Marco Referencial

Redes de Monitoreo Ambiental (G.I.R.M.A.)

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ANTECEDENTES DEL PROBLEMA

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Carpenter, G.F Salim, M y Pugh, J[1] en la conferencia titulada A pragmatc approach to low-cost, real-time, enveroment monitoring and predictión, publicada en IEEE en la semana del 16 al 18 de septiembre de 1991 hacen una presentación de la importancia de las bases de datos y las herramientas de software en la predicción de fenómenos que podrían llevar a planificar que hacer frente a los mismos. Uno de los muchos ejemplos desarrollados en tal conferencia lo constituyen la predicción de inundaciones y el uso de agua en épocas de sequía. Su trabajo lo desarrollan  en la Universidad de Aston.

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Más recientes son los estudios realizados por  la compañía ME MEERESTECHNIK -ELEKTRONIK GmbH[2] que ha operado desde 1985 una red para la verificación del medio ambiente relacionada con los parámetros de la calidad del agua en la vecindad de la Planta de Energía nuclear de Brokdorf (Alemania). En forma ininterrumpida durante  8 años se han tomado datos sobre la temperatura de agua, el nivel de oxigeno disuelto, conductividad eléctrica, pH, nivel del agua  y la velocidad de la corriente. Durante  períodos largos de operación de la red de monitoreo, ME ha podido acumular una extensa experiencia en el registro,  de parámetros  hidrográficos. Con base en la evaluación de todo el servicio de actividades y los datos conseguidos, se ha obtenido  información particular en lo que concierne al tiempo de vida y el servicio de los censores utilizados para tal monitoreo, según el autor esto es susceptible de ser mejorado. La probabilidad de daño en los censores ocasionado por fenómenos biológicos se ha determinado cuantitativamente. Con base en las experiencias con la operación de la red de monitoreo sobre el río Elbe  se pueden expresar como conclusiones  el mejoramiento de la estabilidad a largo plazo de los censores hidrográficos y la optimización de costos con  intensa vigilancia y las correspondientes actividades de mantenimiento. También es de destacar la gran mejora que ha tenido las condiciones ambientales del río desde que la red viene funcionando.

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Se toma en consideración el trabajo de D. Becq titulado Designing automatic water quality monitorings station for lakes and rivers[3] del año 1994. Este artículo describe diversos métodos para medir el nivel de    contaminación del agua en lagos y ríos y la posibilidad de    automatizar estos procedimientos. El autor describe la estación LILY, que es un dispositivo para riveras de pequeños ríos o colectores de agua. También describen LILYPAD que es un dispositivo semisumergido y que puede desplazarse por  donde quiera sobre las aguas de lagos o  ríos. LILYPAD está equipado con un perfil vertical para proveer un cuadro del balance ecológico de la columna de agua.

 

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En lo relacionado con equipos  de monitoreo en aguas residuales que corren por ríos se toman los resultados de varios trabajos, entre otros: el titulado  Changes in nitrobacter serotypes biodiversity in a river:  impact of a wastewater treatment plant discharge[4].  Aquí se hace una presentación del impacto que causa sobre la biodiversidad de un río las permanentes descargas de aguas residuales tratadas con procesos de nitrificación en una planta de tratamiento de aguas residuales; el segundo es publicado bajo el título  Cleanign up River Emscher en Tunnels and tunnelling de junio de 1996 y  da cuenta de los óptimos resultados obtenidos por la construcción de un colector paralelo al río Emscherin que conecta el alcantarillado existente con una planta de tratamiento de aguas residuales, con ello se logro dar vida al río que se encontraba severamente contaminado; un tercer trabajo hace referencia a las técnicas digitales de procesamiento de imágenes que se utilizaron para analizar los datos en un depósito de agua sobre el río Savannah en Carolina del sur, donde por medio del contraste de colores se reconoce la diferencia de tales datos en los  diferentes períodos del estudio, entre 1989 y 1991. Este trabajo aparece bajo el título Measurement of seasonal and yearly cattail and waterlily changes using multidate SPOT panchromatic data. Publicado en  Photogrammetric-Engineering-and-Remote-Sensing. 1993. 59(4), pp. 519-525.

 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL

Los buses de campo son protocolos y tecnologías de comunicación utilizados en automatización, transmisión de datos  y control de procesos industriales.

