable para evitar que se culumbie el sistema y asegurar que las aves no tengan problema para acceder a este sistema. En la figura 37 se puede apreciar el mecanismo instalado dentro del galpon, se puede observar el motor que con la ayuda de un carrete permite halar las cuerdas que sostienen el tubo y logra modificar la altura del mismo y los pulsadores que accionan el sistema. Cabe mencionar que la altura de este sistema es modificado por la persona que cuida las aves dependiendo de la edad del ave, ademas es imoprtante mencionar que el agua se obtiene de un tanque de almacenamiento y llega alos bebederos gracias a la gravedad.

Figura 41. Componentes del sistema de bebederos de niple, instalados dentro del galpón. (Fuente: propia)

3.1. VARIABLES FÍSICAS

Luego de realizar la instalación del sistema de toma de variables físicas que permite monitorear el ambiente dentro del galpón, se quiso realizar una comparación entre la medida tomada por el sensor DHT 22 con la medida de un termo higrómetro (dispositivo diseñado para medir temperatura y humedad relativa bajo diferentes condiciones ambientales). El termo higrómetro utilizado fue el HTC-1 y fue obtenido en una empresa que suministra equipos de medida con certificación de calibración llamada SET & GAD, dentro de sus funciones están: indicador de temperatura interior, indicador de humedad interior, unidad de temperatura cambiable (℃/℉),

41

función de memoria, tienda MAX/MIN temperatura y valores de humedad, 2 modos de visualización de la hora: 12h / 24h, entre otras [33].

Figura 42. Especificaciones técnicas del termo higrómetro HTC-1.

Los datos se recolectaron el día 2 de marzo del presente año, estos datos fueron tabulados y graficados para poder realizar un análisis y tener la certeza de que los datos de monitoreo eran veraces. En las siguiente graficas podemos visualizar los datos, tanto de temperatura como de humedad relativa.

Grafica 1. Cuerva de temperatura tomada el 2 de marzo. (Fuente: propia)

8

9

10

11

12

13

14

15

16

0 3 6 9 12 15 18 21

Te

mp

era

tura

℃

Hora del dia

Temperatura

Sentor HTC-1 Sensor DHT22

42

Grafica 2. Cuerva de humedad relativa tomada el 2 de marzo. (Fuente: propia)

En las tabla 5 y tabla 6 se observan los datos empleados para generar las curvas anteriormente expuestas, en los datos recolectados se calculó el error promedio, en el caso de la temperatura es del 6.5% y en el caso de la humedad relativa es de 1.3%, los cuales son valores tolerables teniendo en cuenta que los rangos de estas variables, expuestos por los documentos de referencia no evidencian consecuencias grabes si se tiene pequeños cambios, como esto.

HORA TEMPERATURA (℃) HUMEDAD (%) 6:00 11.9 91 9:00 10.4 90 12:00 14.4 86 15:00 13.8 85 18:00 14.3 84

Tabla 5. Datos recolectados del termo higrómetro HTC-1.

.

HORA TEMPERATURA (℃) HUMEDAD (%) 06:00 11.7 92 09:00 11.8 87 12:00 15.5 84 15:00 14.3 85 18:00 15.2 83

Tabla 6. Datos recolectados por el sensor DHT-22

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

0 3 6 9 12 15 18 21

Hu

me

da

d R

ela

tiva

%

Hora del dia

Humedad Relativa

Sentor HTC-1 Sensor DHT22

43

3.1.2. ANALISIS DE LOS DATOS RECOLECTADOS

Los datos que se tomaron con el sensor DHT 22 se guardaron en la memoria del Psoc 5LP, a partir del 16 de junio del presente año durante un mes, estos datos se tomaron cada 3 horas todos los días, a pesar de que en los textos de referencia se aconsejaba una toma por día, con la idea de poder tener una buena cantidad de datos para el estudio. Desafortunadamente coincidimos con la época del año más lluviosa y cambiante, en el periodo de crianza de las aves se tuvieron muchos inconvenientes por el cambio repentino de las condiciones ambientales.

