Startup del Tec de Monterrey crea "Internet of Water", un innovador sistema de IoT para monitorear calidad del agua en ríos y lagos

Actualmente, “Internet of Water” se comercializa a través de AIoT4All, un startup del Tec de Monterrey enfocada en el desarrollo de productos tecnológicos de IoT con inteligencia artificial.
Los sensores intercambiables pueden medir una amplia gama de parámetros y variables en cuerpos de agua dulce.
El proyecto se originó con el objetivo de monitorear el Río Grande de Santiago, en Jalisco, conocido por ser el más contaminado del país.
En el futuro se integrarán capacidades de Machine Learning, Inteligencia Artificial y Control Avanzado.

Guadalajara, Jalisco, Diciembre 02 2024.- El Centro de Innovación, Desarrollo Tecnológico y Aplicaciones en Internet de las Cosas (CIIoT) del Tec de Monterrey, (la universidad mexicana número uno en ingeniería y tecnología, de acuerdo con el QS World Ranking 2025), ha desarrollado “Internet of Water”, una plataforma tecnológica basada en IoT (Internet de las Cosas) que monitorea la calidad del agua en ríos, lagos, lagunas y arroyos, midiendo los niveles de contaminantes presentes en ellos.

Las investigaciones y proyectos que desarrolla el CIIoT del Tec de Monterrey son de gran relevancia debido al grave problema de contaminación del agua en México: el 60% del agua potable está contaminada. Según datos de la Red Nacional de Medición de la Calidad del Agua (RENAMECA), el 59.1% de los cuerpos de agua superficiales, como ríos, arroyos, lagos y zonas costeras, presentan algún grado de contaminación. Solo el 40.9% cumple con las normas de calidad que garantizan acceso efectivo al agua potable.

El CIIoT ha integrado en “Internet of Water” sensores diseñados específicamente para medir una variedad de sustancias presentes en el agua, elementos que lo convierten en un sofisticado sistema de monitoreo con un gateway de comunicación LoRa que envía datos a antenas para su transmisión a una base de datos, paneles solares que alimentan baterías de litio de bajo consumo, y boyas que mantienen el dispositivo a flote.

Actualmente, “Internet of Water” se comercializa a través de AIoT4All, un startup del Tec de Monterrey enfocada en el desarrollo de productos tecnológicos de IoT con inteligencia artificial. La universidad ha colaborado con financiamiento en forma de capital semilla y proporciona espacios para investigación y operación. El equipo especializado se desarrolló con Fondos del ITESM y del Gobierno del Estado de Jalisco.

De esta manera, según Alfredo Figarola, estos desarrollos se ubican ya en el nivel 7 de la escala TRL (o Technology Readiness Level, que se refiere por sus siglas al Nivel de Madurez Tecnológica) ello implica que la tecnología ha sido probada en entornos reales y es apta para su comercialización.

“Esta plataforma flotante alberga sensores que miden diversos parámetros para determinar la calidad del agua, actualmente evaluando 25 parámetros con ocho variables diferentes”, explicó Alfredo Figarola, profesor del Tec de Monterrey en el Campus Guadalajara y líder del CIIoT. Los sensores analizan parámetros como el oxígeno disuelto, la turbidez, el pH, la temperatura, los sólidos disueltos y la conductividad, así como contaminantes como plomo, cadmio, fosfatos y valores como la demanda química de oxígeno (DQO) y la demanda biológica de oxígeno (BDO), entre muchos otros.

El diseño avanzado de la plataforma permite intercambiar los sensores según las necesidades del entorno y del cuerpo de agua a analizar, asegurando así la flexibilidad en la medición de parámetros y variables, comentó el investigador.

El origen de “Internet of Water”

El proyecto que dio origen a “Internet of Water” surgió como una iniciativa del gobierno del estado de Jalisco para evaluar las condiciones del Río Grande de Santiago, declarado en 2020 como el afluente más contaminado del país. El gobierno contactó al profesor Figarola para desarrollar un dispositivo que pudiera medir los contaminantes disueltos de manera automática y proporcionar información objetiva para tomar decisiones de remediación.

