Código Científico Revista de Investigación/ V.6/ N. E2/ www.revistacodigocientifico.itslosandes.net
ISSN: 2806-5697
Vol. 6 – Núm. E2 / 2025
pág. 1266
Sistema automatizado de monitoreo de temperatura y control de
oxigenación en un criadero de tilapias mediante tecnología IoT
Automated temperature monitoring and oxygenation control system in a
tilapia farm using IoT technology
Sistema automatizado de monitoramento de temperatura e controle de
oxigenação em um criadouro de tilápias por meio da tecnologia IoT
Ronald Ariel Arteaga Escobar
1
Instituto Superior Tecnológico Tsa´chila
ronaldarteagaescobar@tsachila.edu.ec
https://orcid.org/0009-0009-8659-5693
Jonathan David Paillacho García
2
Instituto Superior Tecnológico Tsa´chila
jonathanpaillachogarcia@tsachila.edu.ec
https://orcid.org/0009-0005-3712-3973
Carlos Roberto Sampedro Guaman
3
Instituto Superior Tecnológico Tsa´chila
carlossampedro@tsachila.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-2784-1913
DOI / URL: https://doi.org/10.55813/gaea/ccri/v6/nE2/1084
Como citar:
Arteaga Escobar, R.A., Paillacho García, J.D., Sampedro Guaman, C.R. (2025). Sistema
Automatizado de Monitoreo de Temperatura y Control de Oxigenación en un Criadero de
Tilapias Mediante Tecnología IoT. Código Científico Revista de Investigación, 6(E2), 1266-
1279.
Recibido: 28/06/2025 Aceptado: 30/07/2025 Publicado: 30/09/2025
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Resumen
En la granja Mishily se implementó un tablero de control encargado de la automatización y
monitoreo tanto en el tablero o por internet mediante IoT, parámetros de temperatura y
oxigenación que se actualizarán en un tiempo determinado en un criadero de tilapias, su
automatización estará programada mediante un esp32 en base a los estudios de las condiciones
de vivencia de las tilapias, parámetros como la temperatura a menos de 27°C y de oxígeno
disuelto a más de 5mg/L, en caso que no se cumplieran, de forma automatizada, prenderán las
bombas para abastecer de oxígeno y regular la temperatura en el criadero evitando a su vez, la
poca intervención humana, el tablero está estructurado para operar de forma automática o de
forma manual en caso de alguna intervención humana. Para el desarrollo de este proyecto, se
utilizaron componentes, tanto industriales como contactores, relé térmico para protección de
las bombas, pulsadores y paros de emergencia para control eléctrico; componentes electrónicos
como microcontroladores esp32, sensores utilizados de proyecto y una pantalla lcd. Además,
el proyecto se centró en la lectura y vinculación de datos mediante plataformas IoT con
interfaces intuitivas tanto para visualizar en computadores como en Teléfonos celulares dentro
de la granja.
Palabras clave: Oxígeno disuelto, automatización, monitoreo, criadero de tilapias,
temperatura.
Abstract
At Mishily Farm, a control panel was implemented to automate and monitor temperature and
oxygenation parameters in a tilapia hatchery, either on the panel itself or online via IoT. These
parameters will be updated at specific intervals, and automation will be programmed using an
esp32 based on studies of the living conditions of tilapia. Parameters such as temperature below
27°C and dissolved oxygen above 5mg/L will be monitored, and if these conditions are not
met, the pumps will automatically turn on to supply oxygen and regulate the temperature in the
hatchery, thereby avoiding human intervention. The dashboard is structured to operate
automatically or manually in case of human intervention. For the development of this project,
industrial components such as contactors, thermal relays for pump protection, push buttons,
and emergency stops for electrical control were used, as well as electronic components such as
esp32 microcontrollers, project sensors, and an lcd screen. In addition, the project focused on
reading and linking data through IoT platforms with intuitive interfaces for viewing on
computers and cell phones within the farm.
Keywords: Dissolved oxygen, automation, monitoring, tilapia farm, temperature.
Resumo
Na fazenda Mishily, foi implementado um painel de controle responsável pela automação e
monitoramento, tanto no painel quanto pela Internet através da IoT, dos parâmetros de
temperatura e oxigenação que serão atualizados em um determinado período de tempo em um
criadouro de tilápias. Sua automação será programada através de um esp32 com base em
estudos das condições de vida das tilápias, parâmetros como temperatura abaixo de 27 °C e
oxigênio dissolvido acima de 5 mg/L. Caso esses parâmetros não sejam cumpridos, as bombas
serão acionadas automaticamente para fornecer oxigênio e regular a temperatura no viveiro,
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evitando, ao mesmo tempo, a intervenção humana. O painel está estruturado para operar de
forma automática ou manual, caso seja necessária alguma intervenção humana. Para o
desenvolvimento deste projeto, foram utilizados componentes industriais, como contatores,
relé térmico para proteção das bombas, botões e paradas de emergência para controle elétrico;
componentes eletrônicos, como microcontroladores esp32, sensores utilizados no projeto e
uma tela lcd. Além disso, o projeto se concentrou na leitura e vinculação de dados por meio de
plataformas IoT com interfaces intuitivas para visualização em computadores e celulares dentro
da fazenda.
