RED DE EMERGENCIA DE INFORMACIÓN SOBRE EL AGUA

NUESTRO PROYECTO

Las inundaciones son un problema mundial en crecimiento, y México está haciendo un esfuerzo para controlar el impacto que causan en el país. De los peligros naturales capaces de provocar desastres, las inundaciones son las más mortíferas. Muchos países en desarrollo tienen una infraestructura de monitoreo del agua deficiente, pero tienen una infraestructura de telefonía móvil muy eficiente. Con esta investigación, basada en la ingeniería del agua y experiencia en radiocomunicaciones, en Reino Unido y México, realizaremos el desarrollo de sistemas de detección de inundaciones, utilizando los métodos de predicción y detección hidrológica más eficientes posibles, combinados con las redes móviles terrestres públicas.

Dichos sistemas aumentarían la resiliencia en los países en desarrollo, pero también serían útiles en el Reino Unido, que tiene un desarrollo importante en el área, pues servirá para su monitoreo de inundaciones y la planificación futura.

Hoy en día, existe una demanda para que los detalles más finos de los incidentes de inundación estén disponibles, y esto aún no es posible con los sitios de monitoreo estáticamente espaciados. El manejo de las situaciones de inundación en México y otros países se lleva a cabo a través de la predicción del comportamiento hídrico (Sistema de alerta hidrológica meteorológica) que se basa en estimaciones calculadas midiendo la precipitación, los escurrimientos y los niveles de agua. En México, se utilizan dos registros centrales y estaciones de medición de lluvia para la recopilación de los datos. La información recolectada se compara con umbrales de riesgo preestablecidos, los cuales determinan si debe plantearse una advertencia. Estos sistemas de medición contienen colecciones de sensores que señalan inundaciones inminentes, en lugar de sistemas que predicen las inundaciones, con lo cual, no hay ningún intento de hacer que los datos generales del agua sean transparentes.

En el Reino Unido, la agencia ambiental (EA) administra más de 1400 estaciones de medición para pronosticar inundaciones y emitir advertencias de inundación. El Reino Unido tiene previsto aumentar a corto plazo el número de estaciones de medición para abordar los problemas previstos del cambio climático. Actualmente, el sistema de agua de EA requiere grandes sumas de dinero para actualizar a los estándares ISO modernos. El Reino Unido cuenta con redes de comunicaciones separadas para sus servicios de energía, agua y emergencia, así como acceso a satélites. Se está considerando el uso de redes móviles para todas estas comunicaciones, la cual puede ser más económica e igual de confiable.

Esta investigación le permitirá a México diseñar un sistema accesible de predicción de inundaciones en tiempo real a través de su red de telefonía móvil, que se puede desplegar rápidamente para proporcionar la información de manera efectiva.

En México, los datos recopilados permitirán la creación de un modelo matemático hidrológico para predecir los niveles de agua en áreas rurales y urbanas del Colima-Villa de Álvarez. Acontecimientos recientes como el huracán Patricia en México (octubre de 2015) y fuertes lluvias en el Reino Unido (diciembre de 2015) causaron inundaciones extensas las cuales han enfatizado la necesidad de sistemas que puedan predecir el comportamiento dinámico del agua a gran escala.

Para mejorar la predicción de inundaciones en México, se deben abordar varias áreas de investigación. De manera concisa, los datos para la predicción de inundaciones en tiempo real deben detectarse en el lugar correcto y en el momento adecuado, transmitirse en condiciones difíciles, viajar a través de internet y utilizarse para crear modelos confiables de predicción de inundaciones. Nuestra investigación internacional abordará cada una de estas áreas, utilizando la experiencia del Reino Unido en Ingeniería del Agua y de México en Radiocomunicaciones.

EWIN VIDEO

HIPÓTESIS

La predicción de inundaciones en tiempo real se puede lograr en México si se dispone de datos confiables obtenidos a partir de sensores de agua y transmitidos por tecnologías celulares. Nuestra visión es de una infraestructura fija de mayor costo soportada por numerosas infraestructuras económicas temporales y altamente móviles.

