Abstract
In this project, it is proposed to design and build an intelligent oxygenation prototype powered by solar energy, in the existing geomembrane ponds at SENA, with the aim of ensuring an efficient oxygen supply for tilapia farming in Sucre. Through the design and construction of this intelligent oxygenation system, aquaculture production will be optimized by improving fish health and growth, as it provides optimal levels of dissolved oxygen in the water. In addition to improving production, this prototype will reduce energy costs, representing savings for producers.
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Published on 01/01/2025
Licence: CC BY-NC-SA license
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Intelligent oxygenation • Solar energy • Aquaculture production • Geomembrane ponds Introducción: La alimentación • La nutrición de los humanos son procesos que desde la existencia de los homínidos primitivos han promovido cambios en la ingesta de los alimentos • Con el propósito de obtener los nutrientes esenciales para suplir las necesidades metabólicas de sus funciones vitales. A través de la historia • El consumo de pescado • Otros productos derivados de la pesca le han permitido a la humanidad llevar a la mesa alimentos saludables de alto valor nutricional. Colombia • Por su posición tropical • Su riqueza hídrica • E hidrobiológica • Grandes extensiones de tierra • La diversidad de pisos térmicos • Ecosistemas acuáticos • Tanto continentales como marinos • Estuarinos • Posee condiciones para promover el desarrollo de la acuicultura. En efecto • Esta actividad tuvo su inicio en los años 30 del siglo xx • Con la importación • Siembra de la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss) y • Posteriormente • Con la introducción de una serie de especies foráneas como las carpas (Cyprinus carpio) • Varias especies de cíclidos africanos como la Oreochromis sp. O tilapia roja (Elava • Gaitan • Molina • 2022) La acuicultura es el cultivo de organismos acuáticos como peces • Moluscos • Crustáceos para consumo humano. Esta industria ha experimentado un rápido crecimiento en las últimas décadas debido a la creciente demanda de productos acuáticos • La disminución de las capturas de pesca silvestre. La calidad del agua es un factor crítico en la acuicultura • Uno de sus componentes clave es el oxígeno disuelto. Los niveles de oxígeno en el agua pueden verse afectados por diversas variables • Como la temperatura • La salinidad • La carga de organismos • La actividad biológica. La gestión adecuada del oxígeno disuelto es esencial para garantizar un ambiente saludable • Equilibrado para los organismos acuáticos • Para prevenir problemas de calidad del agua. (gaslogic • S.f.) El equilibrio de este elemento puede determinar la salud • Crecimiento de los peces. En estanques de cultivo • Mantener niveles óptimos de oxígeno es fundamental para evitar problemas de hipoxia • Asegurar un ambiente adecuado para el desarrollo acuático. La gestión eficaz de esta variable permite a los productores controlar las condiciones del agua • Mejorar la calidad de los sistemas acuáticos. Este aspecto técnico es esencial para optimizar la producción • Minimizar riesgos asociados con la insuficiencia de oxígeno. Niveles insuficientes de oxígeno disuelto pueden provocar hipoxia • Una condición en la que los niveles de oxígeno en el agua son demasiado bajos para satisfacer las necesidades metabólicas de los peces. (prominent • S.f.) El Caribe colombiano se consolida como el eje del crecimiento pesquero en Colombia • Aportando 28.343 toneladas de producto acuícola durante 2024 • Según reveló el más reciente boletín técnico del Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE) sobre el Producto Interno Bruto Trimestral. Este volumen productivo en el Caribe tiene una importancia estratégica para el sector agropecuario colombiano • Ya que la pesca • La acuicultura reportaron un crecimiento del 18 • 2 % en el primer trimestre de 2025 • En comparación con el mismo periodo del año anterior. Esta variación positiva no solo representa la cifra más alta dentro del agro • Sino que también superó ampliamente a otros renglones como la silvicultura (11 • 4 %) • La ganadería (8 • 9 %) • Los cultivos agrícolas (2 • 4 %). La región Caribe donde se