Plataforma de Ciencia Comunitaria, Monitoreo Telemétrico IoT y Alivio Hídrico Descentralizado
Iniciativa enmarcada en el proyecto AquaResiliencia Tijuana / Colectivo 1, 2, 3 por Tijuana.
Repositorio de Código Abierto, Especificaciones Técnicas y Datos Ambientales.
La ciudad de Tijuana, Baja California, enfrenta una paradoja socioecológica y geotécnica severa:
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│ LA PARADOJA HÍDRICA DE TIJUANA │
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│ ESCENARIO SUPERFICIAL │ ESCENARIO SUBSUPERFICIAL │
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│ • Estrés hídrico extremo y tandeos. │ • ~30% del agua potable inyectada se pierde │
│ • Dependencia del Acueducto Río Colorado │ por fugas en la red vieja (~1,200 L/s). │
│ (120 km, bombeo de +1,000 m de │ • El agua fugada se infiltra y satura los │
│ desnivel, alto costo energético). │ estratos arcillosos impermeables a 2-6 m. │
│ • Pipas de agua comercial a costos de │ • Incremento crítico de la presión de poro │
│ hasta 5 a 8 veces el agua de red. │ en arcillas expansivas (Fm. Tijuana). │
│ • Comunidades sin suministro continuo. │ • Deslaves y colapsos en laderas habitadas │
│ │ (Sánchez Taboada, Lomas del Rubí, etc.). │
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La geología urbana de Tijuana está dominada por alternancias de areniscas, limolitas y arcillas bentoníticas (Formación Tijuana y Formación Rosarito Beach). Cuando el agua proveniente de pérdidas de red y escorrentías urbanas penetra estas formaciones sin un drenaje adecuado:
- Las arcillas se saturan y pierden su resistencia al esfuerzo cortante al topar con estratos impermeables a 2–6 metros.
- Se incrementa drásticamente la presión de poro y se generan planos de falla geomecánica activos.
- Se detonan deslizamientos catastróficos que han destruido cientos de viviendas en colonias como Sánchez Taboada, Lomas del Rubí, Camino Verde y cañadas costeras.
El agua que desestabiliza las laderas no es un desecho inservible: es un recurso somero cautivo (acuífero colgado y freático superficial) que puede ser extraído de forma controlada como medida de alivio piezométrico, mitigando el riesgo de derrumbe y abasteciendo a las comunidades locales.
El proyecto propone una intervención modular, frugal y científicamente regulada basada en cuatro pilares:
graph LR
A[Micro-pozo AquaDrill<br>Alivio de Ladera] --> B[Sello Sanitario<br>NOM-003/004 CONAGUA]
B --> C[Telemetría Centinela IoT<br>ESP32 + Sensores]
C --> D{Tren de Separación 80/20}
D -->|80% Filtración Mecánica| E[Uso No Contacto ~400 L/d<br>Riego, Limpieza, Inodoros]
D -->|20% Ósmosis Inversa Rotoplas 300100| F[Cocina y Consumo Humano<br>NOM-244 / NOM-127-SSA1]
- Profundidad somera: Entre 6 y 12 metros, interceptando mantos colgados y aluviones sin perforar estratos confinados profundos.
- Perforación frugal por jetting hidráulico: Uso de sarta hidráulica ligera y motobomba de alta eficiencia, minimizando la perturbación del terreno en zonas de acceso peatonal o cañadas estrechas.
- Ademe y empaque de grava: Tubería de PVC hidráulico Cédula 40 de 4" (100 mm) con ranurado milimétrico fino (0.020"), protegido por empaque de grava sílica seleccionada para evitar arrastre de partículas y azolve.
- Sello Sanitario Normado: Sellado anular superior con bentonita sódica de alta expansión desde la superficie hasta los primeros 2.5 metros, cumpliendo estrictamente con las normas oficiales NOM-003-CONAGUA-1996 y NOM-004-CONAGUA-1996 para proteger el pozo de escorrentías contaminantes superficiales.
Monitoreo y gobernanza algorítmica de la extracción para evitar la sobreexplotación del acuífero somero y garantizar la seguridad del agua:
- Microcontrolador: ESP32 DevKit v1 (30 pines) de bajo consumo, con conectividad Wi-Fi / MQTT y punto de acceso local de diagnóstico (
AquaResiliencia_AP). - Sensor de Conductividad Eléctrica / TDS: Monitoreo analógico continuo para detectar oportunamente cualquier intrusión de sales o contaminantes iónicos. Corte automático configurado a >1,800 ppm.
