Contexto

Como sabemos el agua es fundamental para todos nosotros, y también es importante tener en cuenta que la disponibilidad de esta no siempre es la esperada debido a factores como condiciones ambientales o variación de reservas almacenadas.

Para un sistema el cual almacena agua, no es suficiente solo saber la cantidad de agua disponible, ya que existen muchos factores importantes como lo son, la temperatura, la humedad relativa, y la radiación solar. Y como podemos inferir, estos factores influyen significativamente en cuanto a la evaporación de este recurso tan indispensable y asimismo en la disponibilidad de este.

De aquí la razón por la cual creemos importante la integración de estas variables mencionadas en un sistema de monitoreo, con tal de usar estas variables para identificar los cambios en el almacenamiento de agua y de esta manera generar las alertas adecuadas.

---

Planteamiento del problema

El problema que queremos abordar consiste en la necesidad de poder monitorear constantemente las condiciones relacionadas con la disponibilidad del agua y, de esta manera, detectar con anticipación situaciones que puedan representar un riesgo para este recurso.

Un sistema que solamente se encargue de medir el nivel del agua podría detectar el problema cuando la cantidad de agua ya haya disminuido considerablemente. Por esto, creemos que es importante tener en cuenta diferentes variables tanto del agua como del ambiente, ya que al integrarlas podemos tener una visión más completa de lo que está sucediendo.

Por esta razón, con HydroSentry buscamos solucionar esta problemática mediante un sistema IoT capaz de:

• Medir el nivel del agua.
• Medir el peso del almacenamiento.
• Registrar temperatura y humedad relativa.
• Estimar la radiación solar mediante un sensor de luz.
• Medir la presión atmosférica.
• Integrar las variables para estimar un nivel de riesgo.
• Generar alertas visuales y sonoras.
• Activar un actuador cuando el nivel del agua alcanza una condición determinada.

Pregunta de ingeniería

¿Cómo podemos desarrollar un sistema IoT de bajo costo que permita monitorear diferentes variables relacionadas con el agua y el ambiente, integrarlas para determinar un nivel de riesgo hídrico y generar alertas de manera oportuna cuando se presenten condiciones desfavorables?

Enfoque de la solución

Para solucionar esta problemática planteamos HydroSentry, un sistema de monitoreo local en el cual diferentes sensores se encargan de obtener la información y enviarla al ESP32, que funciona como el cerebro del sistema.

El ESP32 se encarga de procesar estas variables y, a partir de ellas, determinar un nivel de riesgo entre 0 % y 100 %. Dependiendo del porcentaje obtenido, el sistema puede encontrarse en uno de los siguientes estados:

| 0 % – 24 % | 🟢 Normal | | 25 % – 49 % | 🟡 Preventivo | | 50 % – 74 % | 🟠 Alto | | 75 % – 100 % | 🔴 Crítico |

Cuando el sistema llega a un estado alto o crítico, se activan las alertas correspondientes mediante los LEDs y el buzzer. Además, el LCD cambia automáticamente a la pantalla donde se muestra el mensaje de riesgo, de manera que el usuario pueda identificar rápidamente que existe una situación que requiere atención.

Alcance del prototipo

Nuestro proyecto se plantea como un prototipo experimental, con el objetivo de demostrar cómo un sistema IoT puede utilizar diferentes variables para monitorear las condiciones de un almacenamiento de agua y reaccionar ante situaciones de riesgo.

Con HydroSentry podemos comprobar la lectura de los diferentes sensores, el procesamiento de las variables, la lógica utilizada para determinar el riesgo, las alertas visuales y sonoras y el funcionamiento de la bomba como actuador.

La primera etapa del proyecto se desarrolló mediante una simulación, donde pudimos comprobar el funcionamiento de la lógica y de los diferentes componentes antes de llevar el sistema al prototipo físico. Posteriormente, esta misma lógica será implementada y validada en el montaje físico.