CiclaLogo! Proyecto Concurso Logo! 2018 

 

  

Proyecto realizado por los alumnos: ❖ Farías Genaro (DNI: 44.075.959) ❖ Duvara Claudio (DNI: 44.358.778) ❖ Viñolo Jeremías (DNI: 44.358.614) 

❖ González Mauricio (DNI: 44.218.515)  

Docentes coordinadores:   Ing. Ivana Trento 

Prof. Claudio Novarecio  Prof. Mario Brito 

Prof. Marcia Rodríguez   

Escuela Técnica N° 4 Fray Luis Beltrán Prof. Andrea S. Páez (Directora) - DNI 23707626 

Ricardo Güiraldes esq. Gabriela Mistral - San Luis - Argentina colegio4sl@sanluis.gov.ar 

 

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 Tabla de contenidos 

Introducción Investigación preliminar Información obtenida mediante profesionales y visitas LOGO! y sus ventajas Funcionamiento Materiales utilizados en este proyecto Descripción general de los elementos que se utilizarán 

● Bomba de agua sumergible solar ● Paneles solares ● Tanque australiano ● Tuberías de PEBD ● LOGO! CMR2020 y su antena 

Diagrama general del sistema Programa de LOGO! Simulación Esquema de conexiones Configuración del CR2020 Análisis económico 

● Presupuesto ● Retorno de la inversión ● ¿Por qué vale la pena invertir en este proyecto? 

Conclusiones Agradecimientos Fotos Bibliografía          

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Introducción 

Uno de los problemas en las zonas rurales en                   nuestra provincia y en el país, es el acceso al agua y su                         distribución.  

Tradicionalmente en los campos el agua se obtiene               de las napas freáticas utilizando molinos cuyos             mecanismos se rompen o fallan habitualmente y pueden               ser difíciles de reparar, además de dejar sin este servicio                   vital al campo durante el tiempo que demande la                 reparación.  

En ocasiones, el acceso al agua está bastante               alejado de la zona efectiva de utilización del recurso en                   el campo, con lo cual además de la dificultad en la                     obtención del agua, el productor rural se enfrenta a la                   problemática del traslado de la misma. 

Otra dificultad en las zonas rurales radica en la                 obtención de la energía eléctrica. Muchos parajes están               bastante alejados del tendido de red eléctrico, por lo que                   resulta indispensable la utilización de energías           alternativas, como puede ser la energía solar fotovoltaica               y la energía eólica. 

Nosotros proponemos realizar una automatización         que permita extraer agua de una perforación ubicada a                 cierta distancia de un campo mediante dos bombas               eléctricas sumergibles (una activa y otra de respaldo), y                 llevarla a un tanque australiano para luego ser utilizada                 para el consumo humano, ganadero o riego.  

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Con nuestro sistema basado en el módulo lógico               LOGO! en conjunto con el módulo de comunicaciones               CMR2020, el sistema podrá ser controlado y monitoreado               vía sms desde cualquier dispositivo móvil. 

Es importante destacar que todo el sistema será               alimentado por energía solar, incluyendo las bombas, de               manera de generar un proyecto energéticamente           sustentable y amigable con el medioambiente. 

  Investigación preliminar 

Como punto de partida decidimos investigar sobre             el tema del acceso al agua en las zonas rurales,                   fundamental para realizar cualquier actividad         agroindustrial (motivo del Concurso LOGO! del presente             año que motiva este trabajo). 

A continuación presentamos un resumen de la             información recabada. 

 La ONU declara al agua como un derecho humano  La consideración del agua como un elemento             

indispensable para la vida y el desarrollo ha llevado a                   que en los últimos años surja un consenso mundial en                   torno a considerarla como un derecho. La Asamblea               General de las Naciones Unidas (ONU) resolvió, en la 108°                   sesión plenaria celebrada el 28 de julio de 2010,                 reconocer “que el derecho al agua potable y el                 saneamiento es un derecho humano esencial para el               pleno disfrute de la vida y de todos los derechos                   humanos” (Resolución 64/10). 

El Comité de derechos económicos, sociales y             culturales, perteneciente al Consejo Económico y Social             de la ONU, considera que el agua debe tratarse como un                     bien social y cultural, más que como un bien económico,                   

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y que el derecho al agua debe ser ejercido de manera                     sostenible. 

Asimismo la ONU ha establecido tres condiciones             indispensables para el ejercicio de este derecho: 

Disponibilidad: El abastecimiento de agua de cada             persona debe ser continuo y suficiente. 

Calidad: El agua necesaria para cada uso personal               o doméstico debe ser salubre, y por lo tanto, no ha de                       contener microorganismos o sustancias químicas o           radiactivas que puedan constituir una amenaza para la               salud de las personas. 

Accesibilidad. El agua, las instalaciones y servicios deben ser accesibles a todos, en cuatro             

dimensiones superpuestas: físicamente,     económicamente, sin discriminación y con acceso a la               información. 

  Ley Nº VIII-0247-2004 (5459 *R) Plan de Desarrollo               

Ganadero y Agrícola de la provincia de San Luis El Senado y la Cámara de Diputados de la Provincia de San Luis, sancionaron esta ley en el año 2004,                   

modificada luego en 2017 por la Ley N° VIII-0564-2007. Entre otras consideraciones establece:  ARTICULO 1°.- Declárase de Interés Provincial e             

incluidos en los términos de la presente Ley, a los                   proyectos vinculados a las actividades agropecuarias           que impliquen una inversión que incremente en forma               efectiva la productividad de las explotaciones de la               Provincia, conservando, mejorando y/o restaurando sus           ambientes y ecosistemas. 

 ARTÍCULO 3°.- Son beneficiarios del régimen           

establecido en la presente Ley, las personas de               

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existencia visible o ideal que realicen efectivas             inversiones en explotaciones agropecuarias en la           Provincia, por sí mismas o por terceros, en predios                 propios o ajenos. 

 ARTÍCULO 4°.- Los beneficiarios de la presente Ley,               

gozarán de los siguientes beneficios promocionales: a) Reducción del Impuesto Inmobiliario, a los             

Ingresos Brutos y de Sellos, en función a proyectos                 elaborados de acuerdo a lo previsto en el Art. 1°. 

b) Auspicio Oficial del Poder Ejecutivo, a las               gestiones que realicen las empresas beneficiarias en             materia de financiamiento, comercialización, etc. 

 ARTÍCULO 5°.- Las actividades que contempla la             

presente Ley, son aquéllas orientadas al incremento del               stock ganadero, tanto en cantidad como en calidad, por                 compra o retención de la propia producción;             mejoramiento de la oferta forrajera a través de               implantaciones de pasturas perennes y máximo           aprovechamiento del pastizal natural; recuperación de           suelos; combate y control de plagas y malezas;               organización de la explotación; apotreramientos;         perforaciones y represas; desmontes planificados con           reposición de especies; electrificación; instalaciones de           almacenajes forrajeros; bienes de uso: tanques,           bebederos, molinos, acueductos, sistemas de riego;           engorde a corral y otros sistemas de producción               intensiva; compra de reproductores e inversiones en             mejoramiento genético y eficiencia en la reproducción. 

 ARTÍCULO 7°.- La Autoridad de Aplicación           

dispondrá la priorización de los proyectos, en función de                 políticas de desarrollo agropecuario previstas. 

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A su vez, los beneficios se establecerán de acuerdo                 a la zona, envergadura del proyecto, e impacto               productivo, ecológico y social que genere. [...] Se               establecerá el porcentaje de beneficios por el término de                 QUINCE (15) años, de acuerdo a la siguiente escala: 

 AÑO % de EXENCIÓN 1 hasta 100 2 hasta 100 3 hasta 100 4 hasta 100 5 hasta 100 6 hasta 95 7 hasta 90 8 hasta 85 9 hasta 80 10 hasta 70 11 hasta 60 12 hasta 45 13 hasta 35 14 hasta 25 15 hasta 15  ARTÍCULO 8°.- Los proyectos elegibles, serán           

aquéllos que contemplen un aprovechamiento integral           de los potenciales de los recursos disponibles en la                 explotación. En particular se contemplarán las siguientes             condiciones: 

La inversión y la productividad -en su caso- deberán                 guardar proporcionalidad con el impuesto exento.- 

El plazo para realizar la inversión no deberá               exceder de TRES (3) años. 

El proyecto deberá significar un impacto ambiental             positivo, orientado a un desarrollo sustentable y a un                 correcto uso de los recursos naturales. 

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Deberá orientarse al mejoramiento sanitario de los             rodeos. 

Deberá permitir un uso racional de las pasturas. Deberá contemplar el máximo aprovechamiento del           

recurso hídrico potencial.  Como podemos observar, un sistema que genere el               

acceso al agua para un establecimiento ganadero,             utilizando energía solar para su funcionamiento, estaría             encuadrado dentro de los proyectos aptos para ser               considerados en esta ley, por lo tanto la inversión se                   compensaría con las exenciones impositivas que otorga             la provincia de San Luis.  