- Sensor de Nivel Freático Dinámico: Transductor ultrasónico impermeable IP67 (JSN-SR04T) que mide la columna de agua y detiene la extracción si el nivel desciende a menos de 2.0 m sobre la bomba.
- Caudalímetro de Efecto Hall: Sensor YF-S201 calibrado para contabilizar el volumen acumulado diario.
- Actuador de Seguridad: Relevador optoacoplado que energiza/desenergiza la bomba extractora, aplicando un límite diario de subsistencia comunitaria (500–600 L/día).
El agua subterránea somera extraída se divide de manera inteligente para maximizar la vida útil de los sistemas de filtración:
- Fracción 80% (Uso de No Contacto y Doméstico General ~400 L/día):
- Pasa por filtración mecánica de sedimentos (spun poly 5 micras) y decloración básica.
- Destinada a riego de áreas verdes comunitarias, limpieza de pisos, mitigación de polvo y descarga de inodoros (conforme a NOM-003-SEMARNAT-1997 / NOM-001-SEMARNAT-2021).
- Fracción 20% (Agua para Cocina y Consumo Humano Directo):
- Tratamiento avanzado en punto de uso mediante equipo comercial de Ósmosis Inversa Rotoplas modelo 300100 certificado bajo NOM-244-SSA1-2020 y estándar NSF 58.
- Tren de 5 etapas: prefiltro de polipropileno (5 µm), carbón activado granular (GAC), carbón activado en bloque (CTO), membrana semipermeable de poliamida TFC y postfiltro pulidor remineralizador.
- Lámpara germicida ultravioleta (UV 12W) para esterilización microbiológica final.
- Muestreo protocolizado bajo cadena de custodia formal.
- Ensayos analíticos ejecutados por laboratorio acreditado ante la Entidad Mexicana de Acreditación (EMA) bajo NOM-127-SSA1-2021 (parámetros fisicoquímicos, metales pesados como As, Pb, Cd, nitratos, dureza, sulfatos y fluoruros).
- Protocolos detallados disponibles en
lab/README.md.
El Caso Piloto 001 (ubicado en la zona general de Playas de Tijuana, B.C.) documenta observaciones directas de una experiencia real de campo:
| Observación / Parámetro | Resultado de Campo | Metodología / Estado |
|---|---|---|
| Zona General | Playas de Tijuana, B.C. | Zona costera; litología aluvial y horizontes someros de ladera |
| Profundidad del pozo | 8.0 a 9.0 m | Perforación asistida por jetting hidráulico (AquaDrill) |
| Nivel freático en reposo | ~5.60 m bajo superficie | Nivel freático estático observado en sondeo |
| Columna de agua en pozo | ~1.50 – 2.00 m | Columna hídrica dentro del ademe ranurado |
| Aporte hídrico continuo | ~2.0 L/min (~600 L/día) | Régimen de recarga sostenido en ciclos intermitentes |
| Estrato permeable basal | Grava limpia y arena gruesa | Estrato permeable favorable para filtro anular |
| Bioensayos ecotoxicológicos | Sin toxicidad aguda observada | Ensayos biológicos preliminares de campo (48h y 96h) |
| Certificación completa EMA (NOM-127) | Programada en Fase 1 | Muestreo para metales pesados, fisicoquímica y microbiología |
Principio rector: Encontrar agua no significa automáticamente encontrar agua potable. Primero medimos, caracterizamos y analizamos con rigor de laboratorio; después decidimos su aprovechamiento.
