EXPOSICIÓN - IF.pptx

1. “DISEÑO DE INSTRUMENTO PARA
MEDICIÓN DE CAUDALES A TRAVÉS DE
SENSORES CONTROLADOS POR EL
ARDUINO EN EL CENTRO EXPERIMENTAL
TUYU RURI, DISTRITO DE MARCARÁ,
PROVINCIA DE CARHUAZ,
DEPARTAMENTO DE ANCASH - 2023”
UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”
FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA

2. INTRODUCCION
La invención tecnológica en el ciclo hidráulico en la actualidad ha
adquirido una posición importante, fundamentalmente en la pérdida
o desabastecimiento de agua por fugas o roturas dentro de un
sistema de agua potable. Por tanto, en el centro experimental de
Tuyu Ruri, se implementó una invención tecnológica, para la
medición de caudales, que constan de sensores controlados por
Arduino, estos nos garantizan la medición en manera precisa y
eficiente, aprovechando esta plataforma de control por Arduino con
un lenguaje de programación basado en lectura en tiempo real del
flujo circula en ese instante por el sensor. ba
ABRIL - 2024
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
DEPARTAMENTO
DE ANCASH -
2023”

3. TÉRMINOS
SISTEMA DE AGUA POTABLE EN ZONAS RURALES:
Infraestructura y servicios que proporcionan agua
segura en áreas rurales, adaptados a sus necesidades.
Incluye captación, conducción, almacenamiento y
distribución del agua para comunidades remotas con
limitaciones geográficas o económicas en el acceso a
sistemas convencionales.
MONITOREODE LA CALIDAD DE AGUA POTABLE:
Proceso de seguimiento y evaluación de características
físicas, químicas y microbiológicas del agua destinada al
consumo humano. Incluye recolección de muestras,
análisis de parámetros y toma de decisiones para
garantizar su seguridad y potabilidad, crucial para la
salud pública.
ABRIL - 2024
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
DEPARTAMENTO
DE ANCASH -
2023”

4. TÉRMINOS
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
DEPARTAMENTO
DE ANCASH -
2023”
SISTEMASAUTOMATIZADOS:
Utilizan tecnología para ejecutar tareas sin intervención
humana directa. En el monitoreo de agua potable,
emplean sensores y software para recolectar datos y
generar análisis automáticamente, mejorando la
eficiencia y precisión en el seguimiento de parámetros
críticos.
SISTEMAS AUTOMATIZADOS EN EL MONITOREO DE LA
CALIDAD DELAGUA POTABLEENZONASRURALES:
Aplicación de tecnologías automatizadas para mejorar
el monitoreo del agua en áreas rurales. Involucra
sensores, redes remotas y algoritmos para detectar
problemas y optimizar la gestión del agua, fundamental
para comunidades rurales donde recursos e
infraestructura son limitados.
ABRIL - 2024

5. PROBLEMÁTICA
Los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU promueven la gestión del agua a nivel internacional,
incluyendo su medición precisa.
En Perú, se ha intensificado la preocupación por el uso sostenible del agua, reflejado en iniciativas
locales como SEDAPAL. En ciudades como Huaraz y Tuyu Ruri, se enfrentan desafíos específicos en la gestión
del agua potable, donde instrumentos como los sensores Arduino podrían ser cruciales.
En la provincia de Huaraz, entidades como EPS Chavín S.A. están interesadas en mejorar la eficiencia
del uso del agua y reducir costos mediante mediciones precisas de caudales.
En los últimos años la Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo ha desarrollado investigación
en la línea de abastecimiento de agua potable, muchas de ellos están netamente relacionados a los aspectos
hidráulicos, pero no existe investigación relacionada al tema de mediciones de caudales, ante esta problemática
se planteó el siguiente problema de investigación:
ABRIL - 2024
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
DEPARTAMENTO
DE ANCASH -
2023”