destacan zonas como el Atlántico • Bolívar • Magdalena • Sucre ha sido fundamental para este repunte • Gracias a sus condiciones ambientales favorables • A las inversiones públicas • Privadas que han dinamizado la producción acuícola. El camarón de cultivo • La tilapia • Por ejemplo • Se han convertido en productos estrella para la exportación • Principalmente hacia mercados de Norteamérica • Europa • Donde son altamente valorados por su calidad. (unap • 2025) La contaminación del medio ambiente está causando diferentes enfermedades en la población por el uso de combustibles para la generación de energía eléctrica • Este tipo de energía convencional tiene diferentes desventajas en el impacto ambiental • Contaminación del agua • Del aire • El agotamiento de los recursos naturales • En la destrucción del planeta • Este tipo de problemática permiten buscar alternativas en el uso de energías renovables disminuyendo las desventajas que hay en la generación de la energía eléctrica convencional • La tendencia de utilizar las diferentes opciones de energías renovables va en aumento de forma significativa para conseguir disminución en el impacto ambiental. Al estar conscientes de la problemática de la generación convencional de la energía eléctrica • En búsqueda de dar solución a poblaciones que están retiradas de este tipo de redes eléctricas • Se quiere aprovechar el uso de paneles solares en la utilización de energía fotovoltaica transformando la energía solar en electricidad tomando la radiación del sol en cada una de las células fotoeléctricas que tienen estos paneles produciendo una diferencia de potencial eléctrico obteniendo electricidad directa o continua • Poder alimentar diferentes elementos que funcionan con corriente continua • Pero si se requiere alimentar componentes con corriente alterna es necesario de un Inversor el cual se encarga de recibir la electricidad continua de los paneles solares • La convierte lo más similar en electricidad de corriente alterna. Este tipo de energía renovable se puede aplicar en diferentes ámbitos como en el alumbrado de exteriores o interiores • Sin cableado que abarquen grandes extensiones o en la piscicultura o el cultivo de los peces de forma controlada para sistemas de aireación • Para el control del crecimiento de los peces • La piscicultura intensiva la cual se caracteriza en tener una producción de peces de forma controlada con fines comerciales con estanques para la siembra • Cosecha de forma periódica de forma programada • Con un control de la calidad del agua con sistema de aireación • Control en la alimentación donde se realiza con concentrados ricos en proteínas. (Riaño • Vargas • 2020). Este proyecto tiene como objetivo construir un prototipo inteligente de oxigenación mediante energía solar • En un estanque de geomembrana ubicado en el SENA Sucre • Sede le gallera. Metodología: Este proyecto se desarrollara en el centro de formación SENA La Gallera • Donde se encuentran varios tanques de geomembrana utilizados para la producción acuícola. Inicialmente se realizó una visita de campo con el fin de identificar el tanque más adecuado para el montaje del prototipo. Se evaluaron parámetros como: ubicación • Radiación solar • Características organolépticas del agua. Con base en estos criterios • Se seleccionó el tanque número 4 como la unidad experimental. Se revisaron los paneles solares existentes en la institución. No obstante • Debido a que podían ser destinados a otros proyectos • Se decidió mantener la condición inicial de adquirir paneles nuevos • Garantizando autonomía • Disponibilidad exclusiva para el sistema de oxigenación. Para la Recepción • Aclimatación de los alevinos • Estos fueron recibidos en bolsas con oxígeno. Primero se verifica que no haya residuos en el agua • La cual se encontraba transparente • Que no haya peces muertos una vez se ha verificado lo anteriormente mencionado • Se lleva a cabo un proceso de aclimatación adicionando gradualmente agua del estanque de destino a las bolsas de transporte. Previo a la siembra • Los peces fueron almacenados en un tanque de cuarentena para monitorear posibles síntomas de enfermedad o mortalidad. Durante esta fase se implementaron las medidas de bioseguridad correspondientes: Aplicación de un baño corto con agua salada ponchera • Aireador