Como observación podríamos decir que la ley prevé               la instalación de molinos, y debería incluirse también la                 instalación de sistemas de tecnología más avanzada             como bombas de agua, tal como planteamos en nuestro                 trabajo. A nuestro modo de ver, debería modificarse el                 texto de la ley para incluir específicamente los sistemas                 que utilizan bombas o en general mencionar “sistemas de                 extracción de agua subterránea”. 

  San Luis Agua - Plan Maestro del Agua 2012 - 2025 El organismo que administra los recursos hídricos             

de la provincia de San Luis se denomina San Luis Agua                     Sociedad del Estado, y es una sociedad del Estado                 provincial. Se ocupa de la gestión integrada del agua                 cruda y de la administración de la infraestructura hídrica                 provincial (diques, acueductos, canales, pozos públicos y             perforaciones). 

El organismo informa a través de su sitio web que                   tienen la responsabilidad de gestionar el patrimonio             hídrico de la provincia, facilitando la distribución de               agua cruda superficial y subterránea y promoviendo una               

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nueva cultura del agua que gira en torno a la                   concientización, educación y controles siempre con la             premisa de seguir mejorando los índices de producción               de la provincia. 

San Luis cuenta con un Plan Maestro del Agua                 2012-2025, que propone un progresivo avance y mejores               en las obras de almacenamiento y distribución del agua                 en la provincia, con la convicción política de favorecer en                   primera instancia a los pueblos y parajes más alejados; a                   los más postergados, delineando para ello una             estrategia que claramente se orienta desde la periferia al                 centro. 

 

 Obras de almacenamiento. Diques Proyectados para la Cuenca de las 

sierras de San Luis.  

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La disponibilidad natural de agua en la provincia de                 San Luis, depende exclusivamente de las precipitaciones.             Durante la época estival se producen las lluvias más                 abundantes, generándose de ese modo importantes           crecientes en los ríos y arroyos, que recargan las napas                   subterráneas. Las mayores precipitaciones están         localizadas en las sierras centrales de San Luis y en las                     sierras de los Comechingones. 

 En la publicación del Plan Maestro del Agua               

menciona que la concreción del mismo “multiplicará los               reservorios de agua a lo largo y ancho del territorio                   provincial; extenderá su compleja red de acueductos y               canales cubriendo todo el mapa local, y ampliará su                 política de concientización sobre el patrimonio hídrico             trabajando estrechamente con todos los sectores           sociales en el fortalecimiento de esta floreciente cultura               ambiental donde la Revolución del Agua, marca un hito                 en el desarrollo de las sociedades.” 

También expresa el Plan Maestro que la inversión               anual del 50% del presupuesto provincial se destina para                 el desarrollo de obras de infraestructura, donde las               obras hídricas ocupan un lugar central, que de manera                 equitativa distribuye el recurso para uso humano, agro               industrial y generación de energía limpia, a través de un                   sistema de reservorio y distribución que ha sabido               sortear las limitantes climáticas naturales de una             provincia semiárida con un bajo nivel de precipitaciones. 

En el informe del Plan se plantea que el agua es el                       eje del desarrollo sustentable, y que de su cantidad y                   calidad disponible dependen la sustentabilidad del           crecimiento actual y futuro.  

El agua desempeña un rol como elemento             desarrollador social, económico y productivo. Social, ya             que toda sociedad necesita agua para sobrevivir y               

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desarrollarse. Económico en tanto se trata de un recurso                 generador de valor, esencial para los procesos de               transformación de productos en casi toda su cadena.               Productivo porque es el insumo primordial para la               generación de alimentos. En efecto, la utilización del               agua para la producción es una necesidad ineludible.               Así, por ejemplo, las grandes corporaciones a nivel               mundial han comenzado a evaluar la disponibilidad y el                 estrés hídricos como un factor determinante tanto para               el desarrollo de nuevos proyectos como para las               limitaciones al devenir de los existentes.  

La producción de alimentos está vinculada al agua               de manera inseparable. Crecientes regiones del mundo             han abordado el desafío de la seguridad alimentaria que                 consiste, según la Cumbre Mundial de la Alimentación de                 1996, en la situación que sucede cuando todas las                 personas tienen en todo momento, acceso físico y               económico a suficientes alimentos para satisfacer sus             necesidades a fin de llevar una vida activa y sana. 

Pero en atención a la vinculación indisoluble que               existe entre el agua y la generación de alimentos, puede                   decirse que el agua es la clave de la seguridad                   alimentaria y por lo tanto, la imposibilidad de acceder a                   la seguridad alimentaria sin contar con seguridad             hídrica. Desde ese punto de vista, el cuidado y la gestión                     del recurso hídrico, se convierten en una cuestión               estratégica.  

Se trata, en primer lugar, de un elemento escaso.                 Según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio                   Ambiente (PNUMA) el volumen total de agua en la Tierra                   es de 1.400 millones de km3. Pero sólo el 2,5% del volumen                       total corresponde al agua dulce. A su vez, el 70% del agua                       dulce proviene de los hielos montañosos y polares y casi                   30% al agua subterránea, lo que deja aproximadamente               en menos del 1% al agua dulce utilizable para                 

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ecosistemas y seres humanos. Y de ese 1%, el 70% es                     utilizado exclusivamente para la agricultura. 

En segundo lugar, la escasez de agua adquiere               nuevas dimensiones de análisis cuando se la confronta               con el incremento de la población y las demandas,                 especialmente alimentarias. Hay en el planeta más de               7.000 millones de personas que alimentar y se prevé que                   habrá otros 2.000 millones para el año 2050. Esto significa                   que se necesitará un 70 % más de alimentos y hasta un                       100 % en los países en vías de desarrollo.  

El desafío mundial, en este punto, tiene que ver con                   incrementar la eficiencia en la utilización del agua:               producir más con menos.  

En tercer lugar, es un elemento desigualmente             distribuido a nivel mundial. Hay naciones favorecidas             con grandes cantidades de agua dulce, que al mismo                 tiempo cuentan con escasa población. Otros Estados en               cambio sufren de una mayor escasez relativa, en muchos                 casos combinada con una situación de presión             demográfica. Se calcula que para 2025, hasta dos               terceras partes de la población mundial podrían vivir en                 zonas con disponibilidad limitada de agua .  

Finalmente, no puede dejarse de lado el efecto del                 cambio climático en los recursos hídricos. Se estima que                 habrá disminución de las lluvias anuales y que el                 escurrimiento de los ríos y la recarga de los acuíferos en                     la cuenca mediterránea y en las zonas semiáridas de                 América, Australia y el África austral, afectará la               disponibilidad y calidad del agua en regiones donde ya                 es escasa. Todas las regiones experimentarán por un               lado sequías más frecuentes e intensas, y por otro, lluvias                   excesivas e inundaciones que pueden destruir los             cultivos y poner en riesgo la producción de alimentos. 

 Red de acueductos y canales 

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San Luis cuenta con una importante red de               acueductos y canales realizada a lo largo de las últimas                   décadas.  

La red alcanza los 4.731 km de longitud al momento                   de realización de este trabajo (agosto de 2018),               extendiéndose por todo el mapa provincial.  

Este sistema de conducción de agua cruda permite               cubrir el 80 % de la provincia, con un área de influencia                       de 2.500.000 ha, lo que potencia los índices de                 productividad, mejorando la calidad de vida de sus               habitantes. 

 

 Red de acueductos y canales de San Luis 

 Más de 50 acueductos riegan las tierras de San Luis                   

con piezas elementales como los acueductos Nogolí con               680 Km y el Eloy Bona, con 637 Km, algunos de los más                         extensos. 

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La planificación hídrica para los próximos años,             contempla la cobertura del 100% del territorio de San Luis                   con la construcción de nuevas líneas troncales para el                 transporte de agua cruda. 

 La red de canales, hoy está conformada por 21                 

sistemas de distribución que abastecen a más de 1.100                 usuarios regantes de toda la provincia.  

Los canales revestidos y sin revestir, entre los que                 sobresalen Paso de las Carretas, San Felipe, Quines -                 Candelaria y Renca- Santa Rosa, constituyen un sistema               de eficiencia que destina sus aguas al riego y la                   producción de una provincia que mantiene sus índices               de desarrollo en constante ascenso. 

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 Obras de distribución. Acueductos desde la cuenca de las sierras de San Luis 

 Aunque la extensión de la red de acueductos y                 

canales es muy importante, aún existe un 20% del                 territorio puntano que no tiene acceso al agua corriente. 

De aquí la importancia que creemos que tendrá el                 desarrollo que planteamos como solución a esta             

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problemática, pensada sobre todo para un sistema de               producción ganadera. 

  Código de Aguas de la provincia de San Luis Establece normativa en cuanto a la utilización de               

acueductos y a la extracción de agua subterránea, por lo                   que consideramos que es necesario estar al tanto de                 esta reglamentación. 

A continuación transcribimos los artículos que           tienen que ver con nuestro proyecto. 