6. PROBLEMÁTICA
¿CUÁN EFICIENTE SERÁ LA APLICACIÓN DE
SENSORES CONTROLADOS POR EL ARDUINO PARA
MEDIR EL CAUDAL EN LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN
DE AGUA POTABLE EN EL CENTRO EXPERIMENTAL
TUYU RURI, DISTRITO DE MARCARÁ, PROVINCIA DE
CARHUAZ, DEPARTAMENTO DE ANCASH - 2023?
ABRIL - 2024
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
DEPARTAMENTO
DE ANCASH -
2023”

7. OBJETIVOS
OBJETIVOGENERAL
• Evaluar la medición de caudales a través de sensores controlador por el Arduino en el centro
experimental Tuyu Ruri.
OBJETIVOSESPECÍFICOS
• Realizar la programación y equipamiento de los sensores controlados por el Arduino para la medición
de caudales en las redes de distribución de agua potable en el centro experimental Tuyu Ruri.
• Realizar la calibración de los sensores controlados por el Arduino para la medición de caudales en las
redes de distribución de agua potable en el centro experimental Tuyu Ruri.
• Evaluar la capacidad de medición de los sensores controlados por el Arduino para medir el caudal en
las redes de distribución de agua potable en el centro experimental Tuyu Ruri.
ABRIL - 2024
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
DEPARTAMENTO
DE ANCASH -
2023”

8. JUSTIFICACIÓN
ABRIL - 2024
SOCIAL METODOLÓGICA
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
DEPARTAMENTO
DE ANCASH -
2023”
Investigación relevante
en hidráulica social.
Resultados optimizan
mediciones de
caudales con sensores
Arduino en redes de
agua potable,
mejorando equidad y
eficiencia en la
distribución del agua
potable.
Investigación enfocada
en desarrollar
metodologías eficientes
para medir parámetros
hidráulicos, mejorando la
gestión de caudales en
redes de agua potable
con sensores Arduino.
Utiliza prototipo
experimental para
calibración y control de
fugas.

9. JUSTIFICACIÓN
ABRIL - 2024
ECONÓMICA AMBIENTAL
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
DEPARTAMENTO
DE ANCASH -
2023”
La investigación busca
crear un medidor de
caudales preciso que
detecte fugas y
monitoree el agua
eficientemente,
reduciendo costos,
mejorando calidad y
gestión de recursos
hídricos. Utiliza un
prototipo experimental.
Control eficiente de
parámetros hidráulicos
con sensores Arduino en
redes de agua potable
asegura uso eficiente de
recursos hídricos para
beneficio poblacional.
Validado con prototipo
experimental.

10. JUSTIFICACIÓN
ABRIL - 2024
ACADÉMICA
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
DEPARTAMENTO
DE ANCASH -
2023”
La investigación
aportará nuevos
conocimientos en la
medición de
parámetros hidráulicos
y caudales usando
sensores Arduino en
redes de agua potable,
beneficiando futuras
investigaciones en
este campo.

11. MATERIALES Y
EQUIPOS
ABRIL - 2024
SENSOR DE
FLUJO DE AGUA
2" YF-DN50
ARDUINO NANO
LCD 2X16 AZUL
PARA ARDUINO I2C
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
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DE ANCASH -
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12. MATERIALES Y
EQUIPOS
ABRIL - 2024
MÓDULO RELOJ
DS3231-PCB
MÓDULO CIRCUITO
LECTOR DE
MEMORIA MICROSD
PROTOBOARD Y
CONECTORES
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
DEPARTAMENTO
DE ANCASH -
2023”

13. PROCEDIMIENTO
1. Medición controlada de caudales por Arduino:
Este proceso se refiere a la utilización de sensores controlados por Arduino para medir los caudales de manera
precisa.
2. Implementación del sistemaArduino:
Implica la instalación y configuración del sistema Arduino para interactuar con los sensores y recopilar datos de
caudales.
3. Calibración:
Es el proceso de ajustar y configurar adecuadamente los sensores y el sistema Arduino para garantizar
mediciones precisas y confiables.
4. Programación:
Se refiere a la creación y carga de un programa en el Arduino para recopilar y procesar los datos de los sensores
de caudal.
ABRIL - 2024
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
DEPARTAMENTO
DE ANCASH -
2023”