Palavras-chave: Oxigênio dissolvido, automação, monitoramento, criação de tilápias,
temperatura.
Introducción
La acuicultura se ha establecido como una actividad productiva clave para asegurar la
seguridad alimentaria y generar ingresos en comunidades rurales y costeras. La tilapia se
encuentra entre las especies más cultivadas en todo el mundo, gracias a su rápido crecimiento,
adaptabilidad a diferentes entornos y alto valor nutricional. Sin embargo, para que su cultivo
sea efectivo, es crucial mantener condiciones óptimas en el medio acuático, especialmente en
lo que se refiere a la temperatura del agua y el nivel de oxígeno disuelto, que son parámetros
esenciales para la salud y el desarrollo de los peces.
La incorporación de tecnologías emergentes como el Internet de las Cosas (IoT)
presenta nuevas oportunidades para modernizar la gestión de los sistemas acuícolas.
Investigaciones recientes en Ecuador, como las de (Valencia y Delgado, 2021). demuestran
que, mediante el uso de sensores, microcontroladores y plataformas digitales, se puede llevar
a cabo un monitoreo continuo y en tiempo real de las condiciones del agua, así como activar
automáticamente sistemas de aireación o calefacción al detectar valores fuera del rango ideal.
La acuicultura, especialmente en lo que respecta al cultivo de tilapias, ha cobrado gran
importancia a nivel mundial por su aporte a la seguridad alimentaria y al desarrollo económico
de comunidades rurales y costeras. La tilapia es valorada por su rápido crecimiento y
adaptabilidad, así como por su alto contenido nutricional. No obstante, el éxito en su cultivo
depende en gran medida de mantener condiciones adecuadas en el agua, especialmente en
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relación a la temperatura y los niveles de oxígeno disuelto. Estos factores son fundamentales
para la salud, crecimiento y supervivencia de los peces, ya que cualquier desviación de los
rangos ideales puede causar estrés, enfermedades, disminución en el crecimiento e incluso
mortalidad masiva.
Muchos criaderos de tilapias realizan el monitoreo de estos parámetros de forma
manual o utilizando sistemas básicos, lo que provoca demoras en la detección de anomalías y
una respuesta lenta para corregirlas. Esta situación puede tener un impacto negativo en la
productividad y rentabilidad de los criaderos. Además, la falta de automatización en el control
de estos factores ambientales incrementa la dependencia del trabajo humano, elevando los
costos operativos y el margen de error.
La adopción de tecnologías emergentes como el Internet de las Cosas (IoT) ofrece una
solución innovadora para enfrentar estos desafíos. Con el uso de sensores, microcontroladores
y plataformas digitales, es posible monitorear en tiempo real la temperatura y los niveles de
oxígeno disuelto, además de activar automáticamente sistemas de aireación o calefacción
cuando se detectan valores fuera de lo óptimo. Esto no solo mejora la gestión del criadero, sino
que también reduce la intervención humana, disminuye riesgos y optimiza recursos.
Esta investigación se centra en el desarrollo de un sistema automatizado basado en IoT
para el monitoreo y control de estos parámetros en un criadero de tilapias. La propuesta busca
integrar conocimientos en electrónica, automatización y tecnologías de la información para
crear una solución accesible y escalable, adecuada para diferentes contextos productivos. Su
importancia radica en su potencial para transformar la acuicultura, haciendo que los procesos
sean más eficientes, sostenibles y rentables, mientras se contribuye al bienestar de los peces y
a la calidad del producto final.
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Como objetivo se tiene: Desarrollar un sistema automatizado basado en tecnología IoT
para el monitoreo de la temperatura del agua y el control de los niveles de oxigenación en un
criadero de tilapias.
Valencia y Delgado (2021), diseñaron e implementaron un prototipo IoT para el
monitoreo remoto de la calidad del agua en estanques de tilapia en Taura, provincia del Guayas.
