Diseño de un sistema automático utilizando microcontrolador arduino, para la fitorremediación de relaves mineros, mediante el control microclimático de la especie Chrysopogon Zizanioides

Abstract

La contaminación ambiental ha estado presente a lo largo del tiempo en sus diferentes formas, una de ellas es la minería, actividad económica necesaria, pero algunas veces mal manejada, en ese sentido surge la necesidad de crear nuevas tecnologías de producción y a su vez de control ambiental que puedan prevenir o remediar impactos ambientales, es así que una de esas tecnologías como el microcontrolador arduino aplicado al medio ambiente y la especie Chrysopogon Zizanioides, ayudará a prevenir o remediar los impactos ambientales. El microcontrolador arduino es un circuito integral digital que tienen la capacidad de interactuar con sensores y actuadores del entorno físico que los rodea, dada su capacidad se han establecido dos parámetros principales; Temperatura del ambiente y Humedad de los sustratos, para el desarrollo óptimo de la especie Chrysopogon Zizanioides .En tal sentido se establecieron dos sistemas, el primero creando un sistema ambiental controlado mediante sensores y actuadores y el segundo para la comparación un sistema ambiental en el entorno natural. Para la verificación de nuestros sensores climáticos se tomaron 34 muestras durante el mes de diciembre de 2018 y enero de 2019, siendo la temperatura ambiental promedio por el día de 26 °C y por la noche 20 °C, asimismo la Humedad Relativa promedio en el día fue de 73% y por la noche de 81 %. Como resultado de nuestros sistemas el crecimiento promedio de la especie Chrysopogon Zinanioides en el sistema ambiental controlado es de 18.8 cm, mientras que en el Sistema ambiental natural es de 10.9 cm, por lo cual se evidencia un mayor crecimiento para el sistema ambiental controlado en 72.5 % respecto al sistema ambiental en el entorno natural. No obstante la velocidad de crecimiento de las muestras del sistema ambiental controlado (grupo A) respecto a las muestras del sistema ambiental del entorno natural (grupo B) resultaron mayores a partir desde su germinación. Asimismo, en el sistema ambiental controlado la temperatura ambiental promedio fue de 25.02°C y la humedad promedio del suelo para B1 y B2 fue de 70.15%, mientras que en el otro sistema la temperatura ambiental promedio fue de 27.16°C y la humedad promedio del suelo para A1 y A3 fue de 71.09%, En tal sentido, se pudo comprobar que mediante la programación del microcontrolador arduino enlazado con los sensores y actuadores, los cuales estuvieron ubicados en un prototipo encapsulado, se logró crear un sistema que simule las condiciones óptimas para el desarrollo de la especie Chrysopogon Zinanioides, logrando que este sistema tenga mejores resultados en el crecimiento de la especie respecto al sistema del entorno natural. Por lo tanto, se escogió el microcontrolador Arduino, dado su bajo costo, facilidad para programar y capacidad para realizar múltiples aplicaciones, lo cual servirá de base para desarrollar proyectos de investigación, académicos y sociales.

Environmental pollution has been present throughout time in its different forms, one of them is mining, economic activity necessary, but sometimes poorly managed, in this sense the need arises to create new production technologies and control in turn environmental that can prevent or remedy environmental impacts, it is so that one of those technologies such as the Arduino microcontroller applied to the environment and the Chrysopogon Zizanioides species, will help to prevent or remediate environmental impacts. The arduino microcontroller is a digital integral circuit that has the ability to interact with sensors and actuators of the physical environment that surrounds them. Given their capacity, two main parameters have been established; Temperature of the environment and humidity of the substrates, for the optimal development of the Chrysopogon Zizanioides species. In this sense two systems were established, the first creating an environmental system controlled by sensors and actuators and the second one for comparison an environmental system in the environment natural. For the verification of our climatic sensors, 34 samples were taken during the month of December 2018 and January 2019, with the average environmental temperature for the day of 26 ° C and at night 20 ° C, as well as the average Relative Humidity in the day was 73% and at night 81%. As a result of our systems, the average growth of the Chrysopogon Zinanioides species in the controlled environmental system is 18.8 cm, while in the natural environmental system it is 10.9 cm, which shows a greater growth for the controlled environmental system in 72.5 % with respect to the environmental system in the natural environment. However, the growth rate of the samples of the controlled environmental system (group A) with respect to the samples from the environmental system of the natural environment (group B) were greater since its germination. Also, in the controlled environmental system, the average environmental temperature was 25.02 ° C and the average humidity of the soil for B1 and B2 was 70.15%, while in the other system the average environmental temperature was 27.16 ° C and the average humidity of the floor for A1 and A3 was 71.09%, In this sense, it was possible to verify that by programming the arduino microcontroller linked to the sensors and actuators, which were located in an encapsulated prototype, it was possible to create a system that simulates the optimum conditions for the development of the Chrysopogon Zinanioides species, achieving that this system has better results in the growth of the species with respect to the system of the natural environment. Therefore, the Arduino microcontroller was chosen, given its low cost, ease of programming and ability to perform multiple applications, which will serve as the basis to develop research projects, academic and social.