Sistema Industrial Internet of Things para la gestión, monitorización y control de recursos hídricos en viviendas aisladas

Abstract

En entornos rurales sin acceso a red pública de agua, la gestión eficiente de recursos hídricos se convierte en un reto operativo y estratégico. Este Proyecto Fin de Máster aborda dicha problemática mediante el diseño, implementación y validación de un sistema inteligente de monitorización y control automatizado del nivel de agua en depósitos, empleando tecnologías Indutrial Internet of Things (IIoT), control difuso y energía solar autónoma. La solución propuesta se ha instalado en una comunidad rural y consiste en un conjunto de depósitos interconectados cuya gestión se automatiza a través de sensores ultrasónicos, microcontroladores ESP32 y una arquitectura de servicios en la nube basada en contenedores Docker. A través de una interfaz gráfica accesible vía dominio personalizado, el usuario puede visualizar en tiempo real el nivel de agua, recibir alertas y activar remotamente una válvula electromecánica que regula el suministro a otros puntos de consumo. Además del control remoto, se ha desarrollado un controlador difuso que decide de forma autónoma cuándo abrir o cerrar la válvula, considerando tres variables: nivel de agua, entrada al sistema y demanda por parte del usuario. Este algoritmo, junto con un estimador de entrada de agua, ha sido implementado en contenedores aislados y se comunica con el sistema central mediante protocolos de comunicación. El sistema es energéticamente autónomo gracias a una instalación fotovoltaica dimensionada específicamente para cubrir el consumo estimado, incluyendo batería de respaldo, regulador MPPT y protecciones eléctricas diseñadas conforme al REBT. Todo el sistema ha sido instalado físicamente, con cableados, cuadros y canalizaciones dimensionadas y ejecutadas de acuerdo con la normativa técnica vigente. El proyecto se ha desarrollado integrando conocimientos avanzados en automatización, energía, comunicación, electrónica y gestión. Su carácter replicable, escalable y modular lo convierte en una solución viable para otros entornos similares, con bajo coste y alto valor funcional.