Implementación de la infraestructura de un cultivo acuícola multitrófico monitoreado con tecnologías IoT

Resumen

DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v9i18.0358

Resumen                                                     

El presente estudio tuvo como objetivo implementar la infraestructura de un sistema de cultivo acuícola multitrófico integrado con tecnologías del Internet de las Cosas (IoT) para el monitoreo de variables de calidad del agua. La infraestructura estuvo conformada por cuatro tanques tipo IBC con capacidad de 1000 L cada uno, destinados al cultivo de tilapia (Oreochromis sp.) y langosta de agua dulce (Procambarus clarkii), con una densidad de 60 tilapias y 10 langostas por tanque. El sistema hidráulico fue implementado mediante una red de tuberías de PVC de 1/2 pulgada, complementada con válvulas y accesorios para regular y distribuir el flujo de agua entre las unidades de cultivo. La circulación del agua se realizó mediante una bomba de 3 HP, mientras que la aireación fue proporcionada mediante un blower y sistemas de oxigenación independientes para las unidades de cultivo. Como parte del manejo hidráulico, se efectuaron recambios parciales de agua de aproximadamente el 30% del volumen de los tanques, con el propósito de mantener condiciones adecuadas de calidad del agua y reducir el estrés de los organismos durante las actividades de manejo. Para el monitoreo de las condiciones del sistema se implementó una arquitectura IoT basada en un microcontrolador Arduino Uno, módulo ESP32 y una red de sensores DS18B20, pH 0–14 y LGDZ V1.1, destinada al registro de temperatura, pH y turbidez del agua. La adquisición y transmisión de datos se integró mediante Arduino IDE 2.3.4 y la plataforma ThingSpeak. Durante los ensayos, el sistema permitió mantener valores promedio de pH de 7,2 ± 0,3 y 7,4 ± 0,2; temperaturas de 27,1 ± 0,8 °C y 27,5 ± 0,6 °C; oxígeno disuelto de 5,8 ± 0,5 y 6,1 ± 0,4 mg/L; y turbidez de 18,3 ± 2,1 y 16,7 ± 1,8 NTU, respectivamente. Estos resultados evidencian la funcionalidad de la infraestructura hidráulica, el sistema de aireación y la arquitectura IoT implementados de manera integrada, permitiendo mantener condiciones apropiadas para el desarrollo del cultivo y facilitando el monitoreo de la calidad del agua.

Palabras clave: Acuicultura multitrófica; infraestructura hidráulica; aireación; Internet de las Cosas; calidad del agua.

Abstract

This study aimed to implement the infrastructure for an integrated multi-trophic aquaculture system incorporating Internet of Things (IoT) technologies to monitor water quality variables. The infrastructure consisted of four 1,000-liter IBC tanks used to culture tilapia (*Oreochromis* sp.) and freshwater crayfish (*Procambarus clarkii*) at a density of 60 tilapia and 10 crayfish per tank. The hydraulic system utilized a network of 1/2-inch PVC piping, complemented by valves and fittings to regulate and distribute water flow among the culture units. Water circulation was driven by a 3 HP pump, while aeration was provided by a blower and independent oxygenation systems for each culture unit. As part of hydraulic management, partial water exchanges—amounting to approximately 30% of the tank volume—were performed to maintain suitable water quality and reduce organism stress during handling. To monitor system conditions, an IoT architecture was implemented using an Arduino Uno microcontroller, ESP32 modules, and a sensor network comprising DS18B20, pH 0–14, and LGDZ V1.1 sensors to record water temperature, pH, and turbidity. Data acquisition and transmission were integrated using the Arduino IDE 2.3.4 and the ThingSpeak platform. During the trials, the system maintained average pH values of 7.2 ± 0.3 and 7.4 ± 0.2; temperatures of 27.1 ± 0.8 °C and 27.5 ± 0.6 °C; dissolved oxygen levels of 5.8 ± 0.5 and 6.1 ± 0.4 mg/L; and turbidity levels of 18.3 ± 2.1 and 16.7 ± 1.8 NTU, respectively. These results demonstrate the functionality of the hydraulic infrastructure, aeration system, and IoT architecture implemented in an integrated manner, enabling the maintenance of appropriate conditions for crop development and facilitating water quality monitoring.

Keywords: Multitrophic aquaculture; hydraulic infrastructure; aeration; Internet of Things; water quality.

Información del manuscrito:
Fecha de recepción: 11 de mayo de 2026.
Fecha de aceptación: 14 de agosto de 2026.
Fecha de publicación: 21 de agosto de 2026.