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1. Resumen general
En 2026 el inicio anticipado del fenómeno de El Niño en Colombia intensificó la vulnerabilidad hídrica de la Sabana de Bogotá y Cundinamarca [1]. La caída sostenida de precipitaciones en las cuencas altas, junto con el aumento de la evaporación por mayor radiación solar, ha configurado nuevos escenarios de riesgo de desabastecimiento de agua [2], que se agravan por la presión que ejercen de por sí las actividades industriales y los distritos de riego sobre los caudales ecológicos de los ríos de Sabana Centro, en un contexto donde la velocidad de estos eventos climáticos supera la capacidad de las redes institucionales de monitoreo [4]. Debido a esto, surgió la necesidad de generar soluciones de infraestructura de vigilancia distribuida basada en IoT (sistemas de bajo costo capaces de cruzar en tiempo real las variables físicas del agua con variables meteorológicas para generar alertas tempranas locales). En este contexto, se desarrolló un prototipo funcional de monitoreo de agua orientado a un punto crítico de suministro en la región, combinando sensores de nivel y caudal con variables meteorológicas mediante lógica de fusión y una alarma física local que no depende de redes de comunicación externas.
Debido a la situación que se presenta con el inicio anticipado del fenómeno de El Niño, surge una motivación para implementar un sistema IoT de bajo costo, que se pueda adaptar a distintos puntos y permita detectar y anticipar situaciones de forma más robusta y directa, complementando los sistemas de vigilancia ya existentes con una solución que permita reaccionar sin depender de infraestructura de comunicaciones que puede no estar disponible o ser costosa de mantener.
Se optó por implementar las variables del agua (nivel del tanque y flujo del caudal) en conjunto puesto que consideramos que permiten distinguir situaciones que una sola no diferenciaría (por ejemplo, un nivel bajo por consumo normal no es lo mismo que un nivel bajo acompañado de un flujo de caudal extrañamente alto).
Estas dos variables se combinan mediante una lógica de fusión con las variables meteorológicas (temperatura, humedad y radiación solar) y un índice de evaporación potencial calculado por el método de Priestley-Taylor, que toma temperatura, radiación y presión atmosférica. Esto produce distintos niveles de alerta (normal, advertencia, crítico y falla) que se comunican mediante la implementación de un "semáforo" de LEDs y una alarma sonora física.
Este diseño también prioriza el bajo costo y la disponibilidad de componentes, por lo que cada sensor fue seleccionado y en algunos casos ajustado o reemplazado, en función de los materiales que fueron accesibles.
El prototipo físico final mide:
- Nivel de agua en el tanque
- Flujo de caudal y volumen acumulado
- Temperatura y humedad
- Radiación solar
- Presión atmosférica
- Evaporación potencial estimada a partir de las variables anteriores
También se implementa un tablero HTTP local al que únicamente se puede acceder desde la misma red, con autenticación con usuario y contraseña, que permite visualizar las distintas variables y silenciar temporalmente las alarmas físicas.
Finalmente, el dispositivo se integró en una carcasa impresa en 3D, con los sensores dispuestos para que el prototipo se pueda instalar en campo.
La documentación se organiza de la siguiente manera:
- Resumen General (Esta página)
- Solución Propuesta
- Configuración Experimental
- Autoevaluación del Protocolo de Pruebas
- Conclusiones
- Mejoras respecto al challenge #1
- Anexos
- Uso de IA
- Equipo, roles y actas