Desarrollo de una infraestructura IOT para el monitoreo del proceso de fermentación del cacao

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dc.contributor.advisorPocasangre Jiménez, Carlos Osmin
dc.contributor.authorAlas Mejía, Ángel Alejandro
dc.contributor.authorBenavides Tejada, Luis Enrique
dc.contributor.authorPaiz Juárez, Walter Orlando
dc.contributor.otheram14115@ues.edu.sv
dc.contributor.otherbt14002@ues.edu.sv
dc.contributor.otherpj15001@ues.edu.sv
dc.date.accessioned2025-08-12T22:01:44Z
dc.date.available2025-08-12T22:01:44Z
dc.date.issued2025-07-21
dc.description.abstractEste estudio detalla la implementación de un sistema de monitoreo remoto para la fermentación del cacao fenotípicamente del tipo criollo, un proceso crítico que influye directamente en la calidad del producto final. Se diseñó una estación de medición que integra sensores de temperatura, humedad relativa y pH, parámetros esenciales para controlar la fermentación. El sistema se basa en una arquitectura de comunicación inalámbrica de dos niveles. Primero, los datos recopilados por los sensores se transmiten a un microcontrolador LoRaWAN, conocido por su bajo consumo de energía y capacidad de largo alcance. Luego, este microcontrolador envía la información a un ESP32, que actúa como puente hacia internet a través de una conexión LTE. La información recopilada se envía a la plataforma en la nube Thingsboar d®, que permite la visualización de datos en tiempo real. Esta plataforma ofrece herramientas para generar gráficos, establecer alertas y realizar un seguimiento detallado de la evolución de la fermentación. La implementación de este sistema tiene como objetivo proporcionar a los productores de cacao una herramienta precisa y eficiente para monitorear y controlar el proceso de fermentación. El monitoreo remoto permite detectar desviaciones y realizar ajustes oportunos, lo que se traduce en una mejora de la calidad del cacao y una mayor eficiencia en la producción. El análisis de datos en la fermentación artesanal de cacao reveló que, aunque inicialmente la temperatura del mucílago no alcanzó los 36°C-38°C esperados en las primeras 48 horas (manteniéndose entre 27°C-29°C), la intervención mediante volteos manuales permitió alcanzar un pico de 44°C al cuarto día. El pH mostró variaciones entre 4.5 y 6.7, estabilizándose al final del proceso, aunque factores como la variedad de cacao y la temperatura ambiente influyen significativamente. En cuanto a la conectividad LoRa, se comprobó una transmisión estable hasta niveles de -130 dBm, con un alcance estimado de 2 a 2.5 km en zonas rurales sin lluvia, recomendándose futuras pruebas en condiciones húmedas para ampliar la evaluación. Finalmente, este estudio demuestra la viabilidad y los beneficios de utilizar tecnologías inalámbricas y plataformas en la nube para el monitoreo de la fermentación del cacao. El sistema propuesto ofrece una solución innovadora para optimizar este proceso y garantizar la calidad del producto final. This study presents the implementation of a remote monitoring system for the fermentation of phenotypically Criollo-type cocoa—a critical process that directly impacts the quality of the final product. A measurement station was designed, integrating temperature, relative humidity, and pH sensors, which are essential parameters for controlling fermentation. The system is based on a two-tier wireless communication architecture. First, the data collected by the sensors is transmitted to a LoRaWAN microcontroller, known for its low power consumption and long-range capabilities. This microcontroller then sends the data to an ESP32, which acts as a gateway to the internet via an LTE connection. The collected data is transmitted to the cloud platform Thingsboard®, which enables real-time data visualization. This platform provides tools for generating charts, setting alerts, and closely tracking the fermentation process. The system aims to provide cocoa producers with a precise and efficient tool to monitor and control fermentation. Remote monitoring allows for the detection of deviations and timely interventions, resulting in improved cocoa quality and increased production efficiency. Data analysis from the artisanal cocoa fermentation process revealed that, although the mucilage temperature did not reach the expected 36°C–38°C during the first 48 hours (remaining between 27°C–29°C), manual mixing helped raise the temperature to a peak of 44°C by the fourth day. The pH ranged between 4.5 and 6.7, stabilizing at the end of the process, though factors such as cocoa variety and ambient temperature had a significant influence. Regarding LoRa connectivity, stable transmission was confirmed down to -130 dBm, with an estimated range of 2 to 2.5 km in rural areas without rainfall. Further testing under humid conditions is recommended to expand the evaluation. This study demonstrates the feasibility and benefits of using wireless technologies and cloud platforms for monitoring cocoa fermentation. The proposed system offers an innovative solution to optimize the process and ensure the final product’s quality.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14492/31852
dc.language.isoes
dc.publisherUniversidad de El Salvador. Facultad de Ingeniería y Arquitectura
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectIOT
dc.subjectMonitoreo
dc.subjectCacao
dc.subjectFermentación
dc.subjectSensores
dc.subjectInternet de las cosas
dc.titleDesarrollo de una infraestructura IOT para el monitoreo del proceso de fermentación del cacao
dc.title.alternativeCurso de Especialización - Aplicación de Tecnologías de internet de las cosas, inteligencia artificial e infraestructura de la nube en soluciones para la industria 4.0
dc.typeTrabajo de grado

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INFRAESTRUCTURA IOT PARA EL MONITOREO DEL PROCESO DE FERMENTACIÓN DEL CACAO.pdf
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