Diseño y desarrollo de sistemas inteligentes para boyas autónomas de monitoreo y seguridad en entornos acuático

Abstract

En el presente trabajo se describe el análisis, diseño y construcción de un sistema de seguridad para el monitoreo de boyas marinas del Ecuador. Dicho proyecto surge en respuesta a la problemática planteada por parte del Instituto Oceanográfico y Antártico de la Armada (INOCAR, 2026) al identificar actos de vandalismo como robos, sabotajes y pérdidas de equipos de sus estructuras para el monitoreo marino. La propuesta consiste en un sistema de seguridad con la capacidad de detectar intrusiones, realizar un monitoreo de la ubicación de la boya mediante GPS y la gestión energética autónoma. Mediante la implementación de un protocolo de comunicación de largo alcance basado en LoRa con el módulo esp32 V3 de Heltec y con la obtención de datos de GPS mediante el módulo SIM808 y su antena. Para garantizar la autonomía energética, se cuenta con un sistema de alimentación solar con una batería LiFePO4 dimensionada para futuros proyectos de repotenciación no solo del sistema de seguridad sino también para el sistema de recolección de datos. Los datos y la detección de los posibles actos vandálicos se manejan mediante una página web enlazada con Firebase, la cuál de manera estructurada guarda la información de ubicación y alertas de intrusiones. Se aplicó un enfoque modular en el diseño mecánico y de software para facilitar el mantenimiento y escalabilidad. La implementación de sensores y actuadores, junto con el envío de datos en tiempo real representan un paso significativo para la seguridad de las boyas de monitoreo, con alta facilidad de acople a diversos tipos de boyas.