El equipo del CIIoT emprendió una investigación exhaustiva y diseñó una plataforma que monitorea el río utilizando su experiencia en las tecnologías de IoT (Internet de las Cosas). Una vez desarrollado el primer prototipo, se llevaron a cabo pruebas de concepto en entornos reales, enfrentando diversos desafíos. Uno de los principales retos fue la falta de conexión a Internet a lo largo del río, por lo que tuvieron que encontrar formas de que la plataforma se comunicara con las antenas para transmitir la información recopilada. Para esto, se configuró un Gateway LoRa (low range) para emitir una señal a un microcontrolador que pudiera recibir y procesar los datos y almacenarlos en una base de datos.

Además, las condiciones climáticas y geográficas adversas afectaban el funcionamiento de los sensores IoT, generando datos erróneos. Otro reto fue la dificultad de mantener la estabilidad de las plataformas flotantes ante las corrientes cambiantes, así como el vandalismo, que dañó seriamente los componentes.

Cuatro años después de la idea original, la versión actual ha superado estos desafíos y es mucho más avanzada y funcional que el prototipo inicial, demostrando que “Internet of Water” tiene un gran potencial en la preservación del agua.

Hoy en día, también es posible detectar desviaciones en la corriente de un río o la extracción ilegal de agua en lagos y manantiales. Además, la plataforma tiene la capacidad de identificar descargas ilegales de aguas residuales. “La tecnología IoT permite monitorear de manera continua y, cuando se detecta alguna variación, se emiten advertencias para tomar las acciones necesarias”, aseguró Figarola.

“Internet of Water” ha ampliado su alcance a un mayor número de entornos, incluyendo plantas de tratamiento de agua, granjas de acuicultura y universidades.

Integración de Aprendizaje Automático e Inteligencia Artificial

El desarrollo del CIIoT aún tiene un gran potencial de mejora. Se integrará un componente de Machine Learning (aprendizaje automático) a los sensores, lo que permitirá ampliar la gama de elementos analizados sin aumentar los costos de los componentes físicos, como los sensores y el hardware. Además, se agregará una capa de inteligencia artificial (IA) y mecanismos de control para optimizar el monitoreo y la toma de decisiones en tiempo real.

“Internet of Water” es un claro ejemplo del compromiso del Tec de Monterrey con la investigación y la innovación tecnológica, así como con la preservación de recursos vitales como el agua. Este desarrollo no sólo promete mejorar la calidad del agua en México, sino que también posiciona a la universidad a la vanguardia de soluciones tecnológicas avanzadas para enfrentar problemas ambientales globales.

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Acerca del Tecnológico de Monterrey

El Tecnológico de Monterrey (http://www.tec.mx) es una universidad privada y sin fines de lucro, reconocida por su excelencia académica, innovación educativa y visión global. Fue fundada en 1943 y actualmente tiene presencia en 33 municipios de 20 estados de México, cuenta con una matrícula de 62 mil estudiantes de nivel profesional y posgrado, así como más de 27 mil alumnos de preparatoria. Acreditada por la SACSCOC desde 1950. Se ubica en el puesto 184 del QS World University Rankings 2024 y en la posición 4 en América Latina según el THE Latin America University Rankings 2023. Destaca también en empleabilidad global y programas de emprendimiento, siendo parte de redes internacionales como APRU, U21 y WUN.

Tec de Monterrey Startup Creates “Internet of Water,” an Innovative IoT System to Monitor Water Quality in Rivers and Lakes

“Internet of Water” is marketed through AIoT4All, a Tec de Monterrey startup focused on developing IoT products with artificial intelligence.
The interchangeable sensors can measure a wide range of parameters and variables in freshwater bodies.
The project originated with the goal of monitoring Rio Grande de Santiago, a river in Jalisco, known for being the most polluted in Mexico.
In the future, Machine Learning, Artificial Intelligence, and Advanced Control capabilities will be integrated.

Guadalajara, Jalisco, December 2024.- The Center for Innovation, Technological Development, and Applications in the Internet of Things (CIIoT) at Tec de Monterrey, Mexico’s top university in engineering and technology according to the QS World Ranking 2025, has developed “Internet of Water,” a technology platform based on IoT (Internet of Things) that monitors water quality in rivers, lakes, lagoons, and streams by measuring contaminant levels.