Los datos medidos en el caso de la temperatura en grados centígrados (℃ y en el caso de la humedad relativa en porcentaje (%), se notó que como era de esperarse uno de los inconvenientes más significativos era la humedad relativa por la época de lluvias, por esta razón se encuentran muchos índices de humedad relativa en 99%, es decir estados ambientales críticos para el ave, esto se presentó más que todo en las horas de la madrugada por lo que estos datos los dejamos por fuera del estudio, intentando salvar datos que nos aporten información valiosa. Además cabe mencionar que se optó por realizar el cambio de cama más seguido, al cambiar la cascarilla de arroz en periodos de tiempo corto se logró disminuir en las últimas semanas el índice de humedad relativa alcanzando un índice de 60%, este índice ya es más cercano a lo esperado según los planteado por en la tabla 2, por nuestro texto de referencia de Aviagen titulado manejo del ambiente en galpón de pollo de engorde.

En la siguiente tabla se puede apreciar la tabulación de los datos, en esta se encuentra la edad del ave en semanas, el día de esa semana, las horas de monitoreo y por ultimo las variables físicas de interés (temperatura (℃ y humedad relativa (%)).

Tabla 7. Datos recolectados durante el periodo de crianza de las aves.

SEM DIA HORA TEM ℃ HR (%) SEM DIA HORA TEM℃ HR (%) SEM DIA HORA TEM℃ HR (%)

