Medición de consumo y calidad de agua en la planta de matanza del Campus Tecnológico Local San Carlos

Abstract

El presente trabajo describe el diseño e implementación de un sistema de monitoreo de consumo y calidad de agua para la planta de matanza del Instituto Tecnológico de Costa Rica, sede San Carlos. El sistema integra sensores de pH, ORP, TDS y caudal, junto con un módulo de comunicación LoRa y una pantalla LCD, permitiendo la adquisición y visualización de datos en tiempo real cada 15 segundos. El firmware desarrollado en Arduino incluyó rutinas de calibración basadas en soluciones patrón y compensaciones por temperatura, además de la posibilidad de ajustar parámetros localmente o de forma remota. Durante la validación experimental, el sistema demostró un desempeño estable y confiable. El sensor de pH presentó un error promedio cercano al 0.3%, el sensor de ORP un error promedio de 8.3%, el sensor de TDS un error de 2.0% y el caudalímetro un error promedio de 5.2%. Por su parte, el módulo LoRa mantuvo una tasa de error en la transmisión de apenas 0.68%, confirmando su idoneidad para aplicaciones de monitoreo en tiempo real. Estos resultados evidencian que la solución propuesta alcanza un nivel de precisión aceptable para aplicaciones industriales y académicas. El prototipo desarrollado constituye una herramienta práctica y de bajo costo que contribuye a la gestión eficiente del recurso hídrico, apoyando tanto el cumplimiento de normativas sanitarias como la sostenibilidad ambiental. Además, su arquitectura modular y escalable permite su adaptación a nuevas condiciones de operación o la incorporación de sensores adicionales, lo que abre la posibilidad de extender su aplicación a otros entornos industriales o de investigación.

Abstract This project presents the design and implementation of a water quality and consumption monitoring system for the slaughterhouse plant of the Costa Rica Institute of Technology, San Carlos campus. The system integrates pH, ORP, TDS, and flow sensors, together with a LoRa communication module and an LCD display, enabling real-time data acquisition and visualization every 15 seconds. The Arduino-based firmware included calibration routines based on reference solutions and temperature compensation, as well as the ability to adjust parameters locally or remotely. During experimental validation, the system demonstrated stable and reliable performance. The pH sensor achieved an average error of approximately 0.3%, the ORP sensor an average error of 8.3%, the TDS sensor an error of 2.0%, and the flow sensor an average error of 5.2%. Additionally, the LoRa module maintained a transmission error rate as low as 0.68%, confirming its suitability for real-time monitoring applications. These results show that the proposed solution provides acceptable accuracy for both industrial and academic contexts. The developed prototype constitutes a practical and low-cost tool that contributes to the efficient management of water resources, supporting compliance with sanitary regulations as well as environmental sustainability. Furthermore, its modular and scalable architecture allows adaptation to new operating conditions and the incorporation of additional sensors, which opens the possibility of extending its application to other industrial or research environments.