Diseño de una red de sensores para monitorizar una instalación acuícola

Abstract

Resumen-En las instalaciones acuícolas la monitorización de la calidad del agua es fundamental para la automatización de los procesos. En este artículo presentamos una red de sensores que realizan medidas de la turbidez y la temperatura en todos los tanques. Como nodo se ha empleado un Flyport que manda los datos a un servidor y cuenta con una serie de alarmas programadas. Se ha diseñado la topología de red y física atendiendo a la estructura típica de estas instalaciones. Se ha estudiado el rendimiento de la red en distintos escenarios. Se ha establecido que el número máximo de Flyports por punto de acceso antes de devaluar la calidad de la conexión es de 5 Flyports, con una tasa de paquetes perdidos cercana al 0.5% y una tasa de paquetes por segundo media de 86.47.Palabras Clave-red inalámbrica; nodo sensor; calidad del agua; acuicultura; Flyport I. INTRODUCCIÓNEn la actualidad se está produciendo una sobreexplotación de los recursos pesqueros a nivel mundial [1]. Debido a esto, en los últimos años se ha producido una disminución de las capturas de pescado. No se están reduciendo los medios para realizar dichas capturas, sino que se están aumentando los medios para el aumento de las capturas [2]. Con el futuro aumento de la población y por ende el aumento de consumo de alimentos entre ellos el pescado, se debe asegurar una mayor cantidad de alimentos. Como no se puede extraer más peces del mar, es necesario aumentar la cantidad de peces criados mediante la acuicultura [3]. Está se puede desarrollar en mar abierto o en instalaciones en tierra. En las instalaciones en tierra el agua recibida pasa inicialmente a un tanque de recepción. En ese tanque de recepción el agua permanece cierto periodo de tiempo tras el cual es distribuida a los tanques de producción.La ventaja de las instalaciones en tierra, es poder controlar el agua de los tanques de producción. Esto es importante, pues la calidad del agua puede afectar negativamente al rendimiento bioenergético de los peces. Los sólidos suspendidos tienen efectos abrasivos, reducen la visión y producen problemas en las agallas [4,5]. La temperatura también se debe controlar debido a que una temperatura alta supone una bajada del oxígeno disuelto en el agua [6]. Además, la cantidad de alimento necesario para peces depende de la temperatura [7,8]. El estudio de la calidad del agua es un problema que ha sido abordado por muchos autores [9 -17]. Una de las principales limitaciones de las redes de sensores es el consumo energético [18].Para monitorizar las variables físico-químicas que puedan causar efectos negativos en los peces, se están utilizando redes de sensores inalámbricos (WSN). Los sensores pueden colocarse en los tanques. Cuando algún parámetro del agua no es adecuado se realizan acciones correctivas. Sin embargo, puede resultar más interesante detectar de forma anticipada las entradas de agua con problemas. Si monitorizamos la calidad del agua en el tanque de recepción podremos aislar determinados tanques de producción. Puede ser interesante aislar tanques con...