4 21 09:00 12,9 72 18:00 13,9 95 21:00 13,2 72

12:00 16,3 67 21:00 12,6 98 40 09:00 15,8 65

15:00 17,2 65 31 09:00 15,2 91 12:00 15,5 63

18:00 15 98 12:00 17,6 84 15:00 16,9 60

21:00 12,1 99 15:00 16,3 88 18:00 16 63

22 09:00 13,7 71 18:00 14,9 96 21:00 14,2 65

12:00 16,4 72 21:00 13,4 99 41 09:00 15 62

15:00 16,3 69 32 09:00 14,1 65 12:00 16 58

18:00 14 99 12:00 15 67 15:00 15,4 60

21:00 12,5 99 15:00 15,3 67 18:00 14,7 65

23 09:00 14,4 70 18:00 13,8 70 21:00 13,1 69

12:00 16,5 72 21:00 11 74 7 42 09:00 15,2 65

15:00 17,9 74 33 09:00 13,1 72 12:00 16,6 65

44

18:00 14,3 98 12:00 16,1 75 15:00 18,4 63

21:00 13,1 99 15:00 17,1 77 18:00 16,5 64

24 09:00 16,3 80 18:00 15,6 85 21:00 13,9 65

12:00 17,6 82 21:00 11,3 87 43 09:00 14 70

15:00 19 80 34 09:00 14,4 72 12:00 14,8 68

18:00 14,7 90 12:00 17,4 65 15:00 16 67

21:00 13,9 90 15:00 13,7 67 18:00 15,9 68

25 09:00 16,4 88 18:00 13,4 67 21:00 12,9 70

12:00 15,4 91 21:00 11,4 70 44 09:00 13,7 75

15:00 14,2 97 6 35 09:00 14,4 74 12:00 16 71

18:00 12,5 99 12:00 16,5 71 15:00 15,1 70

21:00 11,4 99 15:00 16,5 69 18:00 14,4 71

26 09:00 15,4 70 18:00 15,2 70 21:00 14 75

12:00 16,2 71 21:00 13,5 70 45 09:00 14,8 65

15:00 15,5 70 36 09:00 14,1 65 12:00 17,5 60

18:00 14,3 75 12:00 17,6 63 15:00 18 62

21:00 13,5 80 15:00 16,9 62 18:00 16 63

27 09:00 15 87 18:00 14,4 70 21:00 14 65

12:00 16,8 75 21:00 12,3 75 46 09:00 14 68

15:00 17,3 73 37 09:00 14,4 85 12:00 16,7 65

18:00 15,6 90 12:00 16,6 84 15:00 16,8 62

21:00 13,9 97 15:00 16,9 85 18:00 14,3 65

5 28 09:00 12,8 99 18:00 15,3 99 21:00 13,3 68

12:00 12,9 99 21:00 13,2 99 47 09:00 14,8 62

15:00 14,5 99 38 09:00 14,6 73 12:00 17,6 64

18:00 13,8 99 12:00 16 70 15:00 19 63

21:00 12,5 99 15:00 17,9 70 18:00 15,5 65

29 09:00 11,4 99 18:00 15,8 79 21:00 13,5 68

12:00 11,9 99 21:00 13,6 82 48 09:00 13,8 63

15:00 14,5 99 39 09:00 14,4 75 12:00 15,5 65

18:00 14,3 99 12:00 16,6 72 15:00 15,3 65

21:00 12,9 99 15:00 17,2 72 18:00 15,2 64

30 09:00 14,2 98 18:00 14,3 70 21:00 12,4 65

12:00 16 88

15:00 14,5 90

45

Temperatura

Ahora teniendo en cuenta que el sistema de ventilación influye directamente en el comportamiento de las variables físicas dentro del galpón, es importante comprender los tipos de beneficios y las capacidades que podemos obtener con este tipo de ventilación. En la guía que nos proporciona Aviagen sobre el manejo del ambiente dentro de un galpón de pollos de engorde aparece una gráfica en la que muestran las variaciones reales de temperatura registradas por monitores graficadores de datos en galpones con cortinas de ventilación, comparados con galpones con control ambiental en el Sureste de EE.UU, en otoño. En el estudio de la gráfica afirman que el galpón convencional ventilado con cortinas permite, acaso, muy poco control de la temperatura y que por el contrario la nave con ambiente controlado sigue muy de cerca la línea de la temperatura objetivo (ver figura 43) [13].

Figura 43. Gráfica real que demuestra que el galpón con ambiente controlado mantiene la temperatura cerca del objetivo. El galpón ventilado con cortinas permite altibajos de temperatura más amplios. Las líneas sombreadas

muestran la zona de la temperatura objetivo [13].

Con la idea de llegar a un análisis como el expuesto anteriormente se graficaron los datos de temperatura obtenidos por el sensor DHT 22, para esto tomamos los datos del día 21 al día 48, que corresponden a la semana 4 hasta la semana 7, realizamos un promedio entre los datos de temperatura recolectados durante el trascurso de cada uno de los días y se tomó como temperatura deseada las planteadas anteriormente en la tabla 7.

SEM. DIA TEMP ℃ SEM. DIA TEMP ℃

4 21 14,7 6 35 15,22

22 14,58 36 15,06

23 15,24 37 15,28

46

24 15,63 38 15,58

25 13,98 39 15,14

26 14,98 40 15,68

27 15,72 41 14,84

5 28 13,3 7 42 16,12

29 13 43 14,72

30 14,24 44 14,64

31 15,48 45 16,06

32 13,84 46 15

33 14,64 47 16,08

34 14,06 48 14,44 Tabla 8. Promedio de los datos de tempera recolectados, utilizados para graficar el comportamiento de los mismos

frente a los datos tos esperados o ideales.

En la gráfica 3 podemos observar que alrededor de la temperatura deseada u objetivo se dejó una franja sombreada que describe toda la zona en la que debería de estar la temperatura en las diferentes etapas de crecimiento del ave, pero que como era de esperarse la ventilación con cortinas permite que dentro del galpón se generen cambios bruscos de temperatura ambiente y además de esto podemos afirmar que por las condiciones ambientales del lugar (época de lluvias repentinas), las temperaturas que se registraron gracias al sensor empleado oscilan muy por debajo de las temperaturas deseadas, también podemos afirmar que nuestro sistema de ventilación nos permitió deshacernos de los gases nocivos por la renovación del aire dentro del galpón, ya que las aves no presentaron ningún tipo de complicaciones respiratorias, pero al no contar con ningún sistema de calefacción la temperatura nunca fue superior a la temperatura ambiente.

En la última semana se logró una temperatura promedio de 15.9 ℃ y la temperatura objetivo en esta semana es de 18℃, por lo que hablamos de un desfase de 2.1℃ que en porcentaje de error es 11 %, fue el valor que estuvo más cercano a la zona objetivo.