ALCANCE

El alcance de nuestro trabajo incluirá el análisis de inundaciones de aguas continentales, las inundaciones provenientes del mar y las inundaciones repentinas, las cuales podrían estudiarse utilizando técnicas similares. Nuestros sitios de pruebas a pequeña escala estarán en el río Eye, al noreste de Melton Mowbray en el Reino Unido, y en los ríos/lagunas al oeste y suroeste de la ciudad de Colima, ubicada en el centro oeste de México. Las técnicas de predicción de inundaciones en tiempo real serán investigadas y validadas en el Reino Unido y aplicadas en ambos países. Este es un proyecto de ingeniería hidráulica con redes vitales y soporte de radio comunicación.

OBJETIVOS

Pensando en la problemática que surge de la poca innovación tecnológica en el monitoreo de aguas continentales, los sistemas obsoletos y el poco control de la información, buscamos dar soluciones dentro de un proyecto llamado EWIN, que englobe estas áreas de oportunidad.

 

Los objetivos que se buscan cubrir son los siguientes:

Detectar y prevenir inundaciones en tiempo real.

Monitoreo en el cuerpo de aguas dulces.

Optimización del uso de tecnologías disponibles.

Transparencia en la disponibilidad de información.

Apoyar el uso de infraestructura digital.

PROPUESTA


EWIN (Red de Emergencia de Información sobre Agua ) es una serie de sensores que se colocaran en cuerpos de agua continental, donde estos fungirán como monitores de la actividad hidráulica. Su monitoreo será a través de tecnología móvil (3G y 4G) que permitirá un reconocimiento de la actividad en tiempo real, y el almacenamiento de datos será en la nube. Este sistema incluye soporte en radio y el uso de espectogramas (spectograms).

La infraestructura necesaria para este proyecto es de alto nivel, que será apoyada por infraestructura temporal y altamente económica.

El desarrollo, aplicación y monitoreo de este proyecto se realizará con Reino Unido, cuya Agencia de Medio Ambiente participará con SEMARNAT y diferentes universidades para desarrollar EWIN, buscando crear un sistema que pueda normalizar los procesos de monitoreo en ambos países, obteniendo ambos los beneficios que el éxito de este proyecto pueda lograr.

El proyecto da inicio el 1 de mayo de 2018, con una duración de 36 meses. Los criterios para la elección de la cuenca para pruebas incluyen: problema de riesgo de inundación identificado, área, densidad de red, longitud de registros y accesibilidad para el trabajo de campo.

RiverCore

¿POR QUÉ EL MONITOREO ES IMPORTANTE?

El establecimiento de sistemas de alarma de inundaciones cerca de cualquier cuerpo o salida de agua de tamaño considerable provee información indispensable que puede proteger la propiedad y salvar vidas.

Los métodos más efectivos de aviso de inundaciones se extienden más allá de la instalación de medidores y equipos de telemetría; emplea un staff calificado, procedimientos y algoritmos diseñados cuidadosamente para proveer avisos tempranos de cuando se puede esperar una inundación, cuando ocurre, y una estimación de que tan severa puede ser.

SOLUCIÓN EN TIEMPO REAL

Un sistema efectivo de aviso de inundaciones debe estar basado en la recolección regular de datos de lluvias locales, nivel del agua y datos de afluencia de corriente.

El desarrollo de un sistema de advertencias de inundaciones requiere atención a tres factores básicos: Recolección de datos, procesamiento de datos, y la diseminación de información sobre el peligro de inundaciones.

Mientras que se implementan comúnmente sistemas automatizados de aviso de peligro en inundaciones, el factor primario que determina el costo de cualquier sistema es el número de medidores colocados en sitios específicos. Adicionalmente, el tipo de comunicaciones y las capacidades de telemetría en cada localización contribuyen al costo.

RiverCore

DISPOSITIVO

RIVERcore permite desarrollar un sistema de prevención de inundaciones de una forma sencilla y económica, gracias a la variedad de entradas de sensores (análogos y digitales), diferentes protocolos de comunicación estándar (ambos alámbricos e inalámbricos), bajo consumo de energía y versatilidad de aplicaciones en diferentes escenarios. Algunas de las características más importantes de RIVERcore son:

· Entradas análogas: (4) diferenciales u (8) señal diferencial, resolución de 18-bits.