Investigations and projects carried out by the Tec de Monterrey’s CIIoT are highly relevant due to Mexico’s severe water pollution issues: 60% of potable water is contaminated. According to the National Network for Water Quality Measurement (RENAMECA), 59.1% of surface water bodies such as rivers, streams, lakes, and coastal areas present some level of pollution, while only 40.9% meet quality standards that ensure effective access to potable water.

The CIIoT has integrated into “Internet of Water” sensors specifically designed to measure various substances in water, making it a sophisticated monitoring system with a LoRa communication gateway that sends data to antennas for transmission to a database, solar panels that power low-energy lithium batteries, and buoys that keep the device afloat.

Currently, “Internet of Water” is marketed through AIoT4All, a Tec de Monterrey startup focused on developing IoT products with artificial intelligence. The university has contributed seed capital funding and provides research and operational spaces. The specialized team was developed with funds from ITESM and the Government of the State of Jalisco.

According to Alfredo Figarola, these developments are now at level 7 on the TRL scale (Technology Readiness Level), meaning that the technology has been tested in real-world environments and is ready for commercialization.

“This floating platform features sensors that measure various parameters to determine water quality, currently evaluating 25 parameters with eight different variables,” explained Alfredo Figarola, professor at Tec de Monterrey’s Guadalajara Campus and leader of the CIIoT. The sensors analyze parameters such as dissolved oxygen, turbidity, pH, temperature, dissolved solids, and conductivity, as well as pollutants like lead, cadmium, phosphates, and values such as chemical oxygen demand (COD) and biological oxygen demand (BOD), among many others.

The advanced platform design allows sensors to be swapped out according to the needs of the environment and the water body being analyzed, thus ensuring flexibility in the measurement of parameters and variables, the researcher commented.

The Origin of “Internet of Water”

The project that led to “Internet of Water” began as an initiative by the Government of the State of Jalisco to assess conditions in the Rio Grande de Santiago, declared in 2020 to be the most polluted river in the country. The government contacted Professor Figarola to develop a device that could automatically measure dissolved pollutants and provide objective information for remediation decisions.

The CIIoT team embarked on thorough research and designed a platform that monitors the river leveraging their expertise in IoT (Internet of Things) technologies. Once the first prototype was developed, proof-of-concept tests were conducted in real-world environments, facing various challenges. One major issue was the lack of internet connectivity along the river, which led to the need for methods to enable the platform to communicate with antennas for data transmission. A LoRa (low range) gateway was configured to send a signal to a microcontroller capable of receiving, processing, and storing the data in a database.

Additionally, adverse climatic and geographical conditions affected the IoT sensors’ functionality, causing inaccurate data. Another challenge was maintaining the stability of the floating platforms in changing currents, as well as preventing vandalism, which severely damaged components.

Four years after the original idea, the current version has overcome these challenges and is far more advanced and functional than the initial prototype, demonstrating that “Internet of Water” has great potential in water preservation.

Today, the platform can also detect deviations in a river’s flow or illegal water extraction in lakes and springs. Moreover, it can identify illegal wastewater discharges. “IoT technology enables continuous monitoring, and when a variation is detected, warnings are issued to prompt necessary action,” said Figarola.

“Internet of Water” has extended its reach to a growing number of environments, including water treatment plants, aquaculture farms, and universities.

Integration of Machine Learning and Artificial Intelligence

The CIIoT’s development still holds significant potential for improvement. A Machine Learning component will be integrated into the sensors, enabling a broader range of elements to be analyzed without increasing the cost of physical components, such as sensors and hardware. Additionally, an artificial intelligence (AI) layer and control mechanisms will be added to optimize monitoring and real-time decision-making.

“Internet of Water” is a clear example of Tec de Monterrey’s commitment to research and technological innovation, as well as to preserving vital resources like water. This development not only promises to improve water quality in Mexico but also positions the university at the forefront of advanced technological solutions to address global environmental issues.