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DESCRIPCIÓN
Para la realización de
un dispositivo de comunicación para ser implementado en una red de monitoreo
ambiental, y en especial para el monitoreo de un río se debe tener en cuenta que
nuestra geografía no solo nos brinda una diversidad de climas, sino que también
puede complicar en algunos momentos la comunicación creando así errores en la
transmisión o el bloqueo de la misma. Por esa misma razón hay que tener mucho
cuidado en el sistema a seleccionar para evitar inconvenientes en el futuro.
En el caso del río
tunjuelito (río de muestra), en donde hay tres puntos, propiedad de la Empresa
de Acueducto y alcantarillado de Bogotá, en los cuales instalar las estaciones,
debido a la seguridad que brindan por ser propiedad privada. Pero este también
es un inconveniente ya que la distancia que debe cubrir el dispositivo es
grande, y aparte de todo sortear la geografía del río y sus cambios de cause a
lo largo del año.
PLANEAMIENTO
Identificación de síntomas y causas
La identificación de
problemas se da a partir de un diagnóstico general de las características tanto
del río como las necesidades técnicas necesarias para el equipo.
Tabla No1 PRECISIÓN DE PROBLEMAS CON DESCRIPTORES
E INDICADORES
|
PROBLEMA |
DESCRIPTOR
|
INDICADOR
|
|
Demasiada
distancia entre estaciones y estación terrena |
La distancia
que separa cada uno de los tres puntos de la EAAB |
La extensión
de los ríos desde su nacimiento hasta su desembocadura es de más de 10Kmlo
que imposibilita la conexión cercana de estaciones. |
|
 Los costos de
adquisición de equipos, puesta en funcionamiento y mantenimiento son muy
altos |
·
Adquisición de equipo transmisor y receptor
·
Adquisición de equipo de medidas
·
Presupuesto asignado |
·
Valor de equipo de transmisión $21.000.000.
·
Valor de equipo de medidas $24.000.000.
·
Presupuesto asignado $12.000.000. |
|
Difícil
mantenimiento |
Mantenimiento de los equipos y de los elementos externos que los acompañan |
Por las
condiciones del ambiente alrededor del río es necesario hacer mantenimiento
una ves por semana (mínimo) |
|
Geografía muy accidentada |
Características de las laderas del río |
Por lo
accidentado del terreno y los asentamientos urbanos que se encuentran a su
paso |
|
La
inclemencia del tiempo y las condiciones de los ríos de nuestro país |
Características del clima y contaminación de los ríos |
Por las
condiciones climáticas y características del río ya que es de aguas negras y
tiene una contaminación muy alta |
|
Problemas
en el sistema de transmisión |
·
El sistema supera los 3Km
·
Se necesita una combinación de sistemas de comunicación
·
|
·
Bus de campo para red lAN no puede ser mayor de 1.5Km ya que
se distorsiona la información
·
Las estaciones primarias deben comunicarse por vía telefónica
con la central
·
Cada subestación debe comunicarse vía inalámbrica
·
Se debe alquilar el espectro electromagnético |
Tabla No 2 MATRIZ DE VESTER
|
PROBLEMA |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Total Activos |
-
Demasiada distancia entre estaciones y estación terrena
|
0 |
3 |
 1 |
0 |
0 |
3 |
7 |
-
Los
costos de adquisición de equipos, puesta en funcionamiento y mantenimiento
son muy altos
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-
Difícil mantenimiento
|
0 |
3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
4 |
-
Geografía muy accidentada
|
2 |
3 |
2 |
0 |
0 |
2 |
9 |
-
La
inclemencia del tiempo y las condiciones de los ríos de nuestro país
|
0 |
2 |
3 |
0 |
0 |
2 |
7 |
-
Problemas en el sistema de transmisión
|
0 |
2 |
3 |
0 |
0 |
0 |
5 |
|
Total pasivos |
2 |
13 |
9 |
0 |
0 |
8 |
32 |
Los activos son las
causas de los otros, Para nuestro caso
1
Demasiada distancia entre estaciones y estación terrena
4
Geografía muy accidentada
5 La
inclemencia del tiempo y las condiciones de los ríos de nuestro país
6
Problemas en el sistema de transmisión
Los
pasivos son las consecuencias de los anteriores
2 Los costos de adquisición de equipos, puesta en funcionamiento
y mantenimiento son muy
altos.
3 Difícil
mantenimiento
Tabla # 3 TIPIFICACIÓN DEL PROBLEMA
SEGÚN GRADO DE CAUSALIDAD
|
Problema |
Activos |
Pasivos |
|
1 |
7 |
2 |
|
2 |
0 |
13 |
|
3 |
4 |
9 |
|
4 |
9 |
0 |
|
5 |
7 |
0 |
|
6 |
5 |
8 |
FORMULACIÓN
Los
dispositivos de bus de campo que se venden comercialmente, son de un costo muy
elevado ya que en la mayoría de los casos el software utilizado es también
propiedad de la empresa por lo cual hay que pagar un costo adicional al de el
equipo. Estos equipos vienen equipados con diferentes tecnologías, lo que hace
variar el precio, cada cual con una aplicación casi especifica de acuerdo al
sistema de comunicación a utilizar.
