BoyaFlores : Adquisidor de datos oceánicos con transmisión de datos inalámbrica utilizando red celular LTE-M.

Abstract

El monitoreo de parámetros ambientales es cada vez más importante, más aún en áreas protegidas como la Isla de Flores, esto requiere soluciones tecnológicas robustas y energéticamente eficientes. Este proyecto desarrolla un nuevo adquisidor de datos capaz de medir temperatura y conductividad del agua (permitiendo calcular la salinidad a partir de estos parámetros), combinando autonomía energética, transmisión remota y bajo consumo, con miras a un funcionamiento continuo en entornos desafiantes. Partiendo de un diseño previo, se estudiaron plataformas de hardware alternativas, seleccionando la Nordic nRF9160-dk, una solución de última generación ampliamente utilizada en la industria para aplicaciones de IoT, que integra módem LTE-M y permite mejoras sustanciales en tamaño y eficiencia energética. Basado en esta plataforma, se implementó un sistema alimentado por panel solar y batería de litio, el cual fue validado en pruebas de campo. Mediciones del consumo realizadas con el Power Profiler Kit II de Nordic y un analizador Otii, permitieron caracterizar en detalle los distintos modos de operación y validar estrategias de optimización. Los resultados obtenidos demostraron las bondades de la plataforma elegida, registrándose un consumo promedio en modo de operación NORMAL (muestreo cada 1 minuto, transmisión cada 15 minutos) de 3, 05mA. Basándose en estas medidas se calculó una autonomía estimada de 42 días con una batería de 3, 7V y 3200mAh. Se validó la operación de forma ininterrumpida por más de 72 horas sin recarga (funcionando solo con la batería), así como la reconexión automática ante cortes de conectividad y energía, y la estabilidad de la transmisión incluso en condiciones de señal celular atenuada. Además, se verificó la estabilidad del sistema en todos los escenarios de uso y su escalabilidad futura, tanto a nivel de hardware como explorando mejoras en la eficiencia del firmware y mecanismos de actualización remota. Se estudió también la viabilidad de nuevas configuraciones, como el funcionamiento exclusivo con baterías (sin panel solar), y el uso de antenas direccionales externas para entornos con baja cobertura LTE-M. Finalmente, se identificaron oportunidades de expansión mediante herramientas para visualización remota de datos y despliegues prolongados en campo, consolidando así una base sólida para el desarrollo de redes de monitoreo ambiental autónomas, sostenibles y alineadas con las exigencias de aplicaciones reales.