47

Grafica 3. Grafica de comparación de los datos te temperatura recolectados dentro del galpón durante las cuatro

semanas de crianza y la temperatura objetivo. (Fuente: propia)

Humedad relativa

Para lograr confort en las aves, se debe coordinar el funcionamiento adecuado entre la temperatura y la humedad, Como ya se ha estudiado en los capítulos anteriores las aves y las condiciones ambientales generan humedad y el exceso de humedad contribuye a crear problemas de apelmazamiento de la cama y generación de amoníaco, que a su vez causan problemas respiratorio. Para poder analizar con detalle los datos obtenidos y poder llegar a compararlos de alguna manera con los datos que tenemos de referencia, se tomaron los datos diferentes al 99% ya que como se mencionó anteriormente representa un estado ambiental crítico para el ave y se debe a las fuertes lluvias que generan humedad en el suelo y en el ambiente, se tomaron por separado cada uno de los días de la semana de edad del ave, se hizo un promedio entres estos datos y se seleccionó el mayor y el menor índice registrado, para logar crear un intervalo por semana como el que está expuesto en nuestro texto guía.

Edad (días)

Humedad Relativa Deseada (%)

Humedad Relativa Obtenida (%)

21 40 – 60 68 - 80 28 50 – 70 66 - 86 35 50 – 70 63 - 71 42 50 – 70 62 - 72

Tabla 9. Tabulación de los datos recolectados de humedad relativa para logar una comparación con los datos esperados.

10

12

14

16

18

20

22

24

26

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

Te

mp

era

tura

℃

EDAD (Dias)

Temperatura

temperatura deseada temperatura obtenida

Lineal (temperatura deseada) Lineal (temperatura obtenida)

48

En la semana 4, que corresponde al intervalo entre el día 21 y el día 27, se puede apreciar que los rangos de humedad relativa están muy por encima de los datos ideales que ni siquiera están dentro del rango propuesto por el texto guía. En la semana 5 ya se tomaron datos que están dentro del rango deseado, pero también se tomaron datos muy por encima del límite superior esperado. Las dos últimas semanas los datos recolectados muestran una mejoría notoria, esto también gracias al cambio frecuente de la cama de las aves (cascarilla de arroz) que permitía aislar un poco la humedad del suelo generada por las fuertes lluvias.

3.2 MONITOREO DEL PESO VIVO

Tomar el pesaje de las aves como una actividad regular es una forma de evaluar el rendimiento del lote y además es la forma de asegurar que las características pensadas para el producto final se cumplan o sean lo más cercanas posibles. Cuando se realizó la crianza de lotes de aves antes de implementar la automatización con sistemas embebidos se lograron ciertos resultados frente a la rentabilidad, lo que se convirtió en objetivo referencia para poder evaluar el desempeño del crecimiento de las aves ya con el sistema implementado. Para realizar correctamente el pesaje de las aves se tomaron las recomendaciones del manual de manejo del pollo de engorde que público la entidad ROSS en el año 2014.

Pesaje Manual

En este caso el método que se utilizo es el pesaje manual, ya que por nuestra densidad de población es el método que mejor aplica (ver figura 40). Esta actividad se realizó una vez a la semana siguiendo las siguientes recomendaciones:

Se realizó una vez a la semana, a la misma hora del día.

Se tomó una muestra de 5 aves, en cada una de las etapas de crecimiento, que corresponde al 25 % de la densidad poblacional.

Se intentó realizar la captura y manipulación de las aves sin causarles daño ni estrés, teniendo siempre en mente el bienestar de las aves.

49

Figura 44. Pesaje manual de las aves, (a) ave en la semana 5 y (b) ave en el momento de llegar al galpón de crianza.

(Fuente: propia)

En la siguiente tabla se tabulan y evidencian los datos de peso recolectados en cada una de las etapas de crecimiento del ave.

EDAS (Semanas) PESO VIVO (lb) EDAS (Semanas) PESO VIVO (lb)

LLEGADA 2 4

2 4

2 PESO PROMEDIO 3,9

2,25 6 7

2,12 7,25

PESO PROMEDIO 2,07 7

4 3 7

3,25 7,25

3,25 PESO PROMEDIO 7,1

3,12 7 9

3,25 9,24

PESO PROMEDIO 3,17 8,75

5 4 9

3,75 9

3,75 PESO PROMEDIO 8,99 Tabla 10. Peso del ave viva, en las diferentes etapas de crecimiento.