A parte de los
equipos y el software también hay que cancelar unos derechos al servidor
correspondiente para la utilización del medio de comunicación deseado (esto para
grandes distancias de cubrimiento)y la adquisición de los equipos terminales
tanto de toma de datos como de almacenamiento.
OBJETIVOS
GENERALES
Transmitir los datos
tomados por los equipos de análisis hasta una estación central, para su proceso
y almacenamiento.
OBJETIVOS
ESPECIFICOS
 |
Diseñar un dispositivo que
transmita y reciba información vía inalámbrica a una
distancia mínima de 500mts. |
|
Implementar la tecnología
necesaria para que el mantenimiento sea debajo
costo sin que se sacrifique la calidad del dispositivo ya que de esta depende
el buen tratamiento que se le adecuado para trabajar en cualquier punto
geográfico, teniendo el tipo de debe dar a la información. |
|
Ajustar el
dispositivo para que sea clima que allí predomine. |
JUSTIFICACIÓN
Por medio de
una red de monitoreo en puntos estratégicos del río que permanentemente indiquen
los parámetros deseados, para nuestro caso, su nivel de Oxigeno Disuelto, y
grado de acidez.
 |
 Esto
permitirá a las entidades correspondientes, de manera oportuna, tomar las
medidas correspondientes con máximo de eficacia. Para tal propósito se está
haciendo el correspondiente análisis ambiental del País, definiendo
particularidades y especificidades de los parámetros a tener en cuenta en el
diseño propuesto. Se prevé validar en una o dos estaciones prototipo los
dispositivos y sensores para obtener los mejores resultados en los parámetros
determinados, tales estaciones recopilarán la información pertinente la cual
llegará a la central de información por un sistema de comunicación en red. La
novedad científica será el diseño del sistema telemático de comunicación
(interfaz física y de software) entre tal estación y la central de información.
HIPOTESIS Y VARIABLES
Variables de tipo intrínsecas
Este tipo de
variables en nuestro caso se relacionan directamente con el equipo que se va a
implementar y con sus características funcionales y de presentación física,
además de las características que ha de tener cualquier equipo que se rija por
la normatividad que se hace necesaria.
Tiempo:
el tiempo de resistencia
del equipo debe superar el de los existentes actualmente.
seguridad:
al ser un equipo que ha de
estar al aire libre necesitara ser robusto y de gran seguridad para así evitar
chantajes.
Costo:
el costo del equipo debe ser bastante competitivo frente a los ya existentes en
el mercado
Eficiencia: este equipo debe
de tener una eficiencia muy alta para así poder llevar un control muy preciso
sobre la conducta del río.
Espacio:
el equipo debe tener un tamaño que se adecue a las características físicas de
las riveras de los ríos, por esta razón su tamaño ha de acorde con la seguridad
y eficacia del implemento.
Durabilidad:
uno de los aspectos más importantes y de mayor ponderancía dentro del proyecto
es el hecho de que el equipo sea capaz de soportar cambios bruscos del medio
ambiente durante largos lapsos de tiempo mejorando de esta manera los equipos
existentes.
Variables de
tipo extrínsecas
Tiempo
: por ser parte del proyecto general del grupo de
interés en Redes de Monitoreo Ambiental, el tiempo de realización de este equipo
de transmisión es de 1 año, en comparación al de la realización del proyecto
final que esta estipulado a tres años. Ya que una de las principales condiciones
para el patrocinio del proyecto, como grupo de interés es la presentación y
culminación de este en un plazo no mayor a 1 año.
 |
 Costo
: teniendo en cuenta
que el proyecto esta financiado por la Universidad, el costo de este equipo no
puede exceder los doce millones asignados para el proyecto en general. Por lo
tanto se ha estimado el costo del sub-proyecto se ha estimado en aproximadamente
400.000 pesos, y haciendo una comparación con los dispositivos existentes, se
esta ahorrando una gran cantidad de dinero.
Espacio
: el espacio físico que ocupará el dispositivo, debe
adecuarse al equipo completo o multíparametro que se ubicará en la rivera de
los ríos. Si se tiene en cuenta que este dispositivo solo hará una lectura
(acidez del agua) deberá adecuarse al espacio ocupado por el dispositivo
completo de medición.
HIPOTESIS
Con la cantidad
de elementos disponibles en el mercado se puede realizar un dispositivo capaz de
transmitir y recibir datos con una gran exactitud y una estabilidad y robustez
necesarias para el fin que busca el proyecto.
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
TECNOLOGICA
Evaluación ex – ante la solución
|
Aspectos
técnicos
Para lograr
este propósito de transmitir los datos es necesario utilizar una combinación
de tecnologías, en primera instancia los dispositivos a unas sub estaciones
las cuales deben comunicarse entres si para así hacer llegar la información a
la estación primaria y de allí se transmites a la estación central por medio
de vía telefónica.
