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Contenido principal

Redes de sensores

Una red de sensores es un grupo de sensores donde cada uno monitorea los datos en una ubicación diferente y envía esos datos a una ubicación central para su almacenamiento, revisión y análisis.
Hay muchas aplicaciones para redes de sensores, desde el monitoreo de un hogar, hasta vigilancia de una gran ciudad, o detección de terremotos en todo el mundo.

Seguridad en el hogar

El objetivo principal de una red de sensores de seguridad doméstica es detectar un intruso. Varios tipos de sensores pueden ayudar a recopilar datos para ello, como sensores magnéticos en puertas y ventanas abiertas, sensores acústicos de ruptura de cristales, cámaras de seguridad y detectores de movimiento.
Diagrama de una red de sensores de seguridad doméstica: una ventana con un sensor de apertura y uno de ruptura de cristal, una puerta con un sensor de apertura, un detector de movimiento y una cámara de seguridad. Todos los sensores tienen flechas que apuntan a una computadora.
Todos los sensores envían sus datos a un sistema central, que típicamente almacena los datos durante un período de tiempo y permite que los propietarios los vean. Un sistema más sofisticado puede analizar los datos y enviar una alerta cuando ve suficiente evidencia de una intrusión.
Una computadora se muestra con muchas flechas de entrada a la izquierda. Una flecha fluye de la computadora a un monitor, y otra flecha fluye de la computadora a un teléfono móvil con un icono de alerta.

Monitoreo ambiental

Investigadores, agricultores y gobiernos deben monitorear aspectos del medio ambiente natural, como contaminación atmosférica, calidad del agua, condiciones del suelo y métricas meteorológicas. El método tradicional de monitoreo es recoger una muestra, traerla de vuelta a un laboratorio, analizarla y registrar los resultados. Sobra decir que ese enfoque es lento y depende de trabajo humano, así que el monitoreo tradicional no produce muchos datos.
Un enfoque más automatizado y escalable es utilizar una red de sensores. Los sensores pueden distribuirse en toda un área, recoger datos ambientales y enviarlos de vuelta a un servidor central para su procesamiento.
En los grandes lagos de EE.UU., docenas de boyas usan sensores para recopilar datos sobre la velocidad del viento, temperatura del agua y del aire, y altura de las olas. Algunas de las boyas son de propiedad privada, mientras que otras son de grupos de investigación, pero todas envían sus datos al mismo servidor.start superscript, 1, end superscript
Diagrama de una red de sensores de boya. Seis boyas se muestran en un lago con una señal inalámbrica que sale de ellos. Una computadora se muestra a un lado del lago con seis flechas de entrada.
Los datos de los sensores se comparten públicamente en Web, y cualquiera puede visitar Great Lakes Buoy Portal y ver las condiciones reportadas. Para algunas de las boyas del lago Erie, incluso puedes enviar un mensaje de texto a la boya y responderá con sus últimos datos.
Captura de pantalla de un mensaje de texto con una boya. El número 866-218-9973 se muestra en la parte superior, luego un mensaje que dice "45005", y una respuesta "May 31, 2019, 11:50 am, Wind: 19. kts @ NE (50), Gust: 1.9 kts, AirTemp: 63.1F, WaterTemp: 58.8F, Wave: 0.3ft"
Resultados de enviar un mensaje a la boya número 45005 en 866-218-9973.