Registro fotográfico cronológico del Caso Piloto 001 en Playas de Tijuana:
| Etapa / Momento | Fotografía | Descripción Técnica |
|---|---|---|
| Estado Actual (2026) |  |
Operación e Integración Actual (2026): Pozo consolidado, brocal elevado y gabinete de control listo para sensorización continua. |
| 01. Reconocimiento Geotécnico |  |
Lectura de Farallón y Lloraderos (2022): Detección de horizontes húmedos y filtración a 5–7 m en corte natural de ladera. |
| 02. Perforación AquaDrill |  |
Perforación Frugal por Jetting Hidráulico (2022): Sarta ligera y motobomba de alta presión para acceso en terrenos estrechos. |
| 03. Boca de Pozo y Succión |  |
Ademe Superficial y Conexión de Bombeo (2022): Salida de ademe a ras de suelo en invernadero, múltiple con válvula de corte y acople a motobomba. |
| 04. Macromedición de Caudal |  |
Medidor de Turbina Digital K24: Registro acumulado en línea hidráulica (>24,500 L extraídos en pruebas iniciales de aforo). |
| 05. Aforo y Piezometría |  |
Sonda y Aforo de Nivel Freático (2026): Verificación directa con sonda de columna de agua (228 cm) y cota de sedimentos (276 cm). |
Para auditoría técnica de donantes e investigadores, el archivo de campo documenta el ciclo completo en video continuo (docs/campana_gofundme.md):
| Perforación en Patio (AquaDrill) | Caudal y Aforo Continuo | Bioensayo Acuático en Vivo |
|---|---|---|
 |
 |
 |
| Perforación vertical por jetting en patio confinado. | Aporte hídrico continuo (~2 L/min). | Organismos vivos en agua cruda extraída. |
🎬 Documental Cronológico Maestro (5 min 28 s): Registro sin cortes comerciales que integra:
- Reconocimiento de lloraderos geológicos en ladera.
- Montaje y penetración de sarta AquaDrill en patio urbano.
- Extracción de núcleos arcillosos impermeables de tapón.
- Bombeo de purga y estabilización de columna hídrica.
- Prueba de aforo continuo y bioensayo ecotoxicológico inmediato con langostinos de agua dulce (Procambarus clarkii).
Detalle de marcas de tiempo y enlaces disponible en
docs/campana_gofundme.md.
El proyecto opera con principios de máxima transparencia financiera, costos unitarios reales verificados y compras de equipo trazables (desglose completo en docs/presupuesto_detallado.md):
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│ RESUMEN DE METAS DE FINANCIAMIENTO │
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│ FASE │ META (MXN) │ EQUIVALENTE* │ OBJETIVO CLAVE │
├────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┼───────────────────┤
│ Fase 1: Consolidación Piloto │ $39,710.00 MXN │ ~$2,147 USD │ Lab EMA NOM-127, │
│ │ │ │ RO Rotoplas 300100│
│ │ │ │ kit IoT y pozo 001│
├────────────────────────────────┼─────────────────┼─────────────────┼───────────────────┤
│ Fase 2: Red Centinela (3 Nodos)│ $89,120.00 MXN │ ~$4,818 USD │ 3 pozos de alivio,│
│ (Acumulada) │ │ │ bombeo solar, SIM │
│ │ │ │ celular y datos │
└────────────────────────────────┴─────────────────┴─────────────────┴───────────────────┘
*Tipo de cambio de referencia: ~$18.50 MXN / USD.
| Metas de Financiamiento Acumuladas | Distribución de Inversión Fase 1 ($39,710 MXN) |
|---|---|
 |
 |
- Batería de análisis en laboratorio EMA (NOM-127-SSA1-2021): $13,500 MXN.
- Tren de purificación 20% (Ósmosis Rotoplas 300100 + Lámpara UV 12W): $5,850 MXN.
- Activo de cuadrilla reutilizable (Motobomba 6.5 HP y mangueras): $4,300 MXN.
- Materiales de pozo (PVC 4" Céd. 40 ranurado, bentonita sódica, grava sílica): $3,120 MXN.
- Hardware de telemetría IoT Centinela ESP32 (sensores TDS, nivel, flujo, relé): $1,123.20 MXN.
- Almacenamiento sanitario (depósito 450L grado alimenticio + plomería): $4,816.80 MXN.
- Mano de obra cuadrilla especializada (perforación, aforo y calibración): $7,000 MXN.
- Total Fase 1: $39,710.00 MXN.
- Habilitación de 3 micro-pozos en laderas críticas de Tijuana: $9,360 MXN.
- Mano de obra de perforación y montaje (3 instalaciones): $21,000 MXN.
- Energía solar autónoma para 3 nodos (paneles, control MPPT, batería): $22,500 MXN.