Lo que nos ocupa en este
proyecto es la transmisión entre las subestaciones y la estación primaria ya
que como se menciono en los problemas debido a la geografía y las condiciones
y extensiones de los ríos en Colombia y ya que no hay los suficientes puntos
de entidades gubernamentales o privadas que bordeen estos causes para la
instalación de estaciones primarias, es necesario implementar redes de
subestaciones para lograr un cubrimiento mayor.
|
|
Aspectos
Económicos
Dentro del plan
curricular de la universidad se ha abierto un espacio para la realización de
proyectos dentro del cual se encuentran los grupos de interés, estos grupos de
interés están diseñados para satisfacer el espíritu investigativo de las
personas que hacen parte de la universidad. Para este propósito y teniendo en
cuenta la seriedad de dichos proyectos se viene financiando. Este proyecto ha
contado con la colaboración del centro de investigaciones de la universidad
quienes han respaldado económicamente esta iniciativa; Como este proyecto se
hace simplemente con el fin de aportar investigación a la universidad no se
contempla el hecho de que se ha vendido a particulares y por ello su enfoque
social y ambiental, sin por ello dejar de lado su comercializacion para
institutos mediambientales tales como: el DAMA. la CAR en sus diferentes
regionales y fundaciones medioambientales.
|
|
Aspectos
de tiempo
El tiempo al ser uno
de los aspectos mas relativos dentro de este proyecto necesita una gran
atención y para solucionar este inconveniente se hace necesario la
implementación de un cronograma en el cual se especificaran todas y cada una
de las etapas en las que se realizara el proyecto, para así no perder tiempo
en cosas inoficiosas para tal fin.
|
|
Aspectos
humanos
El proyecto
cumple con todos los requerimientos éticos sociales y ambientales, es decir,
que el proyecto no tiene repercusiones sobre los participantes ni sobre las
personas que se hagan acreedoras a este proyecto, por esta razón y por la que
el proyecto está enfocado a una labor ambiental que beneficia a un gran bloque
de la sociedad.
Tabla No 4
evaluación ex-ante de la solución
|
Solución |
A |
B |
C |
D |
|
Viabilidad |
Com. Satelital |
Com. Celular |
Com. alámbrica |
Com. Inalámbrica |
|
limitaciones físicas |
Limitaciones de espacio |
Limitaciones por asignación de frecuencias en celdas.
El sistema celular utilizado en Colombia no permite
transmisión de datos de alta velocidad |
La transmisión de datos por cable no puede superar los
1.5Km de distancia |
No hay ninguna que afecte directamente el dispositivo |
|
viabilidad técnica; dificultad tecnológica |
 Hay que estar calibrando las antenas parabólicas
|
En ciertas condiciones se caen las llamadas, lo que
originaria perdida de datos |
El tendido de cableado a lo largo del río |
El calculo de la potencia |
|
recursos económicos; costos de la solución |
Las antenas y equipos complementarios son costosos |
Los equipos y el pago de servicios es un poco costoso |
Los costos de equipos son bajos pero el costo del cableado
es elevado |
Los costos de los equipos son bajos, hay que pagar una
licencia al ministerio de comunicaciones para la utilización del espectro
electromagnetico |
|
tiempo de implantar la solución |
El tiempo es delimitado por la adquisición e implementación
de equipos |
La adecuación de los equipos a el sistema requerido |
El tiempo de fabricación de equipos es corto, el diseño y
tendido de red es demorado |
El tiempo de implementación es corto |
|
impacto cultural sobre el grupo humano |
Contaminación ambiental por instalación de antenas
|
Contaminación por ondas electromagnéticas del sistema
celular. |
No hay ninguno directo |
La calibración de la potencia de la señal para que no
interfiera con emisoras o equipos de transmisión cercanos. |
|
ES VIABLE? |
Estudio prolongado |
En estudio |
viable |
Viable |
DESCRIPCIÓN
Subestaciones: Encargadas
de recibir la información de los equipos de medición y transmitirla a la
siguiente subestación o a la estación primaria. La comunicación ente
subestaciones y estación primaria es inalámbrica
La estación primaria es la encargada de comunicarse con la
estación central y transmitir los datos recolectados por las subestaciones,
esta comunicación se hace por vía telefónica.
DESCRIPCIÓN DE COMUNICACIÓN ENTRE SEBESTACIOENS
Y ESTACIÓN PRIMARIA
De los dispositivos llega la información a la subcentral
donde son modulador en formato Fm y transmitidos hacia el receptor siguiente
quien los retransmite hasta llegar a la estación primaria, en cada subestación
se hace un proceso de demodulación y modulación.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
El dispositivo a debe cumplir con:
|
|
Tener capacidad para
transmitir mínimo a una distancia de 500mts |
|
ser inalámbrico para
no tener problemas con tendidos de cableado y su
posterior
mantenimiento. |
|
Transmitir y recibir
información (doble vía) |
|
Para la etapa de
pruebas se utilizara la frecuencia asignada a la universidad 94.4
en Fm, pero para su
posterior implementación cada corporación o empresa eligiera y cancelara los
derechos respectivos para la utilización del espectro electromagnético
nacional. |
|
La
potencia de transmisión estará dada por la distancia entre un dispositivo y el
siguiente más
cercano. |
 
| 
