Evaluación de un sistema Smart Sensors de bajo costo para el monitoreo de la escorrentía superficial

Abstract

El seguimiento de la escorrentía superficial, especialmente en relación con las estructuras que gestionan este fenómeno tales como los sistemas urbanos de drenaje sostenible (SUDS), ha experimentado un notable interés en la última década. Los sensores de bajo costo han surgido como herramientas esenciales para la monitorización del agua y los SUDS, siendo empleados por diversos investigadores. Estas herramientas, han tenido una aplicación limitada en investigaciones colombianas, específicamente en el monitoreo de SUDS. Es por esto que surge la pregunta de investigación: ¿cuáles son las ventajas y desventajas de los Smart Sensors en el seguimiento de la escorrentía superficial y su aplicabilidad en SUDS en tiempo casi real? Para abordar esta pregunta, la presente investigación evalúa un sistema de Smart sensor que incluye mediciones de pH, conductividad y temperatura en escenarios tales como en laboratorio, en muestreo in-situ y en muestreo continuo. Los resultados obtenidos revelan que el desempeño (en términos de exactitud y precisión) del Smart sensor es comparable al de un multiparámetro comercial en mediciones puntuales, con un ahorro del 80% del costo. Sin embargo, se identifican desafíos en la transmisión de datos en entornos con conectividad limitada para escenarios de monitoreo continuo. Estos hallazgos indican que, si bien los sensores de bajo costo son viables para medición puntual, aún existen obstáculos para su implementación en medición continua y en tiempo real. Esta investigación no solo contribuye al avance del monitoreo de SUDS en Bogotá mediante la adopción de sensores de bajo costo, sino que también señala un potencial significativo para investigaciones futuras centradas en la mejora de la implementación en medición continua de estos sensores. (Texto tomado de la fuente).

The surface runoff monitoring related to structures such as Sustainable Urban Drainage Systems (SUDS) has increased significantly in the past decade. Low-cost sensors have emerged as essential tools for water and SUDS monitoring, widely adopted by various researchers. However, these tools have seen limited application in Colombian research, specifically in SUDS monitoring. The research question to be addressed is: What are the advantages and disadvantages of Smart Sensors for monitoring surface runoff and its applicability for monitoring SUDS in near-real-time? This research evaluates a Smart Sensor system for measuring pH, conductivity, and temperature in scenarios such as: laboratory, in-situ sampling, and continuous monitoring. The results point out that the Smart Sensor's performance is similar to that of a commercial multiparameter for punctual monitoring, saving 80% of its cost. However, challenges in data transmission are identified for environments with limited connectivity in continuous monitoring circumstances. These findings suggest that while low-cost sensors show promise for punctual measurements, obstacles persist for continuous and real-time implementation. This research not only contributes to advance in SUDS monitoring in Bogotá by using low-cost sensors but also demonstrates its potential for future research to enhance implementation of continuous monitoring of these type sensors.