El artículo presenta el diseño de un prototipo basado en Internet de las Cosas para el monitoreo inteligente de la calidad del agua en la ASADA de La Lucha, en San Carlos, Costa Rica. La propuesta responde a la necesidad de fortalecer la supervisión continua y trazable de parámetros como pH, turbidez, conductividad, cloro residual y caudal, mediante sensores, microcontrolador ESP32, comunicación LoRaWAN y una plataforma digital de visualización. El estudio concluye que las tecnologías IoT pueden contribuir a modernizar la gestión de acueductos rurales, al facilitar la captura automática de datos, la detección temprana de variaciones y la toma de decisiones preventivas en la administración comunitaria del agua potable.
This article presents the design of an Internet of Things-based prototype for intelligent water quality monitoring in the ASADA of La Lucha, located in San Carlos, Costa Rica. The proposal responds to the need to strengthen continuous and traceable monitoring of parameters such as pH, turbidity, conductivity, residual chlorine, and flow rate through sensors, an ESP32 microcontroller, LoRaWAN communication, and a digital visualization platform. The study concludes that IoT technologies can contribute to modernizing the management of rural water supply systems by enabling automatic data collection, early detection of variations, and preventive decision-making in community-based drinking water administration.
La investigación deriva del Trabajo Final de Graduación del grado de Bachillerato en Ingeniería en Sistemas de la Universidad Católica de Costa Rica y plantea el diseño de un prototipo tecnológico orientado al monitoreo inteligente de la calidad del agua potable mediante Internet de las Cosas.
El estudio toma como caso la ASADA de La Lucha, ubicada en San Carlos, Costa Rica, con el propósito de fortalecer el monitoreo preventivo mediante sensores conectados, transmisión de datos y visualización remota de indicadores relevantes.
La propuesta integra tecnologías asociadas con la Industria 4.0 y se vincula particularmente con el Objetivo de Desarrollo Sostenible 6, relativo al agua limpia y saneamiento.
El Internet de las Cosas permite interconectar dispositivos físicos capaces de recopilar, procesar y transmitir datos, posibilitando procesos automatizados de monitoreo y toma de decisiones.
En el contexto hídrico, la tecnología permite supervisar parámetros físico-químicos relevantes como pH, turbidez, temperatura, conductividad eléctrica, sólidos disueltos, oxígeno disuelto y niveles de cloro residual.
Los sensores constituyen la capa encargada de capturar información del entorno físico y permiten automatizar procesos de supervisión que tradicionalmente requieren intervención manual.
La arquitectura conceptual se organiza en tres capas: percepción, red y aplicación. Estas permiten respectivamente capturar datos, transmitir la información y procesarla o visualizarla mediante sistemas digitales.
Las Asociaciones Administradoras de Sistemas de Acueductos y Alcantarillados Sanitarios son organizaciones comunitarias responsables de administrar sistemas de abastecimiento de agua en diversas comunidades costarricenses.
La investigación se relaciona particularmente con los Objetivos de Desarrollo Sostenible 6, 9 y 11, vinculados respectivamente con agua limpia y saneamiento, innovación e infraestructura y comunidades sostenibles.
La investigación se desarrolló bajo un enfoque mixto, integrando elementos cualitativos y cuantitativos para comprender la problemática relacionada con el monitoreo de la calidad del agua potable y diseñar una propuesta tecnológica basada en Internet de las Cosas.
El estudio corresponde a una investigación aplicada, de alcance descriptivo y propositivo, con diseño metodológico no experimental y transversal.
La población estuvo conformada por el entorno operativo relacionado con la gestión del recurso hídrico dentro de la ASADA de La Lucha. La muestra se centró en el caso específico de dicha organización comunitaria, considerando sus procesos actuales, necesidades tecnológicas y condiciones operativas.
La investigación utilizó observación directa, análisis documental, levantamiento de requerimientos y modelado de arquitectura tecnológica.
Entre los instrumentos utilizados se contemplaron una guía de observación, una matriz de análisis de requerimientos, revisión bibliográfica especializada, diagramas de arquitectura y modelos conceptuales del prototipo IoT.
Como parte del proceso investigativo se diseñó una propuesta tecnológica orientada al monitoreo inteligente de la calidad del agua mediante Internet de las Cosas tomando como caso de estudio la ASADA de La Lucha.
Se identificaron necesidades asociadas con supervisión continua, acceso remoto a información, almacenamiento histórico de datos, generación de alertas, mantenimiento, escalabilidad y bajo costo operativo.
La arquitectura propuesta se estructura en capas de percepción, comunicación y aplicación.
Esta capa se encarga de capturar información mediante sensores de pH, turbidez, temperatura, TDS y nivel de agua.
Esta capa permite transferir información desde los sensores hacia la plataforma de monitoreo mediante tecnologías como Wi-Fi, MQTT, GSM/4G y LoRaWAN.
La capa de aplicación se encarga del procesamiento, visualización y análisis de los datos mediante dashboards, alertas, registros históricos y reportes.
La propuesta considera un microcontrolador ESP32 o equivalente, sensores de monitoreo hídrico, módulos de comunicación, almacenamiento en nube, una plataforma de visualización, protocolo MQTT y un motor de alertas.
El sistema plantea un flujo donde los sensores capturan información, el microcontrolador procesa los datos, estos son transmitidos a una plataforma central y posteriormente almacenados y visualizados en tiempo real. Ante una anomalía, el sistema genera una alerta.
Debido al alcance académico del proyecto, el desarrollo corresponde a una propuesta funcional conceptual diseñada para una futura implementación piloto dentro de la organización.
Los resultados evidencian oportunidades de mejora en los procesos actuales de supervisión de la calidad del agua dentro de la ASADA de La Lucha.
Se identificaron limitaciones relacionadas con la dependencia de mediciones manuales, tiempos prolongados de respuesta ante anomalías, dificultades para la supervisión continua, poca trazabilidad histórica y ausencia de alertas automatizadas.
Como resultado principal se desarrolló una propuesta conceptual de prototipo inteligente para el monitoreo automatizado de parámetros críticos del agua potable.
La investigación permitió identificar limitaciones importantes en los mecanismos tradicionales de supervisión de la calidad del agua en organizaciones comunitarias rurales y evidenció la necesidad de incorporar herramientas para mejorar la trazabilidad y el seguimiento continuo.
El diseño del prototipo demuestra la viabilidad técnica conceptual de integrar sensores, microcontroladores, comunicación de largo alcance y plataformas digitales para automatizar la captura y transmisión de datos.
La arquitectura propuesta permitiría evolucionar desde un modelo reactivo hacia un enfoque preventivo basado en datos y fortalecer la capacidad de respuesta ante posibles riesgos sanitarios u operativos.
Finalmente, el proyecto proporciona una base conceptual y técnica para futuras implementaciones reales y plantea la posibilidad de replicar la solución en otras ASADAS rurales de Costa Rica.