14. PROCEDIMIENTO
5. Medición:
Implica la captura de los datos de caudal utilizando los sensores controlados por Arduino.
6. Datos recopilados:
Se refiere a la recopilación de los datos de caudal obtenidos durante las mediciones.
7. Procesamiento de datos:
Implica el análisis y manipulación de los datos de caudal recopilados para obtener información relevante.
8. Ordenamiento de datos:
Es el proceso de organizar los datos de caudal de manera estructurada y comprensible.
9. Análisis e interpretación de datos:
Implica la extracción de conclusiones y la comprensión de los datos de caudal para obtener información
significativa.
ABRIL - 2024
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
DEPARTAMENTO
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2023”

16. ANEXOS
ABRIL - 2024
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
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2023”

17. ANEXOS
ABRIL - 2024
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
DEPARTAMENTO
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2023”

18. ANEXOS
ABRIL - 2024
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
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2023”

19. ANEXOS
ABRIL - 2024
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
DEPARTAMENTO
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2023”

20. ANEXOS
ABRIL - 2024
// Importar librerías
#include <Wire.h> // Librería comunicación I2C
#include <LiquidCrystal_I2C.h> // Librería LCD I2C
#include "RTClib.h"
#include <SD.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);
const int sensor = 2; // Pin digital para el sensor de flujo YF-S201
float litros_Hora; // Variable que almacena el caudal (L/hora)
volatile int pulsos = 0; // Variable que almacena el número de pulsos
unsigned long tiempoAnterior = 0; // Variable para calcular el tiempo
transcurrido
unsigned long pulsos_Acumulados = 0; // Variable que almacena el número de
pulsos acumulados
float litros; // // Variable que almacena el número de litros acumulados
RTC_DS3231 rtc;
File myFile;
String fecha="";
// Rutina de servicio de la interrupción (ISR)
void flujo()
{
pulsos++; // Incrementa en una unidad el número de pulsos
}
void setup()
{
Serial.begin(9600);
delay(1000);
pinMode(sensor, INPUT_PULLUP); // Pin digital como entrada con conexión
PULL-UP interna
lcd.init(); // Inicializo el LCD 2004
lcd.backlight();
interrupts(); // Habilito las interrupciones
// Interrupción INT0, llama a la ISR llamada "flujo" en cada flanco de
subida en el pin digital 2
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(sensor), flujo, RISING);
tiempoAnterior = millis(); // Guardo el tiempo que tarda el ejecutarse
el setup
if (!rtc.begin()) {
Serial.println(F("Couldn't find RTC"));
while (1);
}
// Si se ha perdido la corriente, fijar fecha y hora
if (rtc.lostPower()) {
rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));
}
Serial.print("Iniciando SD ...");
if (!SD.begin(4)) {
Serial.println("No se pudo inicializar");
return;
}
Serial.println("inicializacion exitosa");
}
void loop ()
{
// Cada segundo calculamos e imprimimos el caudal y el número de litros
consumidos
if(millis() - tiempoAnterior > 1000)
{
// Realizo los cálculos
tiempoAnterior = millis(); // Actualizo el nuevo tiempo
pulsos_Acumulados += pulsos; // Número de pulsos acumulados
litros_Hora = (pulsos / 60.0 / 0.229); // Q = frecuencia * 60/ 7.5
(L/Hora)
pulsos = 0; // Pongo nuevamente el número de pulsos a cero
// Llamada a la función que muestra los resultados en el LCD 2004
LCD_2004();
}
}
// Función que muestra los resultados en el LCD 2004
void LCD_2004()
{
DateTime now = rtc.now();
printDate(now);
// Imprimo la cabecera del sistema
//lcd.clear();
Serial.print(" Q:");
Serial.print(litros_Hora,3);
Serial.println(" L/s Q2");
lcd.setCursor(0,1);
// Imprimo el caudal en L/hora
lcd.print("Q: ");
lcd.print(litros_Hora,3);
lcd.print(" L/s ");
lcd.setCursor(14,1);
lcd.print("Q2");
myFile = SD.open("datalog.txt", FILE_WRITE);
if (myFile) {
myFile.print(fecha);
myFile.print(" Q: ");
myFile.print(litros_Hora, 3);
myFile.println(" L/s Q2");
myFile.close(); //cerramos el archivo
} else {
Serial.println("Error al abrir el archivo");
}
}
void printDate(DateTime date)
{
fecha="";
lcd.setCursor(0,0);
Serial.print(date.day(), DEC);
Serial.print('/');
Serial.print(date.month(), DEC);
Serial.print('/');
Serial.print(date.year(), DEC);
Serial.print(" ");
Serial.print(date.hour(), DEC);
Serial.print(':');
Serial.print(date.minute(), DEC);
Serial.print(':');
Serial.print(date.second(), DEC);
fecha=String(date.day())+"/"+String(date.month())+"/"+String(date.year()
)+"
"+String(date.hour())+":"+String(date.minute())+":"+String(date.second());
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(date.day(), DEC);
lcd.print('/');
lcd.print(date.month(), DEC);
lcd.print('/');
lcd.print(date.year()%100, DEC);
lcd.print(" ");
lcd.print(date.hour(), DEC);
lcd.print(':');
lcd.print(date.minute(), DEC);
lcd.print(':');
lcd.print(date.second(), DEC);
lcd.println(" ");
}
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
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2023”