 ARTÍCULO 1º.- PRINCIPIOS. Son principios generales           

que orientan la presente Ley:  a) El agua es un recurso vital, renovable, limitado,                 

finito y vulnerable, de utilidad y necesidad pública y de                   interés provincial. 

b) Debe conservarse la unidad de la cuenca               hidrográfica, compatibilizada con la disposición del           territorio, la conservación y protección del           medioambiente y la planificación hidrológica integral           que logre la multiobjetividad y la multidimensionalidad             del recurso. 

c) El agua tiene un valor económico, social y                 ecológico cuya ponderación resulta de los diferentes             usos que se le asigna. 

d) Preservación de los ecosistemas del territorio.  ARTÍCULO 2º.- FUNCIÓN SOCIAL. El uso del agua,               

por ser un recurso escaso, se realiza teniendo en cuenta                   su función social en beneficio de las actuales y futuras                   generaciones y por ello obligan a su uso racional y                   eficiente. Al ser un insumo de la producción tiene un                   valor económico que debe ser satisfecho por su usuario. 

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 TÍTULO IV DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS DEL USO Y CONTROL DE LAS AGUAS             

SUBTERRÁNEAS  ARTÍCULO 95.- VIGENCIA DE LA LEY. Todas las obras                 

existentes, en ejecución y futuras que tengan por fin                 explorar y explotar aguas subterráneas quedan           comprendidas en las disposiciones de la presente Ley. 

 ARTÍCULO 96.- PERMISO DE PERFORACIÓN -           

HORADACIÓN. Para realizar perforaciones u horadar           pozos, el peticionante deberá solicitar el permiso             correspondiente a la Autoridad de Aplicación,           recabándole las instrucciones para ejecutar la obra y               cumpliendo con las obligaciones establecidas en este             Código y su respectiva reglamentación. 

 ARTÍCULO 97.- REGLAMENTO, REQUISITOS. El         

reglamento que se dicte en relación a este capítulo,                 establecerá mínimamente las siguientes condiciones: 

a) Impedir la contaminación de las distintas capas               acuíferas. 

b) Evitar el mal aprovechamiento o desperdicio de               las mismas. 

c) Evitar perjuicios a los actuales dueños de               perforaciones, por el establecimiento de otras           perforaciones o captaciones superiores o de aguas 

arriba en especial cuando aquéllas sean para             poblaciones o colectividades. 

 ARTÍCULO 107.- CLASIFICACIÓN. Toda obra que se             

ejecute en el territorio de la Provincia, para explorar y extraer aguas subterráneas, será             

clasificada según las siguientes definiciones. 

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a) Perforación: Es la obra de captación tubular con                 un diámetro inferior a un 

metro. b) Pozo: Es la obra de capitación con un diámetro                   

mínimo de un metro, empleándose para su construcción               cualquier procedimiento de penetración. 

 ARTÍCULO 108.- CONTROLES DURANTE LA         

PERFORACIÓN. La Autoridad de Aplicación efectuará           durante la ejecución de la obras los controles que estime                   necesario, y especialmente lo hará cuando se realiza el                 ensayo de bombo final, labrándose un acta que               suscribirán conjuntamente el representante de la           Autoridad de Aplicación y el director técnico de la obra.                   Los elementos necesarios para tales controles deberán             ser provistos por el solicitante. 

 ARTÍCULO 109.- OBJETIVO DE LOS CONTROLES. El             

ensayo de bombeo se realizará para determinar el               caudal óptimo de explotación y la transmisibilidad del               sistema acuífero, el nivel de bombeo y eventualmente la                 amplitud del cono de depresión. Del agua extraída se                 tomarán las muestras necesarias para su posterior             análisis químico. 

 ARTÍCULO 110.- INFORME TÉCNICO. Con         

posterioridad al ensayo bombeo el director técnico de la                 obra deberá entregar la información requerida por la               Autoridad de Aplicación de acuerdo al procedimiento y               reglamento vigente al respecto. El cumplimiento de este               requisito se entenderá como comunicación de           finalización de obra. 

 ARTÍCULO 176.- AGUAS SUBTERRÁNEAS. El         

Organismo de Aplicación debe entender en todo lo               

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relacionado con la política y administración de las aguas                 subterráneas provinciales, su autorización y poder de             policía, su exploración, estudio, evaluación, explotación,           uso, conservación y protección de las mismas. 

 ARTÍCULO 187.- OBLIGACIONES PARA USUARIOS DE           

AGUAS SUBTERRÁNEAS. Los usuarios que a la fecha de la                   vigencia de la presente Ley se hallaren explotando               perforaciones o pozos, están obligados a comunicar a la                 Autoridad de Aplicación los datos requeridos para el               Registro de Perforaciones y Pozos dentro de los SEIS (6)                   meses del comienzo de la vigencia de esta Ley. 

  Diario La Nación: Nota sobre la producción             

ganadera y acceso al agua en San Luis Encontramos una nota del diario La Nación             

publicada en 1998 que reflejaba lo siguiente sobre la                 provincia de San Luis: 

 “Históricamente esta provincia fue considerada una           

zona de cría [...], Aberdeen Angus y Hereford. La lucha del                     productor puntano fue siempre contra el suelo y la falta                   de agua; no sólo por la escasez de lluvias, sino también                     por la difícil extracción subterránea en vastas zonas. [...]                 Respecto de la calidad y de la posibilidad de desarrollo el                     degradé va desde el Este hacia el Oeste. En este caso no                       sólo se mide por la calidad de los suelos, sino también                     por el nivel de la napa freática, que facilita o complica la                       extracción del agua subterránea. En el límite con               Córdoba, las napas están a 3 o 4 metros del nivel del                       suelo y son las mejores tierras de la provincia y a medida                       que se acerca a Mendoza el nivel y las expectativas                   decrecen por el aumento de los quebrados y las                 dificultades para extraer el agua que se encuentra entre                 

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150 y 200 metros. También se puede identificar cada zona                   provincial por el árbol típico. Así, en el Este está el caldén;                       en el Centro, el chañar y en el Oeste el algarrobo.” 

 Si bien la condición de la provincia de San Luis ha                     

evolucionado favorablemente con respecto a la inversión             en los acueductos, esta noticia refleja la situación de                 algunas localidades y parajes a los que aún no llega el                     agua de red, y la realidad de gran cantidad de                   productores ganaderos de otras provincias, y es             precisamente el sector al que apunta nuestro desarrollo. 

El artículo también nos brinda datos sobre la               profundidad de las napas en la geografía puntana. 

       

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Información obtenida mediante visitas y charlas           de profesionales 

 Con el objetivo de tomar contacto con el ambiente                 

agroindustrial, nuestros profesores organizaron una         salida a la Escuela Técnica N° 6 “Gral. San Martín”, ex                     Escuela Agraria, ubicada en las afueras de la ciudad de                   San Luis. 

Allí el Regente de dicha institución, Víctor Barroso,               nos explicó detalles sobre la crianza de animales, la                 agricultura, las labores que realizan los técnicos             agropecuarios y en particular respondió nuestras           preguntas sobre el problema del agua en el campo, que                   era el tema de nuestro interés para el proyecto. 

A pesar del frío de ese día, con la compañía de la                       Directora de nuestra escuela, los docentes y preceptores,               recorrimos las instalaciones de la escuela para conocer               más sobre el tema sobre el cual realizaríamos el                 proyecto. 

Estas son algunas de las fotos que sacamos en la                   Escuela Técnica N° 6 “Gral. San Martín”.  

 

 

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Regente y alumnos de la escuela Escuela Técnica N° 6 “Gral. San Martín” dándonos la bienvenida  

  

 Entrando en contacto con los animales de la escuela agraria 

 

 Terreno de la escuela agraria. Observamos boyeros eléctricos para evitar 

que se escapen los animales y gran sequía en las pasturas      

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  Cerdo en su corral con su bebedero   

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 Corral de cabras 

     

 Otra parte del corral de cabras 

   

Para asesorarnos sobre las aplicaciones de las             energías renovables, recibimos en nuestra escuela la             visita del gerente de la empresa Tecno-Sol, una empresa                 joven ubicada en la ciudad de Juana Koslay, muy                 

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cercana a la ciudad de San Luis, dedicada a la                   comercialización e instalación de tecnología alternativa           solar y eólica.  

El ingeniero Sergio Vinuesa nos explicó           detalladamente las distintas opciones de alimentación           eléctrica que eran rentables para las zonas rurales.  

También nos brindó información sobre las bombas             de agua para pozos que funcionan con energía solar.  

En base a esta información logramos determinar             cómo íbamos a alimentar nuestra bomba de agua y el                   Logo! 

  

 Energías renovables: paneles solares, regulador, baterías, bombas 

      

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 Docentes y alumnos de 5° año Electrónica en la charla sobre energías 

renovables    

 El ingeniero de Tecno-Sol respondiendo nuestras consultas 

   

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También participamos de una visita a la fábrica de                 colectores y calefones solares INNOVAR, en la que su                 gerente, Jorge Folari, nos explicó las partes constructivas               y el funcionamiento de los colectores.  

