Monitoreo y evaluación de parámetros de calidad de agua obtenidos por la Internet de las cosas (IoT) para la planta de tratamiento de agua potable el carrizal, perteneciente a la parroquia San Miguel, del Cantón Salcedo, provincia de Cotopaxi
Date
2025-12-11
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Publisher
Ingeniería Civil y Mecánica. Carrera Ingeniería Civil. Maestría con mención en Obras Hidráulicas
Abstract
The present study evaluated the implementation of an Internet of Things (IoT)-based system for the continuous monitoring of water quality parameters at the El Carrizal treatment plant, located in the Salcedo canton, Cotopaxi province, Ecuador. The IoT architecture was designed in three layers perception, network, and application and integrated pH, turbidity, and residual chlorine sensors, along with Arduino Mega and NodeMCU ESP8266 modules for data acquisition, processing, and transmission. Results showed an acceptable correspondence between IoT and traditional manual measurements, with mean relative errors below 17% and positive correlations across all monitored parameters. The pH exhibited the highest stability (ERM = 1.22%), while turbidity and residual chlorine displayed minor discrepancies attributable to sensitivity and calibration conditions. The system achieved an operational availability of 97.3%, with an average energy consumption of 104.6 W and a latency of 3.2 seconds, confirming its technical feasibility and energy efficiency. These findings position the IoT system as a sustainable, low-cost, and replicable alternative to strengthen water quality management in rural treatment facilities, contributing to the achievement of Sustainable Development Goals 6 (Clean Water and Sanitation) and 9 (Industry, Innovation, and Infrastructure).
Description
El presente estudio evaluó la implementación de un sistema basado en el Internet de las Cosas (IoT) para el monitoreo continuo de parámetros de calidad del agua en la planta de tratamiento El Carrizal, ubicada en el cantón Salcedo, provincia de Cotopaxi, Ecuador. El sistema loT fue diseñado con una arquitectura de tres capas percepción, red y aplicación e integrado por sensores de pH, turbidez y cloro residual, junto con módulos Arduino Mega y NodeMCU ESP8266 para la adquisición, procesamiento y transmisión de datos. Los resultados mostraron una correspondencia aceptable entre las mediciones IoT y los métodos manuales tradicionales, con errores relativos medios inferiores al 17% y correlaciones positivas en los tres parámetros evaluados. El pH presentó la mayor estabilidad (ERM = 1.22%), mientras que la turbidez y el cloro residual evidenciaron ligeras discrepancias atribuibles a la sensibilidad y calibración de los sensores. La disponibilidad operativa del sistema alcanzó el 97.3 %, con un consumo promedio de 104.6 W y una latencia de 3.2 s, confirmando su viabilidad técnica y eficiencia energética. Estos resultados posicionan al sistema IoT como una alternativa sostenible, replicable y de bajo costo para fortalecer la gestión de la calidad del agua en plantas rurales, en concordancia con los Objetivos de Desarrollo Sostenible 6 y 9.
Keywords
INTERNET DE LAS COSAS (IOT), CALIDAD DEL AGUA, MONITOREO EN TIEMPO REAL, PLANTA DE TRATAMIENTO, SOSTENIBILIDAD OPERATIVA