Utilizando plataformas IoT junto a sensores y hardware de bajo costo como ESP8266 y
Raspberry Pi, realizaron un seguimiento constante de parámetros como temperatura ambiental,
pH, nivel de oxígeno, temperatura del agua, calidad del agua (TDS) y nivel de agua. Estos
datos fueron almacenados y enviados de manera inalámbrica a servidores en la nube como
ThingSpeak y un servidor local Grafana, lo que permitió reducir la mortalidad de las tilapias y
mejorar el crecimiento para el consumo local o venta posterior.
Bertel y Martínez (2021), desarrollaron un prototipo electrónico para la medición y
monitoreo remoto de la calidad del agua en criaderos de tilapia en estanques de tierra en
Cundinamarca, Colombia. Este dispositivo de bajo costo utilizó sensores de pH, oxígeno y
temperatura, transmitiendo la información adquirida a través de una red local WLAN a una
distancia de 135 metros desde el estanque al centro de monitoreo mediante tecnología de
comunicación inalámbrica XBee de 2.4GHz. El sistema monitoreó las variables fisicoquímicas
en tiempo real, permitiendo su visualización a través de una interfaz gráfica en computadoras,
tablets o smartphones.
Izurieta y Bassantes (2022), implementaron un sistema de monitoreo y alerta de la
calidad del agua en un cultivo experimental de peces utilizando tecnologías IoT en el
laboratorio de manicultura de la Universidad Técnica de Machala (UTMACH). Este proyecto
se centró en establecer un sistema para supervisar factores relacionados con la calidad del agua
en un cultivo experimental de peces, utilizando tecnologías IoT para abordar influencias
negativas. El desarrollo del proyecto siguió la metodología de Programación Extrema (XP)
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adaptada a IoT, que abarca cuatro fases: planeación, diseño, desarrollo y pruebas. Se espera
que el prototipo resultante integre IoT con un impacto positivo en el proceso de cultivo de
peces, permitiendo un monitoreo constante de las variables de su ciclo vital a través de sensores
y alertas mediante la clasificación de datos.
Metodología
La presente investigación se desarrolló con un enfoque cuantitativo, ya que nos permitió
recolectar, analizar y comparar datos de los parámetros físicos del agua (temperatura y
oxigenación) en un entorno controlado. Asimismo, se incrementaron elementos tecnológicos y
aplicados propios de una investigación orientada a resolver un problema práctico mediante el
diseño e implementación de un sistema automatizado basado en tecnología IoT.
Se empleó un diseño cuasi-experimental, para evaluar los resultados obtenidos antes y
después de la implementación del sistema, sin la existencia de un grupo de control paralelo. Y
la investigación es tecnológico y descriptivo-explicativo, para el diseño, desarrollo e
integración de hardware y software en el monitoreo y control automático, y posteriormente
explica los efectos observados en las condiciones del criadero y su relación con el
funcionamiento del sistema.
Se adoptó un diseño tecnológico funcional, para estructurar el sistema mediante el uso
de sensores (temperatura y oxígeno), una unidad de procesamiento y una plataforma de
visualización de datos. El diseño fue complementado con la recolección de datos antes y
después de su implementación, lo que permitió evaluar su eficacia.
El diseño adoptado fue de tipo tecnológico funcional, organizado bajo la lógica de la
metodología en cascada, debido a su secuencial y estructura, lo que facilitó el desarrollo
ordenado del sistema automatizado.
Las etapas principales del proyecto son las siguientes:
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• Análisis: En esta fase se examinaron los parámetros y dispositivos a utilizar en el
proyecto, detallando las especificaciones del entorno y los componentes necesarios para
el diseño, así como los códigos de programación y diagramas para el prototipo que se
utilizarán posteriormente.
• Diseño: Selección de componentes IoT, elaboración del esquema electrónico, definición
de arquitectura de red y diseño de la interfaz de monitore.
• Implementación: Programación del microcontrolador (ESP32), configuración de
sensores, ensamblaje del hardware y conexión a la red.
• Verificación: Ejecución de pruebas en entorno controlado, verificación de datos
recolectados, ajuste de parámetros y resolución de errores.
• Mantenimiento: Instalación del sistema en el criadero real, monitoreo de su
funcionamiento durante un período definido, y análisis comparativo de datos. Se elaboró
el diagrama de control y fuerza utilizando el software CadeSimu para la instalación de
contactores y el flujo de control. Sin embargo, el software presenta limitaciones en
componentes electrónicos y no incluye conexiones con el microcontrolador ESP32.