Además accedimos al interior de la fábrica donde               estaban soldando los tanques de acero inoxidable de los                 termos solares.  

Aprendimos mucho sobre el aprovechamiento del           calor de la energía solar en esta visita. 

Foto grupal tomada en la salida a Innovar 

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Colector y calefón solar   

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Descripción de los elementos a utilizar en el sistema 

 

LOGO! 

LOGO! Es un módulo lógico de Siemens, es decir, un                   controlador programable que permite establecer una           lógica de manera que, en función del valor de las                   entradas conectadas al LOGO! (analógicas o digitales),             se activen o desactiven las salidas del mismo               (transistorizadas o a relé).  

La clave es que que al ser programable, brinda la                   posibilidad de que el técnico diseñe y modifique su                 sistema todas las veces que sea necesario, adaptándolo               de manera simple al proceso a controlar. 

LOGO! tiene además múltiples funciones como           contadores, temporizadores, instrucciones aritméticas,       etc., y un display con teclado para interactuar con el                   programador y el usuario. Además tiene un conjunto de                 módulos asociados mediante los cuales se pueden             realizar más y mejores aplicaciones, como los paneles               TDE o los módulos de comunicaciones CMR2020. 

Ventajas de LOGO! 

● Es una especie de pequeño PLC. ● Flexible y versátil. ● Ahorra cableado, costos y tiempos de           

instalación. ● Es simple realizar modificaciones. 

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● Es escalable: se pueden añadir más o menos               entradas y salidas. 

● Tiene una completa familia de productos           incluyendo módulos de comunicación y paneles táctiles. 

 

¿Para qué sirve LOGO!? 

Principalmente para pequeñas automatizaciones y         domótica. Es ideal para automatizar sistemas de riego,               estacionamientos, arranque de motores, alumbrado,         calefacción, etc. Es decir, instalaciones sencillas o             pequeñas máquinas. Nosotros usaremos la versión 8 de               LOGO! 12/24 RCE, la cual dispone de 8 entradas y 4                     salidas a relé. 

Tiene un rango de temperatura de -20 hasta 55 ºC,                   lo cual le permite trabajar al aire libre cuando las                   temperaturas son inferiores a 0 ° C. Tiene comunicación                 integrada y sincronización de fecha y hora. 

  LOGO! V 8 con display 

 

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 Funcionamiento del sistema propuesto   

En principio vale aclarar que el sistema             desarrollado puede ser aplicado a distintos           establecimientos, pero tomamos como ejemplo el campo             “Don Nino” de La Toma, como para realizar la aplicación                   en base a un lugar en concreto. 

Allí el agua que se utiliza se extrae de las napas a                         través de un pozo de unos 60 metros de profundidad, en                     la que con nuestro sistema se sumergerán dos bombas                 de agua alimentadas por paneles solares. Una bomba               será la que se encuentre activa de manera continua,                 mientras que la otra se utilizará sólo en caso de falla de                       la primera. 

También podría considerarse que se extrae el agua               de una arroyo o río que pasa cerca del campo, lo cual es                         muchas veces lo que ocurre en los campos de nuestra                   provincia, y que igualmente necesita de una bomba para                 extraer el fluido. 

Como en ocasiones la bomba puede llegar a               averiarse o taparse, para evitar que el campo se quede                   sin agua diseñamos un sistema con dos bombas               sumergibles en el cual una de las bombas estará de                   respaldo, esperando ser conectada cuando falle la otra. 

El agua que se obtenga será dirigida directamente               a un tanque australiano, el cual se encuentra a una                   altura apropiada de manera que el desnivel existente               entre la salida del pozo y el tanque es tal que en ese                         tramo el agua circula por efecto de la gravedad. El pozo                     se ubica en la ladera de una montaña, a unos 10 o 12 km                           de distancia del tanque australiano. 

A su vez el tanque tiene una elevación superior que                   las salidas de consumo, lo cual permite que gracias a la                     gravedad el agua que contiene pueda ser distribuida               

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hacia donde se la necesite, sin necesidad de colocar otra                   bomba. 

  Por último analizamos que existe una distancia             

considerable entre las bombas de agua y el campo, por                   lo tanto comenzamos a pensar cómo establecer la               comunicación entre LOGO! y las bombas y el tanque                 australiano…  

Hasta que encontramos como solución ideal el uso               del módulo CMR2020 que permite establecer un enlace               con LOGO! a través de SMS (mensajes de texto de                   telefonía celular).  

Pero para nuestra aplicación necesitamos dos           módulos CMR2020, uno conectado a las bombas, y otro                 conectado al LOGO!, que se ubicará en el campo cerca                   del tanque australiano. Debido a que el módulo CMR2020                 según lo que investigamos puede trabajar de manera               autónoma, no es necesario colocar otro LOGO! en las                 bombas.  

De esta manera no tan sólo se crea un enlace entre                     el controlador y las bombas sino que también le será                   permitido a uno o más usuarios acceder al control a                   distancia de las bombas a través de su celular, o a                     monitorear el estado de las bombas, luego de configurar                 los eventos y demás opciones de los CMR2020.  

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Materiales que se utilizarán en este proyecto 

● 1 LOGO! 0BA8 12/24RCE ● 2 Bombas de agua subterránea ● Paneles solares ● Tubos de polipropileno  ● 2 electroválvulas ● 1 tanque australiano   ● 2 módulos de comunicación CMR 2020 LOGO-1 

con su antena correspondiente   

Diagrama general del sistema 

A continuación se explicará y mostrará mediante un               diagrama el funcionamiento de todos los componentes             del proyecto. 

  Diagrama del sistema con LOGO! y los dos módulos CMR2020 

   

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Descripción general de los elementos que se utilizarán en este proyecto    

Bomba de agua: Es un dispositivo que consigue               convertir la energía mecánica, que posibilita su accionar,               en energía de un fluido incompresible que ella misma                 consigue desplazar. Cuando aumenta la energía del             fluido, además logra incrementar su presión, su altura o                 su velocidad. Esto quiere decir que una bomba de agua                   puede ayudar a sacar agua de un pozo o llevar agua a                       los pisos más altos de un edificio. 

 Bomba de agua sumergible solar 

 

En en el caso de las bombas sumergibles que                 funcionan mediante energía solar, son del tipo BSC / BST                   (bombas de tornillo helicoidal o centrífugas),           especialmente diseñadas para funcionar directamente         dentro de un pozo.  

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Poseen un motor de corriente continua en baño de                 aceite, apto para funcionar con la tensión entregada por                 paneles solares, generadores eólicos o baterías.  

El motor de imán permanente, sin escobillas,             minimiza el desgaste y por ende prolonga la vida útil de                     la bomba, minimizando las tareas de mantenimiento de               este elemento. 

 A continuación se presenta un esquema del             

funcionamiento de este tipo de bombas, que son las que                   utilizaremos en nuestro proyecto. 

 

 Esquema de funcionamiento de una bomba sumergible con panel solar 

 En el esquema, la energía eléctrica de continua               

proveniente del panel solar ingresa al panel de control                 de la bomba. Dicho panel rectifica, estabiliza, amplifica y                 

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filtra la corriente del panel solar, y envía esta energía a la                       bomba. También puede utilizarse para cargar baterías             de manera de tener un respaldo en caso de que se                     necesite el funcionamiento del sistema cuando el panel               no recibe energía solar (de noche o en días nublados). 

Del material técnico proporcionado por el Ing.             Vinuesa de Tecno-Sol extrajimos las características y el               campo de trabajo de este tipo de bombas. 

 Características de las bombas solares sumergibles 

 

 Esquema constructivo de la bomba sumergible solar 

 

 Características técnicas de los modelos de bombas BSC  

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Según la aplicación planteada, para un pozo de una                 profundidad de 60 m, seleccionaremos la bomba BSC- de                 1000W de potencia, lo cual según la tabla anterior                 requiere una potencia de 1400W por parte del panel                 fotovoltaico. y cañería de 1”. Esto nos permitirá tener un                   caudal de entre 1 y 2 metros cúbicos por hora , ya que le                           altura manométrica del sistema sería prácticamente sólo             la profundidad del pozo puesto que para el lugar donde                   se idea instalarlo serían muy bajas las pérdidas de carga                   por la cañería ya que el agua iría desde la superficie                     donde se halla el pozo hasta el tanque australiano por                   gravedad, y no gracias la potencia de la bomba. 

  Paneles solares fotovoltaicos: Los paneles         

fotovoltaicos están formados por numerosas celdas que             convierten la luz en electricidad.  

Las celdas son llamadas células fotovoltaicas, que             dependen del efecto físico fotovoltaico por el que la                 energía lumínica produce cargas positiva y negativa, en               dos semiconductores próximos de diferente tipo,           creando así un campo eléctrico capaz de generar una                 corriente.  

Una sola celda genera una corriente continua (CC)               de un valor muy pequeño, por eso se conforman los                   paneles con muchas celdas. A mayor tamaño del panel,                 más cantidad de celdas y mayor potencia. 

