Redes de sensores en bosques tropicales

Atlantic Rainforest Sensor Networking Project es una iniciativa dirigida a controlar el comportamiento de una porción del bosque costero del sureste de Brasil, sobre una base minuto-a-minuto. Micrometeorología - el estudio de la atmósfera justo sobre el suelo en un tiempo y escala espacial pequeños - es crítico para comprender cómo ecosistemas diferentes afectan el clima de la tierra.

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El propósito de los científicos ambientales en el proyecto fue avanzar significativamente en la comprensión de cómo funciona el bosque obteniendo datos detallados de lo que ocurre dentro de la atmósfera a fina escala del dosel foretal. Necesitan medirse eventos dentro de un área extremadamente localizada: la ladera de una colina.

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Para el desarrollo del proyecto se unieron expertos que habían trabajado con sistemas de sensores en ecología, y experiencia en su despliegue en lugares como los glaciales de Alaska.

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El primer desafío técnico fue construir sistemas de sensores que pueden sobrevivir a los elementos - incluyendo a los animales - en un bosque forestal y así colectar y transmitir datos de forma fiable. Hay sensores que miden humedad, temperatura y radiación solar.

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Cada sensor está protegido por una tapa de PVC, que está lleno de epoxi, aunque sobresale el sensor y ello lo hace sensible a cambios ligeros en la medición. Cada serie de sensores se conecta a un nodo de la red de sensores - que contiene un chip wireless y una memoria flash - que puede endurecerse en carcasas a prueba de agua.

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Los nodos de sensores colectan datos y los transmiten por radio, pero también los almacenan en una memoria flash, una precaución necesaria: En caso de que fallen comunicaciones de radio, cada nodo sensor retiene una serie de datos.

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El siguiente desafío fue encontrar la forma como se extiende la vida de la batería de los nodos del sensor de forma que la red pueda funcioanr sin atención tanto tiempo como sea posible. La respuesta fue apagar los nodos del sensor entre las mediciones, en vez de dejar el dispositivo encendico y consumiendo potencia todo el tiempo. Los sensores se conectaron para tomar mediciones cada 20 o 60 seg, una técnica para conservación de la energía denominada "duty cycling". Con este ciclo las baterías duran unos cuatro meses en el campo.

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El proyecto estuvo funcionando durante un año, en una colina de la Mata Atlantica. Una torre central de 60 metros y cinco torres perimetrales más pequeñas, fueron instaladas para unir cables colgando dos metros por encima del dosel forestal. Había nodos de sensores en los cables que radian fuera de la torre central y también una malla de cables extendida a una altura de un metro por encima del suelo del bosque. Se instalaron 600 nodos de sensores que obtenían 18 millones de observaciones al mes.

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El equipo entraba periódicamente en el área con ordenadores portátiles para descargar los datos de los nodos del sensor.

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Bibliografía: Sensor Networks and the Rainforest Exosystem. Dr. Doob´s. The World of software development

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Palabras clave: ecology-sensor network