Figura 1
Diagrama de control en CadeSimu
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Figura 2
Diagrama de fuerza en CadeSimu
Resultados
Tras la implementación del sistema automatizado basado en tecnología IoT en el
criadero de tilapias, se recolectaron datos durante un período 2 semanas sobre los parámetros
críticos del agua: temperatura y nivel de oxígeno disuelto. El sistema utilizó sensores digitales
conectados al microcontrolador ESP32, que enviaban la información a una plataforma de
monitoreo en la nube, permitiendo su visualización en tiempo real.
Parámetros monitoreados
• Fecha y Hora
• Temperatura (°C)
• Oxígeno disuelto (mg/L)
Figura 3. Evolución De Temperatura Y Oxígeno Disuelto
Nota. evolución de la temperatura del agua y los niveles de oxígeno disuelto en el criadero de tilapias.
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Se muestra la evolución de la temperatura del agua y los niveles de oxígeno
disuelto en el criadero de tilapias durante una semana, con mediciones cada 4 horas. Esta
visualización puede incluirse en tu tesis para respaldar los resultados obtenidos con el sistema
IoT implementad.
Además, se registraron datos históricos de cada variable mediante la plataforma
Thingspeak, facilitando el análisis y estudio de las condiciones de la piscina.
• La comparación entre distintos periodos
• La identificación de momentos críticos para el cultivo.
• La toma de decisiones informada para los últimos 30 días.
Figura 4. Parámetros que se visualizan en ThingSpeak
Nota: datos visualizados en el criadero mediante los últimos 30 días.
Discusión
Los resultados obtenidos permiten comprender la utilidad del monitoreo automatizado
en entornos acuícolas, especialmente en actividades relacionadas con la agroindustria. Los
análisis históricos de los datos demuestran que el uso de sensores mejora la capacidad para
anticipar y mitigar condiciones que podrían afectar la salud de los peces.
Los hallazgos coinciden con investigaciones previas como (Valencia y Delgado, 2023),
las cuales destacan la importancia de mantener los parámetros dentro de los rangos óptimos de
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los peces. Asimismo, el sistema contribuye al análisis práctico tanto para los estudiantes e
ingenieros de la carrera de agroindustrias.
No obstante, se identificaron algunas limitaciones como:
• Dependencia de una conexión estable a internet
• Necesidad de calibración de algunos sensores como el de oxígeno disuelto
• Falta de integración de algunos parámetros relevantes como pH o concentración de
amoniaco.
En función de lo anterior, se recomienda ampliar el sistema con nuevos sensores,
sistemas de bombas automatizadas aprovechando el diseño del tablero de control
implementado, se podrían conservar el controlador IoT ya implementado o podrían cambiarlo
por uno más industrial.
Conclusión
Las pruebas y la experiencia del usuario evidencian que se pueden observar de manera
significativa los parámetros de temperatura y oxígeno disuelto a través de IoT. Además, se
programó un sistema de automatización que minimiza la intervención humana en el diagnóstico
de las tilapias, cumpliendo con las necesidades de los usuarios en agroindustrias para la
obtención de estudios de datos. Se exploraron antecedentes relevantes que respaldan el
desarrollo del proyecto utilizando microcontroladores como el ESP32 en la industria. Se ha
diseñado un tablero de control que asegura protecciones para operar en modo automático o
manual y para realizar mantenimiento a los equipos. La programación en Arduino IDE y el uso
de plataformas especializadas en IoT como ThingSpeak facilitaron la automatización y
visualización de parámetros en la nube. Este proyecto se llevó a cabo mediante etapas clave
que incluyeron la revisión de antecedentes, análisis del proyecto, diseño, implementación y
recomendaciones para cumplir con su objetivo de automatizar y visualizar los parámetros
monitorizados mediante IoT.
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¿Como medir temperatura con sensor DS18B20?:
https://www.taloselectronics.com/blogs/tutoriales/como-medir-temperatura-con-
sensor-ds18b20
Talos Electronics. (13 de junio de 2021). Programar ESP32 con IDE arduino. Programar ESP32
con IDE arduino: https://www.taloselectronics.com/blogs/tutoriales/programar-esp32-
con-ide-arduino
Universo de la Salud Animal. (17 de mayo de 2022). Entre las enfermedades de peces, ¿cuáles
afectan a estos animales en la fase de engorde? Entre las enfermedades de peces, ¿cuáles
afectan a estos animales en la fase de engorde?:
https://www.universodelasaludanimal.com/acuicultura/entre-las-enfermedades-de-
peces-cuales-afectan-a-estos-animales-en-la-fase-de-engorde/
Valencia, W., y Delgado, C. (2021). Diseño e implementación de prototipo iot para el
monitoreo remoto de la calidad del agua para la crianza de tilapias en estanques.
Guayaquil, Ecuador: Universidad Politécnica Salesiana sede Guayaquil.
https://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/6779