Los paneles son sensibles a la temperatura, en               general disminuyen su potencia un 0,5% por cada grado                 centígrado que aumente la temperatura. 

En caso de querer utilizar el sistema para energizar                 equipos de corriente alterna (CA), se debe utilizar un                 inversor eléctrico, que es un circuito electrónico que               convierte la potencia de CC en potencia de corriente                 alterna (CA). 

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En nuestro caso esto no será necesario ya que                 trabajaremos con CC. 

A continuación se observa un esquema de             implementación de energía solar fotovoltaica, en el cual               se cuenta además con baterías que almacenan la               energía que producen los paneles y no se consumen en                   el momento, de modo que cuando no funcionen los                 paneles, el sistema tendrá energía disponible           almacenada en las baterías. 

 Esquema de conexiones de un sistema con paneles solares 

 Existen dos tecnologías de fabricación de las celdas               

solares: Silicio monocristalino y multicristalino (o           policristalino). Veremos sus diferencias. 

Silicio monocristalino: Es utilizado desde tiempos           históricos. Presenta mayor lentitud en el proceso de               calentamiento. Su fabricación implica un alto costo             energético. Resulta ligeramente más eficiente. Su fabricación             

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es más lenta. Tiene un color grisáceo. Se lo identifica                   fácilmente por los rombos blancos en las uniones de las                   celdas que conforman el panel. 

 

Ejemplo de panel monocristalino

Silicio multicristalino o policristalino: Su descubrimiento ha             sido más reciente. Rapidez en el proceso de calentamiento.                 Su fabricación resulta más económica. Resulta ligeramente             menos eficiente. Su fabricación es más rápida. Es de color                   azul marino. 

 Ejemplo de panel policristalino 

No existe un panel solar mejor que otro, aunque según el                     clima habitual donde se vaya a instalar se debe seleccionar                   el más adecuado... 

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Se recomienda la instalación de paneles solares             monocristalinos en climas fríos con tendencias a tormentas o               niebla, ya que este tipo de placas solares tienden a absorber                     mejor la radiación y soportan menos el sobrecalentamiento.  

Se recomienda la instalación de paneles solares             policristalinos en climas cálidos, pues absorbe el calor a una                 mayor velocidad y le afecta en menor medida el                 sobrecalentamiento.  

Tanto las bomba como el CMR funcionan con tensión                 continua de 12 V. Para nuestra aplicación, necesitaremos un                 panel de 1400W para alimentar la bomba, más el consumo del                     CMR2020 que es de 3W como máximo según la hoja de datos                       de Siemens, más el consumo de la antena que su datasheet                     fija en 20 W, obtenemos una potencia de 1423 W. Por lo tanto                         consideraremos un panel o conjunto de paneles a conectar                 en paralelo que puedan proveer 1500 W. 

No consideraremos la inclusión de baterías en nuestro               sistema suponiendo que con unas cuatro horas de máximo                 aprovechamiento de la luz solar, la bomba alcanzará a                 cubrir las necesidades del campo Por supuesto, en caso de                   que esto no fuera suficiente, pueden incorporarse baterías al                 sistema analizar la posibilidad de instalar un             aerogenerador.   

 

Pileta o tanque australiano: Es un dispositivo de               agua al aire libre. Generalmente su base es un círculo de                     chapa galvanizada o cemento de unos 5 a 10 metros de                     diámetro con piso impermeable asentado sobre un ligero               elevamiento de tierra y sin cobertura. 

Como su nombre lo indica, estos tanques fueron               diseñados originalmente hace unos 100 años en Australia               como alternativa para recolectar agua en los inmensos               paisajes áridos.  

 

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 Tanque australiano 

 El depósito puede llenarse con agua lluvia o               

bombearla de un pozo profundo o de una laguna. Para                   evitar que el agua se evapore o que se contamine de                     hojas, insectos o cualquier otro material, se puede cubrir                 con mediasombra.  

  Tubos de polietileno PEBD: Los tubos de PEBD               

(Polietileno de Baja Densidad) son ideales para el               transporte de agua en sistemas de riego o transporte de                   agua en zonas rurales. Se fabrican en diámetros               normalizados de ½” hasta 2.1/2”. El diámetro a seleccionar                 es el interno. 

 

 Rollos de 100m de tubos de PEBD 

 Entre las aplicaciones más frecuentes podemos           

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● Aguadas ● Encamisado de pozos de agua  ● Abastecimiento a bebederos ● Riego de olivares, viñedos, hortalizas, frutales, etc ● Distribución de agua fría en redes domiciliarias y               

fabriles ● Alimentación de piscinas 

  Propiedades:  

● Bajo coeficiente de rugosidad y de Manning, lo que                 garantiza una menor pérdida de carga.  

● Más livianos que otros tubos convencionales. ● Son atóxicos (de acuerdo a las normas             

bromatológicas).  ● Los tubos se presentan en rollos desde los 100 m.                   

hasta los 300 m, dependiendo del diámetro.  ● Los tubos de PEBD son Inmunes a los tipos de                   

corrosión que afectan a las tuberías enterradas,             por lo tanto no requieren recubrimiento ni             protección catódica  

● Resistencia a los agentes químicos, abrasivos,           roedores, microorganismos y radiación iónica.  

● Resistente al impacto que puede presentarse en el               transporte, manipulación e instalación  

● Gran resistencia mecánica. Resisten       adecuadamente las presiones internas generados         por los líquidos transportados y las presiones             externas producidas por el relleno de zanjas y el                 tránsito vehicular. Resistente a los golpes de ariete  

● Insensibilidad al congelamiento.   La unión de la tubería puede realizarse mediante               

accesorios a compresión o espigas ranuradas. Por su               alto grado de flexibilidad, se adaptan a la forma del                   

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suelo. Para la fabricación del PEBD no se utilizan                 elementos contaminantes.  

 Para nuestro sistema ya habíamos determinado un             

diámetro de 1” de diámetro interno. Resta determinar la calidad del caño, ya que según                 

su espesor pueden conseguirse de calidad k2,5, k4, k6 o                   k10, como muestra la tabla del fabricante CHA: 

 Tabla de dimensiones y calidades de PEBD 

 Mediante esta otra tabla práctica podremos           

orientarnos mejor para seleccionar la calidad: 

 Tabla caudal / calidad / diámetro PEBD 

 

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 Esta es una guía rápida para orientarnos en los                 

caudales que se consideran lógicos al momento de hacer                 una instalación de agua. En esta tabla, en función del                   diámetro nominal (interior), obtenemos los caudales           máximos de forma que no se supere la velocidad crítica                   de 1,5 m/s.  

Puesto que no queremos la peor calidad,             seleccionaremos una calidad k4 en adelante. De 1” de                 diámetro cualquiera de las calidades k4, k6 o k10                 garantizan hasta 3,1 litros por segundo. Utilizaremos             calidad k6 por su mayor espesor que dará mayor                 durabilidad al tendido. 

 

LOGO! CMR2020: Es un módulo de comunicaciones             de Siemens que permite controlar un módulo LOGO! o                 recibir datos de estado y alarmas a través de mensajes                   de texto a un teléfono móvil o recibir mail. 

Una vez que la tarjeta SIM se ha insertado, el                     módulo de comunicaciones se puede acceder como un               nodo de la red móvil. Los usuarios pueden configurar                 diferentes comandos del Logo! para el acceso remoto y                 luego activarlas a través de mensajes de texto a través                   del módulo de comunicaciones. En la otra dirección,               LOGO! CMR2020 transmite datos y alarmas de             diagnóstico como mensajes de texto sms a teléfonos               celulares previamente definidos como receptores. 

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Módulo de comunicaciones CMR2020 

Logo! CMR2020 tiene una conexión de antena GPS                 que ayuda, por ejemplo, para rastrear la posición actual                 de carga de contenedores en todo el mundo o para                   vigilar los envíos de camiones. También permite la               sincronización de la hora del día del módulo lógico                 conectado en base a información de la hora               proporcionada por el proveedor de teléfono móvil o las                 señales de tiempo GPS. LOGO! CMR2020 y LOGO! se                 utilizan en sistemas de control tales como persianas,               puertas de garaje, iluminación, etc. 

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Funciones generales del CMR2020 

La antena necesaria para el CMR2020 es la               ANT794-4MR. Es una antena omnidireccional de varilla             para GSM (2G), UMTS (3G) y LTE (4G), es resistente a la                       intemperie es decir que puede utilizarse para interior y                 exterior, y posee un cable de conexión de 5 m fijado a la                         antena con conector SMA. 

A continuación observamos una imagen y las             características de misma. 

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Antena del CMR2020 

Características de antena del CMR2020 

Puesto que la configuración del módulo CMR2020 es               bastante extensa, primeramente se explicará el           

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programa de LOGO! y luego proseguiremos con este               tema. 

Programación del LOGO! 

