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Actualmente,
"Internet of Water" se comercializa a través de AIoT4All, un startup
del Tec de Monterrey enfocada en el desarrollo de productos tecnológicos de IoT
con inteligencia artificial.
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Los
sensores intercambiables pueden medir una amplia gama de parámetros y variables
en cuerpos de agua dulce.
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El
proyecto se originó con el objetivo de monitorear el Río Grande de Santiago, en
Jalisco, conocido por ser el más contaminado del país.
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En
el futuro se integrarán capacidades de Machine Learning, Inteligencia Artificial
y Control Avanzado.
Guadalajara, Jalisco, Diciembre
2024.-
El Centro de Innovación, Desarrollo Tecnológico y Aplicaciones en Internet de
las Cosas (CIIoT) del Tec de Monterrey, (la universidad mexicana número uno en
ingeniería y tecnología, de acuerdo con el QS World Ranking 2025), ha
desarrollado "Internet of Water", una plataforma tecnológica basada
en IoT (Internet de las Cosas) que monitorea la calidad del agua en ríos,
lagos, lagunas y arroyos, midiendo los niveles de contaminantes presentes en
ellos.
Las investigaciones y
proyectos que desarrolla el CIIoT del Tec de Monterrey son de gran relevancia
debido al grave problema de contaminación del agua en México: el 60% del agua
potable está contaminada. Según datos de la Red Nacional de Medición de la
Calidad del Agua (RENAMECA), el 59.1% de los cuerpos de agua superficiales,
como ríos, arroyos, lagos y zonas costeras, presentan algún grado de
contaminación. Solo el 40.9% cumple con las normas de calidad que garantizan
acceso efectivo al agua potable.
El CIIoT ha integrado
en "Internet of Water" sensores diseñados específicamente para medir
una variedad de sustancias presentes en el agua, elementos que lo convierten en
un sofisticado sistema de monitoreo con un gateway de comunicación LoRa que
envía datos a antenas para su transmisión a una base de datos, paneles solares
que alimentan baterías de litio de bajo consumo, y boyas que mantienen el
dispositivo a flote.
Actualmente,
"Internet of Water" se comercializa a través de AIoT4All, un startup
del Tec de Monterrey enfocada en el desarrollo de productos tecnológicos de IoT
con inteligencia artificial. La universidad ha colaborado con financiamiento en
forma de capital semilla y proporciona espacios para investigación y operación.
El equipo especializado se desarrolló con Fondos del ITESM y del Gobierno del
Estado de Jalisco.
De esta manera, según
Alfredo Figarola, estos desarrollos se ubican ya en el nivel 7 de la escala TRL
(o Technology Readiness Level, que se refiere por sus siglas al Nivel de Madurez
Tecnológica) ello implica que la tecnología ha sido probada en entornos reales
y es apta para su comercialización.
“Esta plataforma
flotante alberga sensores que miden diversos parámetros para determinar la
calidad del agua, actualmente evaluando 25 parámetros con ocho variables
diferentes”, explicó Alfredo Figarola, profesor del Tec de Monterrey en el Campus
Guadalajara y líder del CIIoT. Los sensores analizan parámetros como el oxígeno
disuelto, la turbidez, el pH, la temperatura, los sólidos disueltos y la
conductividad, así como contaminantes como plomo, cadmio, fosfatos y valores
como la demanda química de oxígeno (DQO) y la demanda biológica de oxígeno
(BDO), entre muchos otros.
El diseño avanzado de
la plataforma permite intercambiar los sensores según las necesidades del
entorno y del cuerpo de agua a analizar, asegurando así la flexibilidad en la
medición de parámetros y variables, comentó el investigador.
El origen de "Internet of Water"
El proyecto que dio
origen a "Internet of Water" surgió como una iniciativa del gobierno
del estado de Jalisco para evaluar las condiciones del Río Grande de Santiago,
declarado en 2020 como el afluente más contaminado del país. El gobierno
contactó al profesor Figarola para desarrollar un dispositivo que pudiera medir
los contaminantes disueltos de manera automática y proporcionar información objetiva
para tomar decisiones de remediación.
El equipo del CIIoT
emprendió una investigación exhaustiva y diseñó una plataforma que monitorea el
río utilizando su experiencia en las tecnologías de IoT (Internet de las Cosas).
Una vez desarrollado el primer prototipo, se llevaron a cabo pruebas de
concepto en entornos reales, enfrentando diversos desafíos. Uno de los
principales retos fue la falta de conexión a Internet a lo largo del río, por
lo que tuvieron que encontrar formas de que la plataforma se comunicara con las
antenas para transmitir la información recopilada. Para esto, se configuró un Gateway
LoRa (low range) para emitir una señal a un microcontrolador que pudiera
recibir y procesar los datos y almacenarlos en una base de datos.
Además, las condiciones
climáticas y geográficas adversas afectaban el funcionamiento de los sensores
IoT, generando datos erróneos. Otro reto fue la dificultad de mantener la
estabilidad de las plataformas flotantes ante las corrientes cambiantes, así como
el vandalismo, que dañó seriamente los componentes.
Cuatro años después de
la idea original, la versión actual ha superado estos desafíos y es mucho más
avanzada y funcional que el prototipo inicial, demostrando que "Internet
of Water" tiene un gran potencial en la preservación del agua.
Hoy en día, también es
posible detectar desviaciones en la corriente de un río o la extracción ilegal
de agua en lagos y manantiales. Además, la plataforma tiene la capacidad de
identificar descargas ilegales de aguas residuales. “La tecnología IoT permite
monitorear de manera continua y, cuando se detecta alguna variación, se emiten
advertencias para tomar las acciones necesarias”, aseguró Figarola.
"Internet of
Water" ha ampliado su alcance a un mayor número de entornos, incluyendo
plantas de tratamiento de agua, granjas de acuicultura y universidades.
Integración de Aprendizaje
Automático e Inteligencia Artificial
El desarrollo del CIIoT
aún tiene un gran potencial de mejora. Se integrará un componente de Machine
Learning (aprendizaje automático) a los sensores, lo que permitirá ampliar la
gama de elementos analizados sin aumentar los costos de los componentes
físicos, como los sensores y el hardware. Además, se agregará una capa de
inteligencia artificial (IA) y mecanismos de control para optimizar el
monitoreo y la toma de decisiones en tiempo real.
"Internet of
Water" es un claro ejemplo del compromiso del Tec de Monterrey con la
investigación y la innovación tecnológica, así como con la preservación de
recursos vitales como el agua. Este desarrollo no sólo promete mejorar la
calidad del agua en México, sino que también posiciona a la universidad a la
vanguardia de soluciones tecnológicas avanzadas para enfrentar problemas
ambientales globales.
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Acerca del Tecnológico de Monterrey
El Tecnológico de Monterrey
(http://www.tec.mx) es una universidad privada y sin fines de lucro, reconocida
por su excelencia académica, innovación educativa y visión global. Fue fundada
en 1943 y actualmente tiene presencia en 33 municipios de 20 estados de México,
cuenta con una matrícula de 62 mil estudiantes de nivel profesional y posgrado,
así como más de 27 mil alumnos de preparatoria. Acreditada por la SACSCOC desde
1950. Se ubica en el puesto 184 del QS World University Rankings 2024 y en la
posición 4 en América Latina según el THE Latin America University Rankings
2023. Destaca también en empleabilidad global y programas de emprendimiento,
siendo parte de redes internacionales como APRU, U21 y WUN.
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