21. ANEXOS
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“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
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22. ANEXOS
ABRIL - 2024
“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
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23. ANEXOS
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“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
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24. CONCLUSIONES
• Se realizo la evaluación de caudales a través de sensores controlados por el Arduino en el centro
experimental Tuyu Ruri, distrito de Marcará, provincia de Carhuaz, departamento de Ancash – 2023, llegando
a la conclusión de que este instrumento es muy eficiente para la medición de caudales, con resultados
precisos obtenidos de distintas frecuencias y diferentes días de medición dentro de las redes de distribución
de agua potable.
• Se logró realizar la programación y equipamiento de los sensores controlados por el Arduino para la
medición de caudales en las redes de distribución de agua potable en el centro experimental Tuyu Ruri lo que
permitió la medición precisa y confiable, dichos sensores fueron instalados y configurados correctamente
para recopilar datos de los caudales en tiempo real.
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“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
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25. CONCLUSIONES
• Se realizó la calibración de cada uno de los sensores controlados por el Arduino, permitiéndonos obtener
resultados muy buenos, precisas y confiables, además se logró ajustar los sensores para que proporcionen
mediciones más cercanas al valor real del caudal, para ello se utilizó una metodología rigurosa y se llevaron
a cabo pruebas para determinar la precisión y confiabilidad de los sensores.
• Se evaluó la capacidad de medición de los sensores controlados por el Arduino en el centro experimental
Tuyu Ruri para lo cual se realizó una medición precisa y en tiempo real del caudal en distintas frecuencias y
diferentes días de medición, lo que permitió una evaluación detallada del comportamiento hidráulico de la red
y esto dependerá demasiado del tipo de sensor, sensibilidad del sensor y configuración de esta misma.
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“DISEÑO DE
INSTRUMENTO
PARA MEDICIÓN
DE CAUDALES A
TRAVÉS DE
SENSORES
CONTROLADOS
POR EL ARDUINO
EN EL CENTRO
EXPERIMENTAL
TUYU RURI,
DISTRITO DE
MARCARÁ,
PROVINCIA DE
CARHUAZ,
DEPARTAMENTO
DE ANCASH -
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26. ¡GRACIAS!