Sistema de monitoreo de calidad del agua basado en Internet de las Cosas (IoT) con procesamiento en el borde. Este sistema está diseñado específicamente para monitorear el agua subterránea y superficial, considerando las condiciones topográficas y la disponibilidad limitada de energía y recursos de comunicación. El sistema se compone de nodos sensores IoT embebidos que capturan datos de parámetros como la demanda química de oxígeno, la demanda biológica de oxígeno, el oxígeno disuelto, el pH, la profundidad del agua, el flujo, la conductividad eléctrica y los sólidos disueltos totales. Estos nodos están conectados a una red cableada utilizando el protocolo MODBUS, que permite la transmisión de datos y la identificación de la fuente del sensor. La arquitectura del sistema incluye un módulo de adquisición de datos y un bloque de procesamiento, que permite el procesamiento en el borde para la detección de eventos de contaminación en tiempo real. Los datos capturados se almacenan en un "Data Lake" para su posterior procesamiento de acuerdo con modelos de calidad del agua. Además, el sistema utiliza un enfoque de conectividad híbrida, combinando tecnologías de redes inalámbricas de área personal (WPAN) y redes locales inalámbricas (WLAN) para reducir el tráfico de comunicación y el consumo de energía. También se incluye un subsistema de puerta de enlace IoT con cuatro módulos inalámbricos diferentes para proporcionar flexibilidad en las configuraciones y aprovechar las redes locales. En resumen, la tecnología consiste en un sistema de monitoreo de calidad del agua basado en IoT con procesamiento en el borde, diseñado para operar en entornos con recursos limitados, como los pozos de agua subterránea en Chile. Este enfoque innovador permite el monitoreo en tiempo real, la detección de eventos de contaminación, la eficiencia energética y la conectividad flexible.

Qué problema resuelve esta capacidad

En la actualidad, en el escenario actual de escasez de agua y una fuerte variabilidad climática debido al calentamiento global, ha surgido una tendencia creciente de utilizar agua subterránea como una solución consolidada para abastecer tanto a la agricultura como al consumo humano. Pero estas fuentes de agua están sobre explotadas y con alto riesgo de contaminación. El sistema de monitoreo de calidad del agua desarrollado resuelve el problema de la escasez de información temporal y espacial sobre la disponibilidad y calidad del agua subterráneas y superficiales, especialmente en entornos agrestes y con recursos limitados, como los pozos de agua subterránea o cauces cordilleranos. Por otra parte, resuelve el problema de la detección de eventos de contaminación de corta duración, los que generalmente no son detectados, debido a la baja frecuencia de monitoreo. Esta baja frecuencia, se debe al alto consumo de energía que implica una mayor frecuencia, a la demanda de mayor capacidad de procesamiento y memoria y en algunos casos, al costo que implica este aumento en la cantidad de datos transmitidos Al implementar el procesamiento bajo el concepto Edge Computing y utilizar tecnologías de redes inalámbricas híbridas, el sistema proporciona monitoreo en tiempo real, provee acceso ubicuo, mantenimiento mínimo in situ, bajo costo operativo y ofrece escalabilidad para sistemas de información de calidad de agua en tiempo real. Esto permite a las autoridades tomar decisiones críticas para la protección de la salud pública y abordar la proliferación de nuevos pozos de agua sin sistemas de monitoreo adecuados.

Cuáles son las ventajas competitivas de esta capacidad

El sistema de monitoreo de calidad del agua presentado tiene varias ventajas sobre otros sistemas existentes. En primer lugar, utiliza el procesamiento en el borde para la detección de eventos de contaminación en tiempo real, lo que permite una respuesta más rápida y eficiente a los cambios en la calidad del agua. En segundo lugar, utiliza tecnologías de redes inalámbricas híbridas para reducir el tráfico de comunicación y el consumo de energía, lo que lo hace adecuado para entornos con recursos limitados, como los pozos de agua subterránea en Chile. En tercer lugar, el sistema es escalable y de bajo costo operativo, lo que lo hace adecuado para su implementación en áreas rurales y en países en desarrollo. Finalmente, el sistema utiliza una plataforma de código abierto para la gestión de dispositivos y la visualización de datos, lo que permite una mayor flexibilidad y personalización en la implementación del sistema.

Qué más deberías saber sobre esta capacidad

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