Hoy por hoy, los fieldbuses ó buses de campo seriales se utilizan sobre todo como un sistema de comunicación para el intercambio de información entre los sistemas de automatización y los dispositivos distribuidos de campo. Miles de aplicaciones llevas a cabo con éxito han proporcionado la prueba de que el uso de la tecnología fieldbus puede salvar hasta 40% en los costes en cableado, comisionado y mantenimiento en comparación con la tecnología convencional. Solamente se utilizan dos canales (frecuencias) para transmitir toda la información relevante (los datos de entrada y salida de información, los parámetros, los datos de diagnóstico, los programas y potencia de funcionamiento para los dispositivos de campo). Años atrás, solían utilizarse con frecuencia fieldbuses de vendedores específicos incompatibles entre si aunque virtualmente todos los sistemas en diseño de hoy en dia son sistemas estándares abiertos. El usuario por tanto no está atado a los vendedores individuales y puede seleccionar el producto mejor y más económico de una variedad amplia de productos.

Los equipos instalados en campo para la automatización de procesos técnicos, tales como sensores, actuadores, transmisores, drivers y PLC's han incrementado la utilización de la microelectrónica digital. Se está incrementando el uso de buses de campo seriales aplicados a la comunicación entre estos dispositivos digitales de campo y componentes de automatización de mayor nivel. Existe actualmente una diversidad de redes propietarias en el área de buses de campo. El uso de estas redes frecuentemente resultan útiles en soluciones aisladas e incompatibles.

 

 MARCO TECNOLÓGICO

Modbus Modicon: marca registrada de GOULD INC. Define un protocolo de comunicación de topología maestro-esclavo. Su principal inconveniente es que no está reconocido por ninguna normal internacional.

BITBUS: marca registrada por Intel. De bajo coste y altas prestaciones. Intel cedió a dominio público el estándar, por lo que se considera un estándar abierto. Está reconocido por la normativa IEE 1118. Se trata de un bus síncrono, cuyo protocolo se gestiona completamente mediante el microcontrolador 8044.

PROFIBUS: impulsado por los principales fabricantes alemanes. El protocolo es un subjuego de MINIMAP. Está impulsado por ser un estándar abierto y bajo norma DIN 19.245.

FIP (Factory Instrumentation Bus): impulsado por fabricantes y organismos oficiales franceses.

MIL-STD-1553B: adoptado por algunos fabricantes en USA.

Para ver las características  técnicas ver material acompañante

MARCO LEGAL

El Espectro Electromagnético es bien público que forma parte del espacio Colombiano es in enajenable e imprescriptible, y está sujeto a la gestión y control del Estado, quien debe garantizar el acceso a su uso en igualdad de oportunidades y en los términos que fije el legislador. El Estado puede intervenir por mandato de la ley para garantizar el pluralismo informativo y la competencia y evitar las prácticas monopolísticas en el uso del citado bien. La radio, la televisión, la telefonía, la difusión por cable, el telégrafo, el télex, etc, son algunos de los medios que utilizan el espectro electromagnético para enviar y recibir mensajes, y en general toda clase de datos o información. Por tanto también ven limitada su libertad de fundar medios masivos de comunicación, pues al hacer uso del espectro electromagnético, tienen que subordinarse necesariamente a las normas que lo reglamentan." (Sentencia C-189 de 1994)

El ministerio de comunicaciones de Colombia reglamenta el uso temporal de frecuencias en la  resolución #00249 del 19 de agosto de 1999. ver material acompañante

IMPACTO MEDIOAMBIENTAL

Al enfrentar este problema todas las entidades tendrán a mano en tiempo real la situación de cada uno de sus ríos y ante la fuerza de las estadísticas y las tendencias tendrán que asumir y hacer que el gobierno asuma una posición mucho más clara frente a la escasez de agua que cada vez es más evidente. El monitoreo ambiental en la concepción de telemetría permitirá dotar de mejores herramientas a quienes interesa preservar en realidad el medio ambiente. El diseño en su fase de puesta a prueba entregará uno resultados que permitirán valorar la necesidad de obtener información en tiempo real, de lo que está ocurriendo con las aguas y su calidad para adoptar las medidas correspondientes, también en tiempo real.

 

 

 


 

[1] CARPENTER, G.F. A pragmatc aproach to low-cost, real-time, enveroment monitoring and predictión Londres. IEEE. 1991.p.287

[2] GRISARD, K. Eigt years experence with the Elbe estury environmental survey net. IEEE, 1994 vol 3 pp630.

 

[3] BECQ, D. Designing Automatic Water Quality Monitoring Stations for lakes and rivers. Conferencia  IEEE de 13 al 16 de septiembre de 1994. Vol 3 pp 630

[4] MONTONTUELLE, B.; VOLTAT, B.;  TORIO-FERNANDEZ, M.M. y NAVARRO, E. Changes in nitrobacter serotypes biodiversity in a river:  impact of a wastewater treatment plant discharge.  Publicado en Water Research v 30 n 5 May 1996. p 1057-1064

 

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Última actualización: 27 de Noviembre de 2003.