Para programar el LOGO! creamos un proyecto con               LogoSoft Comfort V8. Este programa provisto por             Siemens permite utilizar un lenguaje gráfico para             indicarle al LOGO! las acciones a tomar en sus salidas,                   en función de sus entradas. 

El lenguaje que utilizamos es el FUP (bloques de                 funciones). 

Para activar el sistema se debe seleccionar en “ON”                 el estado de un interruptor de software (B026) que                 aparece en la pantalla inicial del display de LOGO!. Las                   pantallas se recorren con las flechas arriba y abajo del                   LOGO!. 

Si se ha activado el sistema y el sensor de nivel del                       tanque australiano (I1) indica que falta agua (=1), el                 sistema activa la marca 5 (M5).  

I1 es la única entrada física del LOGO!BM que vamos                   a conectar. El resto se manejará a través de los módulos                     CMR2020. 

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 Primer bloque del programa creado con LOGO!Soft Comfort V8.0 

 

La activación de M5 producirá un evento en el que                   el módulo CMR2020_1, el que está conectado al LOGO! o                   LOGO!BM (módulo base), envíe un sms a los usuarios                 agendados a tal fin. Uno de ellos será el CMR2020_2, que                     funciona en modo autónomo, sin LOGO!, y que se                 encuentra en la zona del pozo y tiene conectadas las dos                     bombas solares. El evento para este CMR2020_2 a recibir                 dicho sms será activar la bomba 1, la cual está conectada                     a su salida 1. 

Si fallara la bomba 1, el CMR2020_2 enviará un sms a                     los usuarios registrados informando lo ocurrido ya que               esto se programa en dicho módulo y lo detecta en su                     

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entrada 1. Es aquí entonces cuando LOGO!BM recibe esa                 información a través de la escritura de la marca M2.  

Esto hace que LOGO!BM saque de funcionamiento             la bomba 1 y active la bomba 2, que es la de respaldo,                         todo de manera similar a la descrita anteriormente,               mediante marcas que son de lectura y escritura               compartida entre LOGO!BM y los CMR2020. 

Cada vez que ocurre alguno de estos eventos, el                 LOGO! lo informa en su display a través de diferentes                   textos de aviso, que a su vez utilizan las marcas de                     colores de retroiluminación de LOGO! según la gravedad               de lo ocurrido: Verde cuando la bomba 1 funciona                 mientras el tanque necesita agua, ámbar si falla la                 bomba 1 y entra en funcionamiento la de respaldo; y rojo                     si fallan ambas bombas. 

El bloque del programa que maneja las pantallas               muestra en la inicial el estado del sistema y las bombas.                     El usuario puede acceder luego a la segunda pantalla                 presionando la flecha hacia arriba del LOGO!, que               muestra el tiempo que lleva encendida cada bomba ese                 día. La idea sería mostrar este dato en horas, pero ha                     sido configurado en segundos en el archivo de               simulación para poder visualizar el cambio de este valor                 a medida que transcurre el tiempo del cronómetro que                 

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cuenta este tiempo cada vez que se habilita la marca                   correspondiente a cada bomba (B030 para la bomba 1 y                   B011 para la bomba 2). 

Se ha incluido un registro de estos datos, como se                   observa en la tercera captura del programa. Esto es                 almacenado en una tarjeta de memoria microSD de               LOGO!, cada día a las 0 horas con un leva diaria de un                         temporizador semanal (B015). Luego se reinician los             cronómetros de las bombas y todo vuelve a comenzar. 

 

  Manejo de pantallas en el programa  

  

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El usuario puede acceder a la información del                 registro para realiza un estudio estadístico, mediante             una macro de Siemens para utilizar con planilla de                 cálculo de Microsoft Excel, pudiendo generar gráficos             sobre las épocas de mayor y menor nivel de agua en las                       napas por ejemplo. O relacionar los datos de consumo                 de agua con la cantidad de ganado que posee por                   ejemplo.  

 Finalmente hay un bloque que le avisa al productor                 

una vez al mes que debe realizar una inspección en el                     pozo para verificar el correcto funcionamiento de los               filtros, los paneles solares, las tuberías, etc. 

  

 Bloque de Mantenimiento   

 

 

Simulación 

A continuación se observan algunas capturas de             pantalla de la simulación del programa de LOGO! 

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Debido a que el funcionamiento del módulo             CMR2020 no se puede simular, incluimos las entradas en                 el programa para simular la activación de las marcas                 que harán los CMR a través de los eventos y los sms. 

También incluimos una entrada para simular el             evento mensual que activa el aviso de Mantenimiento.  

 

 Pantalla inicial. Sistema habilitado y cargando agua 

desde bomba 1.   

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 Fallo de bomba 1, habilitación de bomba 2 para cargar el 

tanque  

 Alerta máxima: fallo en ambas bombas 

  

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Contadores de hora de funcionamiento diarios de             cada bomba (segunda pantalla y registro). 

Recordar que debería estar configurado en horas             pero está en segundos para agilizar la visualización del                 registro de datos. 

    

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Diagrama de conexiones 

 

Configuración del CMR 2020 

Logo! CMR2020 puede conectarse rápida y           fácilmente al módulo lógico LOGO! a través de una                 interfaz Industrial Ethernet. Además de los comandos de               programación, el usuario guarda una lista de números               de teléfonos celulares que están autorizados para             controlar y recibir el valor de proceso y datos de                   diagnóstico, así como las alarmas. Los mensajes de texto                 de control están protegidos por contraseña.  

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La aplicación que utilizaremos con este módulo será               la siguiente: 

Comunicación de telefonía móvil por SMS y correo electrónico sin LOGO! BM 

El CMR2020 puede utilizarse sin un BM conectado.                 Si el CMR2020 está conectado a una antena de telefonía                   móvil, se dispone de las siguientes funciones:  

● Envío de un SMS o un correo electrónico debido a                     una señal en la entrada del CMR2020 

● Recepción de un SMS: – Activación de una salida                   del CMR – Solicitud de un SMS con información de estado                     del CMR El WBM del CMR permite configurar acciones y                   eventos como el cambio de señales de entrada. Las                 

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acciones se disparan al producirse eventos           configurables. 

Requisitos  

● El montaje, la conexión y la puesta en marcha 

están realizados.  

● La antena para la recepción de telefonía móvil 

está conectada 

LOGO CMR 2020 – Configuración de nuestro sistema   A continuación se explicarán los pasos para la configuración                 del módulo de comunicaciones que permitirá controlar             remotamente el proceso y además obtener información del               estado de distintas entradas o salidas, a través de mensajes                   SMS de telefonía móvil.   Utilizaremos las siguientes funciones del CMR2020,           estudiadas de su manual:  

● La interfaz web WBM ( Web Based Management) para la                   configuración del CMR, protegida con nombre de             usuario y contraseña. La misma es similar a la interfaz a                     la que se accede para configurar una antena de WiFi. 

● Envío y recepción de SMS. 

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● Lectura de la memoria imagen de proceso. La memoria                 imagen de proceso del LOGO BM (Base Module, o el                   equipo LOGO! 8) puede leerse mediante SMS (utilizando               el comando "MONITOR?"). 

● Escritura de salidas del CMR conectado a las bombas                 de agua, ya que las dos salidas del CMR pueden                   escribirse mediante SMS. 

● Lectura de señales: Mediante SMS es posible acceder en                 modo de lectura a la memoria imagen de proceso del                   LOGO BM, la memoria de variables y la memoria imagen                   de proceso del CMR utilizando señales configurables.  

● Acceso a la memoria de variables (VM) Desde la                 memoria de variables se accede en modo de lectura y                   escritura a los valores actuales de los bloques de                 función del BM mediante SMS.  

● Eventos / memoria imagen de proceso: Configuraremos             eventos y reacciones, como la emisión de un SMS de                   alarma en caso de que fallen las bombas de agua. (Es                     decir cuando ocurra un cambio de un valor en la                   memoria imagen de proceso). La imagen de proceso del                 BM consta de los siguientes elementos, que pueden               utilizarse para configurar eventos o alarmas:  – Entradas digitales y analógicas – Salidas digitales y                 analógicas – Marcas digitales y analógicas – Registros               de desplazamiento – Teclas de manejo – Teclas de                 función 

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● Tarjeta SD: Guardaremos los datos de configuración del               CMR en una tarjeta SD. 

 Acceso y configuración básica del WBM: Como ya mencionamos, el CMR se configura localmente               desde una computadora mediante una interfaz web (WBM)               que se visualiza con un navegador web.  El WBM ofrece, entre otras, las siguientes funciones:               Habilitación de la recepción de GPS, ajuste de la hora del                     sistema y sincronización del BM, configuración del CMR para                 enviar y recibir mensajes de texto, configuración de las                 interfaces LAN y WAN y sus funciones, configuración de las                   funciones de seguridad, creación y administración de             usuarios y grupos a quienes se enviarán SMS por ejemplo,                   vigilancia del CMR mediante diferentes parámetros, etc. 

 Esta es la pantalla que presenta el WBM del CMR, luego de                       acceder con usuario y clave que por defecto son “admin” y                     “admin”. 

