Ingeniería Civil · 2025
Evaluación de la eficiencia del ciclo hídrico en un sistema acuapónico experimental de la Universidad de Ibagué
Este proyecto propone una evaluación de las pérdidas de agua en el ciclo acuapónico de la Universidad de Ibagué, con el propósito de entender mejor los desafíos asociados con la gestión hídrica y proponer soluciones prácticas. La acuaponía es “la integración de la recirculación de la acuicultura y la hidroponía en un sistema de producción. En una unidad de acuaponía, el agua del tanque de peces circula a través de filtros, camas de crecimiento y regresa a los peces “. (Akter et al., 2018). Es crucial mantener un flujo constante dentro de estándares de pérdidas predefinidos para maximizar la eficiencia del sistema. Se emplearán técnicas de monitoreo para determinar las pérdidas de agua desde la entrada de agua hasta su salida como efluente, analizando factores como fugas, evaporación, evapotranspiración y manejo inadecuado del sistema. Los resultados ofrecerán estrategias de conservación del agua y recomendaciones sobre diseño estructural para mejorar la operatividad, optimizar el espacio y reducir costos.
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Contenido
- Introducciónp. 17
- Planteamiento del Problemap. 18
- Objetivosp. 23
- Objetivo generalp. 23
- Objetivos específicosp. 23
- Referentes Empíricos y Teóricosp. 25
- Marco teóricop. 25
- Ciclo acuapónicop. 25
- Pérdidas de aguap. 26
- Métodos de mediciónp. 27
- Estructuras metálicas en sistemas acuapónicosp. 28
- Sistemas NFTp. 28
- Estado del artep. 29
- Metodología Propuestap. 32
- Fase I: Caracterización y representación del sistema acuapónicop. 33
- Fase II: Diagnóstico de pérdidas y estimación de procesos físicosp. 33
- Fase III: Modelado y simulación del comportamiento del sistema acuapónicop. 36
- Fase IV: Propuesta de mejora del sistemap. 37
- Resultadosp. 39
- Fase Ip. 39
- Descripción de los elementos del sistema acuapónicop. 39
- Caracterización hidráulicap. 41
- Fase II: Diagnóstico de pérdidas y estimación de procesos físicosp. 45
- Diagnóstico inicial del sistema acuapónicop. 45
- Estimación de pérdidas por evaporaciónp. 50
- Estimación de pérdidas por evapotranspiraciónp. 51
- Análisis de pérdidas totalesp. 52
- acuapónicop. 36
- Construcción de tramos del modelo del sistema acuapónicop. 53
- Modificación de los parámetros de entrada:p. 59
- Fase IV: Optimización del sistema acuapónicop. 61
- Propuesta de mejora del sistemap. 62
- Diseño Estructural Piramidalp. 63
- Diseño Estructural horizontalp. 66
- Análisis de costos y presupuestop. 68
- Conclusiones y recomendacionesp. 70
- Conclusionesp. 70
- Recomendacionesp. 71
- Referencias bibliográficasp. 73
- A. Anexo: Caracterización Hidráulicap. 79
- B. Anexo: Diagnóstico inicialp. 81
- C. Anexo: Evaporación en el sistema acuapónicop. 89
- D. Anexo: Cálculo de la Evapotranspiración Ajustada para el Cultivo de Lechugap. 94
- E. Anexo: Cálculo de la Evapotranspiración Ajustada para el Cultivo de Lechugap. 94
- Figura 1-1: Producción piscícola por departamento 2015-2020p. 19
- Figura 1-3: Distribución por Uso del recurso hídrico en el Tolimap. 21
- Figura 3-1: Elementos que componen el ciclo acuapónicop. 26
- Figura 4-1: Sistema Acuapónico estudiadop. 32
- Figura 5-1: Diagrama de organización del sistema acuapónico estudiadop. 39
- de 20 LPM (m/s)p. 41
- de 30 LPM (m/s)p. 42
- de 40 LPM (m/s)p. 43
- Figura 5-5: Condiciones iniciales Laboratorio 1 Temperatura e intensidad lumínicap. 45
- Figura 5-6: Condiciones iniciales Laboratorio 1 durante un período de 24 horasp. 47
- tasas de flujo: 25 L/minp. 47
- tasas de flujo: 36 L/minp. 49
- tasas de flujo: 52 L/minp. 49
- invernadero del sistema acuapónicop. 50
- Figura 5-12:Modelado caso 1 tubería zona acuícolap. 55
- Figura 5-13:Mallado caso 1 tubería zona acuícolap. 55
- Figura 5-14: Configuración del analisis de flujo en el caso 1p. 56
- Figura 5-15: Resultado de la simulación caso 1p. 56
- Figura 5-16: Modelado caso 2 tubería zona hidropónicap. 57
- Figura 5-17: Mallado caso 2 tubería zona hidropónicap. 57
- Figura 5-18: Configuración del análisis de flujo en el caso 2p. 58
- Figura 5-19: Resultado de la simulación caso 2p. 58
- Figura 5-20: Modificación 1 Presión de entrada = 29.6 kpap. 59
- Figura 5-21: Modificación 2 Presión de entrada = 47.2 kpap. 60
- Figura 5-22: Modificación 1 Presión de entrada 9.8 kpap. 60
- Figura 5-23: Modificación 2 Presión de entrada 19.6 kpap. 61
- acuapónicop. 36
- Figura 5-25: Vista elevada de la estructura piramidalp. 63
- Figura 5-26: Dimensiones en vista frontal de la estructura piramidalp. 64
- Figura 5-27: Dimensiones en vista lateral de la estructura piramidalp. 64
- Figura 5-28: Tubería PVC 4” para cultivo hidropónico de la estructurap. 64
- Figura 5-29: Propuesta de estructura piramidal con sistema NFTp. 65
- Figura 5-30: Propuesta de estructura horizontal con sistema NFTp. 67