- Kits de telemetría IoT ESP32 Centinela (3 unidades completas): $3,369.60 MXN.
- Conectividad celular industrial NB-IoT / LTE-M (SIMs multicarrier 1 año): $4,800 MXN.
- Campaña analítica EMA multicuenca (3 análisis bajo NOM-127): $22,000 MXN.
- Infraestructura de datos abiertos (Servidor MQTT / InfluxDB 12 meses): $3,890.40 MXN.
- Reactivos de bioensayos ecotoxicológicos de campo: $2,200 MXN.
- Total Fase 2 Acumulado: $89,120.00 MXN.
El colectivo 1, 2, 3 por Tijuana integra un equipo multidisciplinario con perfiles complementarios en campo, laboratorio, ingeniería y comunidad:
- Pablo Campos (Dirección Técnica y Desarrollo de Campo): Diseño y fabricación del sistema de perforación frugal AquaDrill, operación hidráulica en campo, integración de cuadrillas locales y despliegue del hardware de telemetría.
- Dra. Ana Violeta Trevizo (Geoquímica y Calidad del Agua Subterránea): Supervisión científica de protocolos de muestreo, análisis hidrogeoquímico, correlación con la NOM-127-SSA1-2021 y enlace con laboratorios acreditados ante la EMA.
- Sati Gutiérrez (Coordinación Comunitaria y Enlace Territorial): Vinculación directa con comités vecinales en zonas de ladera (Sánchez Taboada, Lomas del Rubí), gestión de asambleas informativas y gobernanza ciudadana del agua.
- Ricardo Araña (Ingeniería Hidráulica y Sistemas de Filtración): Cálculo de pérdidas de carga, diseño del tren de tratamiento desacoplado 80/20, dimensionamiento de bombas solares y mantenimiento de sistemas de ósmosis inversa.
- Daniela Sepúlveda (Gestión de Datos Abiertos y Monitoreo Ambiental): Arquitectura de la base de datos de telemetría, visualización de series temporales, comunicación de riesgos geológicos y apertura de datos para la ciudadanía e investigadores.
Este repositorio se rige bajo principios de:
- Hardware Libre y Replicable: Los esquemas, diagramas y listas de materiales son públicos para auditoría y réplica comunitaria.
- Protección Estricta de la Privacidad: La telemetría reporta variables físicas ambientales. Las ubicaciones exactas y nombres de propietarios de predios particulares no se publican; se referencia exclusivamente por polígono o cuenca general (Playas de Tijuana).
- Inocuidad Comprobada: Ningún agua se promueve para consumo humano sin un informe oficial de laboratorio acreditado EMA que demuestre el cumplimiento de la NOM-127-SSA1-2021.
aguadegia/
├── .gitignore # Filtro de seguridad (claves, binarios, .env, hardware/config.h)
├── LICENSE # Licencia MIT de código abierto
├── README.md # Manifiesto técnico, solución 80/20, galería visual y equipo
├── docs/
│ ├── campana_gofundme.md # Documento maestro para campaña de recaudación comunitaria
│ ├── presupuesto_detallado.md # Tablas desglosadas con precios oficiales verificados
│ └── img/ # Galería fotográfica y clips animados de campo
│ ├── portada_pozo_actual_2026.jpg
│ ├── 01_reconocimiento_farallon_lloraderos.jpg
│ ├── 02_perforacion_aquadrill_2022.jpg
│ ├── 03_boca_pozo_motobomba_2022.jpg
│ ├── 04_macromedidor_flujo_k24.jpg
│ ├── 05_aforo_nivel_columna.jpg
│ ├── clip_perforacion_patio.webp
│ ├── clip_chorro_agua_aquadrill.webp
│ ├── clip_bioensayo_langostinos.webp
│ ├── grafico_presupuesto_fase1.svg
│ └── grafico_metas_acumuladas.svg
├── hardware/
│ └── config.example.h # Plantilla C++ con pinout ESP32, MQTT y umbrales sin credenciales
└── lab/
└── README.md # Protocolo analítico EMA, bioensayos ecotoxicológicos y NOM-127
Este proyecto está bajo la Licencia MIT. Consulta el archivo LICENSE para más detalles.
El conocimiento, los datos y las herramientas generadas pertenecen a las comunidades de Tijuana.