Basados en estos datos se calculan los índices de producción que permiten evaluar el desempeño de la parvada, todos estos índices se calcularan con los datos del final de la crianza, es decir antes de sacrificar las aves [34]. Los parámetros productivos que se tienen en consideración son: Mortalidad (M %), Conversión Alimenticia (CA) y la uniformidad (CV %).

Conversión Alimenticia

En general la conversión alimenticia es una medida de la productividad de un animal y se define como la relación entre el alimento que consume con el peso que gana [34]. Es un factor importante a la hora de determinar la rentabilidad.

50

𝑭𝑪𝑨 = 𝑻 𝒂 𝒂 𝒊 𝒊 𝑻 𝒂 𝒊

Ecuación 1. Factor de conversión alimenticia (FCA)

𝑻 𝒂 𝒂 𝒊 𝒊 = Se toma el total de alimento consumido por porción (tabla 4) y se calcula el alimento consumido por las 20 aves en un día, luego se calcula el total del alimento consumido en una semana y finalmente se calcula cuanto alimento consumieron las 5 aves que se tomaron de muestra en el momento del pesaje. 𝑻 𝒂 𝒊 =Se suman los pesos obtenidos de la muestra de 5 aves por semana.

Así entonces a modo de ejemplo calculamos la conversión alimenticia de la semana 4 para posteriormente exponer los datos de las siguientes semanas en la tabla 6.

El consumo diario de alimento para las 20 aves es de 7 libras (según tabla 4).

El consumo semanal de las 20 aves es de 49 libras.

Las 5 aves que tomamos de muestra corresponde a la cuarta parte del total de aves dentro del galpón, por lo que el consumo de la muestra es de 12.25 libras.

El total del peso vivo es de 10.37 libras.

Así las cosas, el factor de conversión alimenticio en la cuarta semana de cría es de:

𝑭𝑪𝑨 = . 𝟓 𝟓. = ,

SEMANA CAD (lb) CAS (lb) CAS 5 AVES

(lb)

T. PESO

(lb) FCA

4 7 49 12,25 15,87 0,772

5 8,5 59,5 14,875 19,5 0,763

6 9,75 68,25 17,0625 35,5 0,481

7 11 77 19,25 44,99 0,428

Tabla 11. Factor de conversión alimenticia en las diferentes etapas de crecimiento de las aves (se muestra la edad en semanas, consumo de alimento de las 20 aves diario (CAD), consumo de alimento de las 20 aves semanal (CAS), consumo de alimento de las 5 aves de muestra semanal (CAS 5 AVES), total de peso vivo (T. PESO) y por último el

factor de conversión alimenticia (FCA)).

51

Según nuestro texto guía (manual de manejo de pollo de engorde de ROSS), a menos valor de FCA mayor la eficiencia del ave para convertir el alimento consumido en peso corporal vivo (en nuestro caso de la muestra de aves) [24]. Por lo que nuestros resultados son satisfactorios y gracias a esto podemos afirmar que a pesar de que las condiciones ambientales no fueron las mejores en esta época del año, logramos brindarles a las aves un ambiente en donde los requerimientos de energía para mantenimiento son bajos y el ave puede usar al máximo la energía del alimento para crecer.

Mortalidad

Se expresa en porcentaje y se calcula dividiendo el número de aves muertas entre el número de aves iniciadas, esto multiplicado por cien. Se estiman que la mortalidad debe estar en 4% durante un periodo de 42 semanas (Molero et al., 2001) [34].

En nuestro caso tenemos al iniciar la crianza un total de 20 aves y solo murió un ave en el transcurso de la semana 5 de crianza. 𝑴 = ∗ = 𝟓 %

Ecuación 2. Índice de mortalidad (M %)

Al ser la densidad poblacional tan pequeña (20 aves), un ave representa un porcentaje alto por lo que el índice de mortalidad es alto. Pero la muerte de un ave en realidad es un buen resultado teniendo en mente las condiciones ambientales del lugar de crianza.