· Salidas análogas: (1) canal de 12-bits, 0-2.5V programable.

· Salidas de poder: (1) 12V 250 mA switch configurable, (1) 5V 50mA ‘analog excitation voltage’, 12V salida fusionado desde la batería.

· Mostradores de pulso: (2) Cubeta contadora de lluvia, capacidad máxima: 10 Hz

· Puertos digitales I/O: (5) estándar  genéricos I/O

· SDI-12 Interface: (1) puerto SDI-12

· RS-465 Interface: (1) puerto RS-485

· RS-232 Interface: (1) puerto de sensor RS-232

· Interfaz USB: (1) Puerto USB serial

· Memoria interna: 2MB Memoria flash

· Requerimientos de poder: Voltaje: 10.7 a 16 VDC

· Corriente típica: registro de datos: 2.5 mA reposo, 10 mA en proceso, 36 mA medida análoga.

APLICACIÓN FIJA

Para aplicaciones fijas, RIVERcore puede ser utilizado para medir el flujo de la corriente del río, la profundidad, la cantidad local de precipitaciones, velocidad del viento y dirección, así como otras variables electroquímicas que sean relevantes a esta aplicación. Usa estándares de comunicación inalámbrica para enviar la información a través de redes celulares (1G a 4G) o usando el protocolo IEEE 802.11 (WiFi). Aquí se muestra la aplicación de RIVERcore, donde la estructura es ensamblada en un puente.

APLICACIÓN MÓVIL

Para aplicaciones móviles, RIVERcore puede ser utilizado para medir el flujo de la corriente del río, la profundidad, la cantidad local de precipitaciones, velocidad del viento y dirección, así como otras variables electroquímicas que sean relevantes a esta aplicación. Usa estándares de comunicación inalámbrica para enviar la información a través de redes celulares (1G a 4G) o usando el protocolo IEEE 802.11 (WiFi). Aquí se muestra la aplicación de RIVERcore, donde la estructura es ensamblada en una boya.

ARQUITECTURA

RIVERcore tiene diferentes periferias para la captura de datos y el control del dispositivo. La ilustración muestra la composición esquemática del hardware que integra RIVERcore.

PARTICIPANTES

LOUGHBOROUGH UNIVERSITY

Cuenta con una larga historia como institución de educación superior. Gracias a la visión de su padre fundador, el Dr. Herbert Schofield, ha podido crecer y convertirse en una de las principales universidades del país.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

Es una de las mejores universidades del mundo considerando su extenso trabajo académico. En 2012 y en 2017, fue reconocida como una de las mejores 100 universidades del mundo y también una de las más activas en materia artística y tecnológica.

UNIVERSIDAD DE COLIMA

La universidad de Colima es una institución pública de educación superior del estado de Colima en México. Está acreditada por la ANUIES y la SEP como una de las mejores universidades de la región. Su notoria Facultad de Derecho cuenta desde hace años con los primeros lugares del examen CENEVAL de evaluación nacional. Todas sus Facultades, Escuelas y Programas fueron aprobados por el programa ISO 9001 en el año 2006.

DYNAMIC FLOW TECHNOLOGIES

Diseña y fabrica el medidor WasteWater que incorpora un diseño simple con tecnología avanzada para crear un producto realmente único. Poder medir de forma económica, precisa y fiable el rango de flujos de aguas residuales dentro de las tuberías de alcantarillado es viable ahora con los nuevos medidores de aguas residuales de Dynamic Flow Technologies.

SISTEMAS Y COMUNICACIONES DIGITALES

Es una empresa mexicana 100% Colimense, con más de 20 años de experiencia en la prestación de servicios de integración en las áreas de telecomunicaciones, cómputo y eléctrico en baja tensión y más de 10 años en el área de construcción de obra civil, venta de suministros eléctricos e ingeniería eléctrica en media y alta tensión.

CONTACTO