Vigilancia municipal

En una ciudad, un crimen puede ocurrir en cualquier lugar, y con transporte moderno los delincuentes pueden venir de cualquier lugar a cometer delitos. Los oficiales de policía no pueden estar en todas partes a la vez, así que ¿cómo pueden localizar a los delincuentes que cometen crímenes?
Un enfoque es una red de cámaras de vigilancia en toda la ciudad, todas conectadas para enviar vídeo a la estación de policía.
Un diagrama de una red de vigilancia con cámaras de vídeo.
La ciudad de Chicago, Illinois cuenta con una red de más de 30,000 cámaras de seguridad, además de cámaras adicionales en patrullas, barcos y furgonetas de mando.start superscript, 2, comma, 3, end superscript
Algunas de las cámaras de seguridad en las calles y autopistas de Chicago también cuentan con lectores automatizados de placas, una tecnología que toma una foto de la placa de un auto y la convierte en una representación textual. Bases de datos masivas dan seguimiento de cada placa: donde se detectó, si está asociado a un auto robado, y si el conductor tiene órdenes de arresto.start superscript, 4, end superscript
3 pasos en el reconocimiento de placas El primer paso es la foto de la placa, el segundo paso es la misma foto con mayor brillo y contraste, y el tercer paso segmenta la foto en cada letra y número individual.
Pasos en reconocimiento de placas de licencia. Fuente de la imagen: Achim Raschka
Para ayudar a responder a la violencia con armas de fuego, Chicago también instaló una red de detectores de armas que utilizan sensores acústicos e infrarrojos para detectar disparos y triangular su ubicación. El sonido de los disparos puede recorrer dos millas por la noche, así que esos sensores a menudo pueden proporcionar una ubicación más precisa que los reportes a 911.start superscript, 5, end superscript
Las cámaras de vigilancia, los lectores de placas y los sensores de armas dan a los departamentos de policía nuevas tecnologías para atrapar a delincuentes e incluso evitar que se cometan delitos.
🤔 Las redes de sensores en áreas públicas plantean cuestiones de ética y privacidad. ¿Cuáles son los riesgos de las grabaciones de audio y vídeo?, ¿Qué nivel de vigilancia vale el riesgo? ¿Cómo podrían los gobiernos garantizar el uso ético de los datos de sensores?

Detección de terremotos

¿Alguna vez te has despertado por la agitación de tu cama? Si vives cerca de una falla geológica, tu primer pensamiento podría ser "¡terremoto! Cuando eso me sucede, inmediatamente busco en línea los terremotos reportados en mi zona. Una manera de verificar mis sospechas es con una búsqueda de publicaciones locales en Twitter, pero la forma más científica es mirar los datos de redes de sensores sísmicos.
La Red Sismográfica Global está formada por más de 150 estaciones sísmicas, cada una con sensores sismológicos y geofísicos.
Visualización de la Red Sismográfica Global, un mapa del mundo con muchos marcadores colocados por todas partes.
Las estaciones sísmicas transmiten sus datos en tiempo real por Internet para que los científicos puedan utilizar los datos inmediatamente y entender lo que está sucediendo en la corteza de la Tierra en todo el mundo.
Esta es una grabación desde una estación sísmica en Filipinas:
Una grabación sismográfica del 3 de junio de 2019. Una forma de onda grande aparece alrededor de 6:04 y se desvanece a las 7:00.
¿Ves la forma de onda entre las 6:00 y las 7:00? Eso es alrededor de la hora en que un terremoto de 5.5 golpeó la costa de Indonesia cerca de unas islas.
Los científicos no esperan que los no expertos lean sismogramas, por supuesto. En su lugar, podemos consultar sitios web como Últimos terremotos del USGS que reporta la magnitud, ubicación y hora de terremotos recientes.
Esos informes de terremotos se basan en datos que fluyen desde muchos sensores: la red global de sensores, el sistema de EE.UU. Advanced National Seismic System, y redes regionales de sensores en puntos notables de terremotos como Alaska, Hawaii y California.
Las redes regionales de sensores a menudo son muy densas. La red sísmica del sur de California recopila datos de cientos de estaciones.
Un mapa de las estaciones sísmicas del sur de California. Hay alrededor de 700 marcadres en el mapa, más densamente cerca del área urbana de Los Angeles.
Un mapa de estaciones sísmicas. Fuente de la imagen: SCEDC
La red global de sensores registrará los terremotos de gran magnitud, los que se sienten en múltiples países, mientras que los sensores regionales también registran los de menor magnitud, como los que no despiertan a tu vecino.
Con miles de sensores que aportan datos, las computadoras pueden identificar el epicentro de los terremotos, predecir la intensidad de la sacudida del suelo en la región y enviar advertencias a las personas y a la infraestructura que puede dañarse.start superscript, 6, end superscript Un par de segundos de advertencia puede no parecer mucho, pero cuando se utiliza para bajar automáticamente la velocidad de trenes y cerrar válvulas de gas, esos pocos segundos podrían salvar vidas.

🙋🏽🙋🏻‍♀️🙋🏿‍♂️¿TIenes alguna pregunta sobre este tema? ¡Nos encantaría responderte; tan solo pregunta en el área de preguntas más abajo!