Uniformidad

La variabilidad de una población (la parvada) está descrita por el coeficiente de variación (CV%), que es la desviación estándar de la población expresada en términos porcentuales sobre la media [24]. El valor CV% de una parvada variable es alto, mientras que el de una parvada uniforme es bajo. 𝑉 = 𝑖𝑎 𝑖 𝑎 𝑎 𝑎 𝑖 ∗

Ecuación 3. Uniformidad (CV %).

Para calcular la desviación estándar de la muestra de aves tomadas en la última semana de crianza hacemos lo siguiente

𝑆 = √∑ 𝑥 − �̅� 2− = √ . = .

52

Ecuación 4. Desviación estándar en una muestra de datos.

En donde: 𝑥: Datos de la muestra. �̅�: 𝑖𝑎 𝑎 𝑖 𝑖 𝑎. : 𝑎 𝑎 𝑎 𝑎.

Así entonces el coeficiente de variación en nuestro lote de aves es de : 𝑉 = .. ∗ = . %

Con este resultado podemos categorizar nuestro lote de aves como uniforme. Para terminar cabe mencionar que nosotros tenemos una parvada mixta es decir machos y hembras en el mismo galpón, por lo que se espera que el coeficiente de variación sea mayor comparado con el de las parvadas sexadas [24]. Este comportamiento se puede apreciar en la figura 31 en donde las aves de estudio se encuentran en la etapa final de la crianza.

Figura 45. Distribución del peso vivo en una parvada mixta de pollos de engorde [24].

53

3.3 CONCLUSIONES: Con los resultados obtenidos no podemos hablar directamente de un control

total sobre las variables físicas de interés por medio del método de ventilación empleado, pero podemos afirmar por el estado de salud de las aves que se cumplieron con otros objetivos de la ventilación como son: la reducción de los malos olores y la renovación de aire dentro del galpón que permite reducir los niveles de gases tóxicos.

La automatización de los sistemas que proporcionan agua y comida, permitieron minimizar el estrés y la tensión del ave, ya que el galponero no tiene que ingresar con la misma frecuencia al galpón. Esto es positivo para las aves ya que evita inconvenientes de salud y además permite que el galponero gaste menos horas del día en el cuidado de las aves. También fue notorio que la forma en la que se implementaron estos mecanismos evitó el desperdicio masivo de agua y de comida.

Por medio de los resultados obtenidos al evaluar los índices de producción podemos afirmar que se le garantizo al ave un ambiente en donde los requerimientos de energía para mantenimiento son bajos y el ave puede usar una gran cantidad de energía del alimento para crecer.

Aunque los datos fueron recopilados en un solo galpón, sobre un solo lote de aves y durante 30 días, podemos apreciar que el sistema de automatización de plantas avícolas con sistemas embebidos para pequeños productores es funcional, es un sistema que se puede implementar a un bajo costo y además permite modificaciones para lograr mejorar el control del comportamiento de las variables físicas dentro del galpón.

3.4 TRABAJOS FUTUROS

La implementación descrita en este documento es un prototipo inicial, en busca de ideas sólidas frente al desarrollo y la aplicación de tecnología en los galpones de producción de pollos de engorde para pequeños productores en el territorio colombiano. En el ámbito ingenieril se busca aportar soluciones ante las dificultades en los diferentes ámbitos sociales, aplicando conocimientos teóricos y prácticos fuertes, por esta razón para que lo planteado en estos tres capítulos no quede en un prototipo es necesario mejorar cada uno de los factores en los cuales encontramos deficiencias de funcionalidad. Como mejoras iniciales planteamos las siguientes:

54

Implementar dentro del sistema de ventilación dispositivos como extractores de aire o instrumentos de calefacción para poder controlar con más propiedad las variables físicas de interés (temperatura y humedad relativa).

Poder monitorear las variables físicas de interés desde cualquier dispositivo móvil o una computadora de escritorio, a través de una aplicación que permita hacer un estudio del comportamiento de estas variables y además suministre información de interés de cada lote de aves.

Instalar un sistema de cámaras dentro del galpón para realizar el monitoreo remoto del comportamiento de las aves.

Para realizar un monitoreo completo de las condiciones ambientales se puede pensar en agregar sistemas de sensores que permitan monitorear los niveles de los gases tóxicos y además la velocidad del aire dentro del galpón para evitar problemas respiratorios en las aves.

55

REFERENCIAS:

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