de dos salidas • Balde • Colador plástico • El agua de transporte contenida en las bolsas no fue vertida en el tanque de cuarentena. Los alevinos fueron colados en otro balde con agua del tanque de cuarentena y • Transferidos cuidadosamente a la unidad de cuarentena • Donde se mantuvieron bajo observación con aireación continua Planteamiento del problema: Problema central: En el departamento de sucre • La cría de tilapia enfrenta desafíos relacionados con la falta de estanques de geomembrana • La oxigenación adecuada en los estanques existentes • Lo que limita la producción • El crecimiento • La salud de los peces. Las fuentes tradicionales de energía eléctrica para oxigenación en los estanques de geomembrana son costosas • Poco sostenibles con el tiempo. Descripción del problema • La situación existente: En el departamento de Sucre • La cría de tilapia enfrenta serios desafíos relacionados con la infraestructura • Los sistemas de oxigenación en los estanques. La falta de estanques de geomembrana adecuados es uno de los principales problemas • Ya que estas estructuras son fundamentales para crear un ambiente controlado • Eficiente para la producción de tilapia. Los estanques de geomembrana permiten mantener el agua dentro de un ecosistema cerrado • Controlando la calidad del agua • Mejorando la eficiencia en la cría de peces. Sin embargo • En Sucre • Hay una carencia de estos estanques • Lo que limita la capacidad de manejo del agua • Afecta negativamente la producción. Además • Los estanques existentes carecen de una oxigenación adecuada • Lo que genera niveles bajos de oxígeno disuelto en el agua. Este déficit de oxígeno puede afectar la salud de los peces • Ralentizar su crecimiento e incluso generar altas tasas de mortalidad. El crecimiento de la tilapia • Que depende de condiciones de oxigenación óptimas • Se ve comprometido cuando el oxígeno en el agua es insuficiente • Lo que lleva a una menor producción • Una calidad de vida deficiente para los peces. Por otro lado • Los sistemas de oxigenación tradicionales • Que dependen de fuentes de energía eléctrica convencionales • Resultan ser costosos • No sostenibles a largo plazo. Los productores de tilapia deben enfrentar altos costos operativos debido al consumo energético necesario para mantener estos sistemas en funcionamiento. Además • El uso de electricidad proveniente de fuentes no renovables aumenta la huella ambiental de la actividad acuícola • Hace que la producción sea aún más costosa con el tiempo. En la actualidad • Muchos productores de tilapia en Sucre enfrentan la limitación de no contar con suficientes estanques de geomembrana de calidad para la cría de peces • Lo que dificulta la implementación de buenas prácticas acuícolas. Los estanques existentes en la región • Aunque son utilizados • No cuentan con un sistema de oxigenación adecuado • Lo que provoca fluctuaciones en los niveles de oxígeno disuelto. Esta falta de oxigenación no solo afecta la salud • El crecimiento de la tilapia • Sino que también incrementa la mortalidad de los peces • Reduce la rentabilidad del negocio acuícola. Además • La dependencia de fuentes tradicionales de energía eléctrica para alimentar los sistemas de oxigenación es un factor de alto costo • Baja sostenibilidad. El consumo constante de energía eléctrica encarece el proceso de producción acuícola • Especialmente en áreas rurales donde la electricidad puede ser inestable o costosa. Esto representa un desafío económico para los productores • Quienes tienen que enfrentar un aumento continuo de los costos operativos • A la vez que buscan mantener la competitividad en el mercado. Por lo tanto • La situación actual está marcada por la falta de infraestructura adecuada • La insuficiencia de oxígeno en los estanques • La dependencia de fuentes energéticas costosas • No renovables • Lo que limita el crecimiento • La sostenibilidad de la actividad acuícola en el departamento de Sucre. Marco conceptual: Sector piscícola en Colombia: La pesca • Acuicultura lideran el crecimiento del sector agropecuario en el primer trimestre de 2025 La segunda actividad que más repuntó en el agro fue la pesca • Acuicultura • Que tuvieron un destacado crecimiento de 18 • 2% • Con un aporte de $634.000 millones a
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