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A la izquierda aparece el menú de navegación para                 configurar las distintas secciones.   En “Start page” se configurará el idioma del texto del WBM                     (alemán o inglés), y se visualizarán el nombre y tipo del                     módulo, y la dirección de IP entre otros detalles que se                     configuran desde el menú.   Vale destacar que luego de completar los datos de cada                   configuración, se debe presionar “Apply” para que el sistema                 registre los cambios.  En “System” se puede cambiar el nombre del módulo, se nos                     brinda información sobre el hardware y se nos permite                 ajustar la fecha y la hora del sistema.  En “LAN” se ingresa la dirección IP del CMR y la máscara de                         subred, con la precaución de no repetir el IP asignado a                     otros dispositivos del sistema (ej. el del LOGO! BM o pantalla                     LOGO! TDE por ejemplo).  En “WAN” se configura la interfaz inalámbrica móvil,               introduciendo el PIN de la tarjeta SIM del teléfono que va a                       usarse con el CMR y activando la utilización de la línea                     inalámbrica en la casilla de verificación “Activate mobile               wireless interface”. En la pestaña “Wireless cell” se puede                 comprobar el nivel de recepción de la antena GSM/GPRS,                 

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para poder ubicar la antena en la posición más conveniente.                   En otra pestaña llamada “SMS” se activa la recepción de                   mensajes de texto para el control remoto del CMR,                 estableciendo una contraseña de seguridad en caso de               desearlo. La contraseña deberá anteponerse al comando             que se le envíe al CMR por mensaje de texto. Sólo es                       necesaria para escribir datos, no para leerlos.   En “Users/groups” introduciremos los números de teléfono de               los usuarios que estarán habilitados para comunicarse con               el CMR. En la pestaña User se crean los usuarios,                   introduciendo los datos que se solicitan: Nombre,             Descripción, Número de teléfono, y dos opciones sobre si se                   aceptarán comandos de ese número telefónico y si se podrá                   cambiar por comando de sms el número de dicho usuario. Es                     posible generar grupos de usuarios a los que luego se                   agregarán los mismos (por ejemplo, Empleados o             Administradores). Se puede ingresar hasta 20 números             telefónicos, anteponiendo siempre el código de área             correspondiente al país (ej. +54266…), y pueden generarse               hasta 5 grupos.  En “Diagnostics” se puede activar la opción de envío de SMS                     a los usuarios en caso de falla en el módulo de                     comunicación, y se encuentra un registro de las operaciones                 realizadas por el CMR.  

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En “Maintenance” el CMR nos provee opciones para guardar                 o cargar la configuración del dispositivo desde una               computadora o desde la tarjeta SD. También muestra               información del firmware y permite actualizarlo en caso de                 que haya una nueva versión del mismo. En otra pestaña nos                     da la opción de resetear la configuración a los valores de                     fábrica.  En “Monitoring”, la última opción del menú de la izquierda, se                     realizan los ajustes para poder establecer la comunicación               este paso se van a ilustrar los ajustes necesarios para que                     pueda establecerse la comunicación entre el CMR y el LOGO!                   BM.  En la primera pestaña “Overview” podremos observar el               estado (ON / OFF) de las 2 entradas y las 2 salidas del CMR,                           que son las CMR_I1, CMR_I2, CMR_Q1 y CMR_Q2.  En la pestaña “Logo! BM” se debe activar la casilla de                     verificación “Active” e introducir la dirección IP del LOGO! BM                   al cual se va a enlazar el CMR. También se puede comprobar                       la conexión pidiéndole al módulo que realice un ping a dicho                     IP.  En la pestaña “Message texts” se encuentra una tabla donde                   se podrán agregar los textos que enviará el CMR a los                     usuarios agendados. Pueden agregarse hasta 20 mensajes.             En el caso de nuestro proyecto, los mensajes que se                   cargarían en el CMR_2 que se encuentra encargado de las                   bombas de agua serían los siguientes:   

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N°  Nombre del mensaje 

Texto del mensaje 

1  BOMBA1_ON  Se ha conectado la bomba 1 

2  BOMBA2_ON  Se ha conectado la bomba 2 

3  FALLO_B1  Falló la bomba 1 

4  FALLO_B2  Falló la bomba 2 

5       En la pestaña siguiente “Signal definitions” el WBM muestra                 las variables del CMR y también las del LOGO! BM que se                       comparten con el CMR. Pueden definirse hasta 32 señales.                 Por supuesto que las mismas deben haber sido ya definidas                   en la programación del LOGO! BM, y posteriormente quien                 configure el CMR debe agregar una a una estas variables,                   con un nombre, seleccionando las opciones que nos brinda                 la aplicación para indicar si las señales son originarias del                   CMR o del LOGO! BM; si son marcas, valores de la memoria                       variable VM, entradas o salidas, etc..  Veamos cómo configurar nuestras señales: Señal 1 Name (Nombre de la señal): BOMBA1 Signal source (Fuente de la señal): LOGO! CMR Signal type (Tipo de señal): I/O Number (Número): OUTPUT / 1 

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 Aquí hemos agregado al mapeo de señales a la salida propia                     del CMR que está conectada a la primera bomba de agua. De                       manera similar agregaremos la segunda bomba:  Señal 2 Name (Nombre de la señal): BOMBA2 Signal source (Fuente de la señal): LOGO! CMR Signal type (Tipo de señal): I/O Number (Número): OUTPUT / 2  Y haremos los propio para incorporar la entrada del sensor                   de falla de la bomba 1, conectado a la entrada 1 del CMR_2, y                           lo propio para la bomba 2:  Señal 3 Name (Nombre de la señal): FALLA_BOMBA1 Signal source (Fuente de la señal): LOGO! CMR Signal type (Tipo de señal): I/O Number (Número): INPUT / 1  Señal 4 Name (Nombre de la señal): FALLA_BOMBA2 Signal source (Fuente de la señal): LOGO! CMR Signal type (Tipo de señal): I/O Number (Número): INPUT /2  

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 Luego añadiremos las variables del LOGO! BM, comenzando               por el estado del sensor de nivel del tanque australiano que                     el programa mapea en M5:  Señal 5 Name (Nombre de la señal): NIVEL_TANQUE Signal source (Fuente de la señal): LOGO! BM Signal type (Tipo de señal): M - digital flag Number (Número): 5    Y de esta manera puede cargarse más señales.  Luego, en la pestaña “Events” se cargan precisamente los                 eventos que permiten realizar la acciones de control del                 proceso. De esta manera, cuando alguna de las señales                 definidas cambie de estado, se ejecutará alguna acción               como el encendido o apagado de una bomba y se enviará un                       mensaje de texto a los usuarios establecidos para ello.  Por ejemplo: Nombre del evento: SMS_FALLO_BOMBA_1 Signal name: FALLA_BOMBA_1 Event: Changes to 1   Este evento se generará por el cambio de estado de 0 a 1 en                           la entrada I1 del CMR_2, si falla la bomba 1. 

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Se puede agregar el evento para fallo de bomba 2 replcando                     el procedimiento.  En la próxima pestaña, “Actions” se configurarán las               acciones que tomará el CMR en función de los eventos. Por ejemplo: Change action Name: Envío de SMS debido a falla de bomba 1 Destination: Send sms message Recipient group: Administradores Message TEXT: FALLO_B1 Es decir utilizamos los mensajes que ya creamos antes.  De esta simple manera es posible establecer el diálogo entre                   el LOGO!BM y los CMR.  Ejemplo de comunicación entre un teléfono y el sistema Finalmente daremos un ejemplo de monitoreo del sistema               mediante sms enviado desde un teléfono celular. Debe haberse configurado previamente, como vimos, lo             siguiente en el CMR:  – Signal name = BOMBA_1  – Signal source = LOGO! CMR  – Signal type = I/O – I/O type = Output  – Number = 1  

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Recepción de SMS por parte del CMR:  Cuando se recibe un SMS con el texto "OUTPUT=BOMBA_1,0",                 el CMR interpreta el texto del SMS como "OUTPUT=O1,0". El                   comando pone la señal "BOMBA_1", es decir, la salida 1 del                     CMR_2, al valor cero. Esta sería una manera muy simple de                     apagar las bombas en caso de no estar en el lugar físico                       donde se encuentra el LOGO!BM.  

   

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Análisis Económico 

A continuación realizamos un análisis de los costos               de instalación del sistema. 

Se considera que la perforación o pozo y el tanque                   australiano, ya se encuentran en el campo. 

Se considera 1 km extensión de cañería desde el                 tanque australiano hasta el pozo, aunque esta distancia               puede variar de acuerdo al caso real donde se vaya a                     instalar el sistema. 

