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Desarrollo de sistemas de Monitorización Medioambiental

Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular

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La inclusión de modernos Sistemas Electrónicos y Tecnologías de la Información y Comunicaciones (TIC) en el ámbito de la monitorización medioambiental es un reto que permite utilizar estas capacidades técnicas en la explotación de los Espacios Naturales y en modernos sistemas de Regadío.

Usualmente el acceso a localizaciones remotas y los costes de despliegue de redes de comunicaciones en Parques Naturales o zonas rurales dedicadas a la agricultura intensiva ha sido un obstáculo para el progreso en términos de productividad, vigilancia y protección de los espacios naturales.

En este campo, investigadores del Instituto I3M de la Universitat Politècnica de València desarrollan equipos con tecnologías radio de sencilla instalación y bajo consumo que permiten un rápido despliegue en zonas remotas sin coste de comunicaciones al trabajar en bandas libres de frecuencia. Asimismo integran integrado decenas de sensores comerciales de aire, suelo y agua con una adaptación 100% al requerimiento de bajo consumo de la red inalámbrica.

El trabajo desarrollado desde el I3M-UPV permite además salvar la limitación de un bajo número de equipos en red, consiguiendo varias decenas de equipos midiendo en red en tiempo real con diversas frecuencias de muestreo de cada uno de los sensores y con comunicación bidireccional para poder reprogramar via web cualquier parámetro medido en el sistema.

La solución adoptada desde el equipo de técnicos e investigadores del I3M se basa en el el uso de Redes de Sensores Inalámbricas (Wireless Sensor Networks -WSN-) como elemento básico de las comunicaciones entre equipos remotos.

Los equipos desarrollados cumplen con la doble función de ser unidades remotas sensoras y repetidores o routers de comunicaciones, permitiendo un despliegue de sensores en banda libre donde hace unos años era impensable.

La red de monitorización medioambiental permite la realización de medidas en Suelo, Aire y Agua, tales como temperatura, humedad de suelo, conductividad de suelos, temperatura y humedad ambiente, radiación solar, pluviometría, pH, oxígeno disuelto, medida de gases (CO, CO2) en aire, etc.

Estos sistemas permiten la monitorización de redes de abastecimiento de agua, incorporando la medida de consumo de contadores de riego y agua potable así como la emisión de informes de fugas y consumos.

Los sistemas de información se basan en la toma de medidas en tiempo real de la red de sensores y envíos a sistemas de información (web) para el acceso on-line como generador de informes, alertas, ...

Estos sistemas se han aplicado con éxito en instalaciones en Parques Naturales a cargo de Consellería de Medio Ambiente como en reservas naturales del Ministerio de Medio Ambiente, en Extremadura y Pirineos. En la primera para prevención de incendios forestales y en las segundas en la medida de calidad de aguas y detección y control de especies animales protegidas mediante sensores de imagen y jaulas motorizadas equipadas con la red de sensores.

En el sector agrícola, campos de frutales de la Comunidad Valenciana, Lleida y Andalucía han instalado la red de sensores desarrollada, así como diversos institutos de investigación agraria como el IVIA e IFAPA.

A nivel internacional existen instalaciones de invernaderos en Marruecos con más de 100 sensores radio en los cultivos y contadores de agua y en Chile hay instalaciones de sensores para detección de humedades de suelo y consumos en frutales y pivots de riego con los sistemas creados en el I3M. Por otra parte se han instalado estaciones remotas de medida de caudales en rios en Chile y Colombia mediante sensores inalámbricos de ultrasonido.

Responsable científico

Martínez Peiró Marcos Antonio

Participantes

Martínez Peiró Marcos Antonio

Aplicaciones

Medidas de parametros de suelos Medidas de parametros de calidad de aire Medidas de parametros de calidad de aguas Meteorologia. Sistemas web de almacenamiento de informacion medioambiental Sistemas de prevencion de incendios forestales Sistemas de prevencion de enfermedades de cultivos Redes de abastecimiento de aguas potables. Alertas de fugas de aguas y consumos.

Ventajas técnicas

Desde el instituto I3M se han desarrollado equipos con tecnologías radio de sencilla instalación y bajo consumo que permiten un rápido despliegue en zonas remotas sin coste de comunicaciones al trabajar en bandas libres de frecuencia. Asimismo se han integrado decenas de sensores comerciales de aire, suelo y agua con una adaptación 100% al requerimiento de bajo consumo de la red inalámbrica. Asimismo, se ha salvado la limitación de un bajo número de equipos en red, consiguiendo varias decenas de equipos midiendo en red en tiempo real con diversas frecuencias de muestreo de cada uno de los sensores y con comunicación bidireccional para poder reprogramar via web cualquier parámetro medido en el sistema. La solución adoptada desde el equipo de técnicos e investigadores del I3M ha sido el uso de Redes de Sensores Inalámbricas (Wireless Sensor Networks -WSN-) como elemento básico de las comunicaciones entre equipos remotos. Los equipos desarrollados cumplen con la doble función de ser unidades remotas sensoras y repetidores o routers de comunicaciones, permitiendo un despliegue de sensores en banda libre donde hace unos años era impensable.

Beneficios que aporta

La red de monitorización medioambiental permite la realización de medidas en Suelo, Aire y Agua, tales como temperatura, humedad de suelo, conductividad de suelos, temperatura y humedad ambiente, radiación solar, pluviometría, pH, oxígeno disuelto, medida de gases (CO, CO2) en aire, etc. Estos sistemas permiten la monitorización de redes de abastecimiento de agua, incorporando la medida de consumo de contadores de riego y agua potable así como la emisión de informes de fugas y consumos. Los sistemas de información que se han desarrollado se basan en la toma de medidas en tiempo real de la red de sensores y envíos a sistemas de información (web) para el acceso on-line como generador de informes, alertas, ...

Experiencia relevante

Estos sistemas se han aplicado con éxito en instalaciones en Parques Naturales a cargo de Consellería de Medio Ambiente como en reservas naturales del Ministerio de Medio Ambiente, en Extremadura y Pirineos. En la primera para prevención de incendios forestales y en las segundas en la medida de calidad de aguas y detección y control de especies animales protegidas mediante sensores de imagen y jaulas motorizadas equipadas con la red de sensores. En el sector agrícola, campos de frutales de la Comunidad Valenciana, Lleida y Andalucía han instalado la red de sensores desarrollada, así como diversos institutos de investigación agraria como el IVIA e IFAPA. A nivel internacional existen instalaciones de invernaderos en Marruecos con más de 100 sensores radio en los cultivos y contadores de agua y en Chile hay instalaciones de sensores para detección de humedades de suelo y consumos en frutales y pivots de riego con los sistemas creados en el I3M. Por otra parte se han instalado estaciones remotas de medida de cuadales en rios en Chile y Colombia mediante sensores inalámbricos de ultrasonido.