 Presupuesto   

Cantidad Materiales $ Unitario $ Total

1 LOGO! SIEMENS 0BA8 $6,700.00 $6,700.00

5 Panel Solar Fotovoltaico Polic. 300 W $8,000.00 $40,000.00

10 Rollo tubo de PEBD 1" k6 x 100m $1,500.00 $15,000.00

1.5 Rollo cableTPR 2 x 2,5mm $1,800.00 $2,700.00

2 CMR2020 con antena $8,000.00 $16,000.00

2 Bomba sumergible $15,000.00 $30,000.00

1 Varios(gabinete,taretas SD,SIM,riel DIN, etc.) $3,000.00 $3,000.00

Total MAT $113,400.00

Cantidad de horas Mano de obra

Costo por hora $total

3 Programación de LOGO! $1,500.00 $4,500.00

6 Programación y ajustes CMR2020 $1,500.00 $9,000.00

16 Instalación por persona, por 4 técnicos $350.00 $22,400.00

Total MO $35,900.00

Total (MO+MAT) $149,300.00

 

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Retorno de la inversión 

Con esta inversión el productor evitará el gasto en                 el combustible que necesitan los grupos electrógenos             para el funcionamiento de las bombas de agua               tradicionales. 

Estimando que un grupo electrógeno diesel           consume unos 300 cc de gasoil por KW y por hora,                     suponiendo que el sistema está en funcionamiento             durante 4 horas diarias (para equiparar el tiempo que                 funcionará con panel solar, ya que necesita luz), para la                   bomba seleccionada se requiere una potencia de 2500W               para extraer el agua.  

Esto significa unos 3,75 litros diarios de combustible,               a unos $30 por litro, representan $112,5 pesos diarios. A lo                     largo de todo el año esto insume un costo de $41.062,5                     además de que se debe prever que el grupo electrógeno                   pudiera tener alguna falla y el costo de reparación y / o                       mantenimiento será un gasto extra. También influye el               gasto de tiempo que tiene el usuario en revisar                 constantemente que el sistema funcione bien, pudiendo             este usuario realizar otro tipo de tareas. Y el costo del                     combustible permanente para ir hasta el pozo a recargar                 el gasoil del generador. Estimamos entonces unos             $50.000 anuales. 

En 3 años el costo del sistema incluyendo los                 paneles solares se cubre con el ahorro del gasoil. 

Es importante también evaluar que el Plan             Ganadero de la Provincia de San Luis abarca este tipo de                     proyectos y sería elegible para entrar en el beneficio de                   exenciones impositivas durante 15 años al realizar esta               inversión, por lo cual sería realmente muy conveniente               para un campo. 

 

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¿Por qué vale la pena invertir en este proyecto?   

Porque este proyecto permite obtención y           distribución de agua para animales y riego, incluso el                 consumo humano en el campo, en casos que la red de                     agua potable no pase por las cercanías de la zona.                   Permite tener siempre la reserva de agua en el tanque                   australiano, con la facilidad de no tener que transportar                 el agua, ni comprarla. En resumen, se pueden ahorrar                 recursos materiales, tiempo y energía, ya que el sistema                 es sustentable por el uso de paneles y bombas solar. 

  Conclusiones 

Ante todas las complicaciones del traslado y             distribución del agua en zonas rurales           agrícolo-ganaderas a las cuales no llegan los canales y                 acueductos de la red pública, este proyecto de               automatización plantea una solución eficiente y           energéticamente sustentable gracias a la utilización de             energía solar.  

Este sistema presenta una idea innovadora en             cuanto a la comunicación entre módulo de control               LOGO! y las bombas que realizan la extracción de agua                   del pozo, gracias a la utilización de los CMR2020.  

Además el sistema puede ser monitoreado desde un               dispositivo móvil, con la tranquilidad de que avisará de                 cualquier falla a los usuarios registrados mediante un               mensaje de texto. 

En cuanto al análisis económico, el ahorro que               obtiene el productor ganadero al no tener que comprar                 el agua o trasladarse continuamente a cargar             combustible a la zona del pozo, genera un retorno de la                     inversión en unos dos años, periodo que puede ser                 menor si se presenta un proyecto en el marco del Plan                     

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Agrícola y Ganadero de la Provincia de San Luis y se                     obtienen las exenciones impositivas pertinentes. 

 Agradecimientos 

Agradecemos a Siemens por darnos esta           oportunidad de aprender acerca de la programación de               LOGO!, también agradecemos a la directora de nuestro               colegio y al equipo directivo por permitirnos participar               en este concurso y a nuestros profesores los cuales nos                   ayudaron mucho en la elaboración de nuestro proyecto. 

Los docentes deseamos agradecer el esfuerzo de             los alumnos de este equipo y del resto de los estudiantes                     de ambas divisiones de 5º Electrónica. 

Un agradecimiento especial de la prof. Ivana Trento               hacia los directivos de la escuela, a la Asociación                 Cooperadora y al personal de Siemens, especialmente a               Pablo Aldrovandi y a Humberto Arrieta, quienes siempre               están dispuestos a responder nuestras consultas y a               colaborar con nuestra institución. Y finalmente gracias a               los docentes que ingresaron este año a la escuela y que                     se incorporaron al “Concurso Logo!”, cada uno desde su                 área para realizar un trabajo interdisciplinario: Prof.             Marcia Rodríguez (Lengua), prof. Mario Brito (Economía),             y prof. Claudio Novarecio (Electrónica), a quien quiero               destacar su compromiso, paciencia y dedicación . 

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Fotos tomadas durante el desarrollo del trabajo 

Foto del grupo en la visita a la Escuela Técnica N° 6 “Gral. San Martín”    

 Programando el LOGO! en la Sala de Computación 

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Terminando el informe con la profe Trento 

 

 

Revisando el programa (y el mouse) con el profe Novarecio 

 

   

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Bibliografía 

Siemens Argentina https://www.siemens.com/ar/es/home.html  Fundación Siemens Argentina http://www.fundacionsiemens.com.ar/  Tecno-sol - Soluciones con energía - San Luis

http://tecno-sol.com.ar/ Hojas de datos de Bombas de agua sumergibles 

solares y características de los paneles fotovoltaicos.  Definición de LOGO! http://siemenslogo.com/que-es-un-siemens-logo/   PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS. ¿CUÁL 

ELEGIMOS? https://instalacionesyeficienciaenergetica.com/pane

les-solares-fotovoltaicos/  Hoja de datos del CMR2020 https://cache.industry.siemens.com/dl/files/418/1094

77418/att_936882/v1/BA_LOGO-CMR2020-CMR2040_78.pdf   https://mall.industry.siemens.com/mall/es/WW/Catal

og/Products/10244228   Hoja de datos de la antena del CMR2020 https://support.industry.siemens.com/cs/document/

23119005/antenna-ant794-4mr-for-lte-umts-gsm-compact-operating-instructions?dti=0&dl=en&lc=es-WW 

  

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Tecnología de los paneles solares http://www.abc.com.py/edicion-impresa/suplemento

s/escolar/tecnologia-de-los-paneles-solares-1511248.html  Tanques australianos http://www.contextoganadero.com/ganaderia-soste

nible/tanques-australianos-otra-opcion-para-almacenar-agua 

 Plan Maestro del Agua - Provincia de San Luis https://issuu.com/fisalsanluis/docs/plan_maestro_d

el_agua_2012-2025  San Luis Agua - Sociedad del Estado http://slagua.sanluis.gov.ar/  Código de Aguas de la Provincia de San Luis http://slagua.sanluis.gov.ar/wp-content/uploads/201

7/07/C%C3%B3digo-de-Aguas-de-la-Provincia-de-San-Luis.pdf 

 Ley Nº VIII-0247-2004 (5459 *R) - PLAN DE               

DESARROLLO GANADERO Y AGRÍCOLA DE SAN LUIS http://www.diputados.sanluis.gov.ar/diputadosasp/p

aginas/verNorma.asp?NormaID=269  Realizan la puesta en valor de varios acueductos http://www.treslineas.com.ar/realizan-puesta-valor-v

arios-acueductos-n-1528418.html

San Luis intenta convertirse en un imán de               inversores - Diario La Nación

https://www.lanacion.com.ar/199629-san-luis-intenta-convertirse-en-un-iman-de-inversores 

 

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Tecno-riego: Características de los tubos de           polipropileno  

http://tecno-riego.com.ar/tecno-riego.com.ar/Datos_Tecnicos.html 

 Strada extrusión de plástico http://www.stradasa.com.ar/archivos/36.pdf  Compañía Hídrica Argentina: Tubos de PEBD  http://www.ciahidrica.com.ar/producto.php?p=97  Información sobre grupos electrógenos https://www.gebravo.com/foro-del-mundillo-de-los-g

eneradores-electricos.php?action=view&topicid=25     

   Nota sobre el origen de las imágenes: Las fotos incluidas en este informe fueron sacadas               

durante las excursiones que hicimos con el colegio y                 durante el trabajo en clase. 

Las imágenes e información sobre LOGO! y CMR2020               fueron extraídas del sitio web de Siemens. 

Las imágenes, diagramas y esquemas restantes los             obtuvimos del material citado en la bibliografía y de las                   hojas de datos de los elementos utilizados en el proyecto. 

 

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