Monitoreo volcánico usando plataformas Arduino y Simulink

Volcanoes monitoring using Arduino and Simulink platforms

El monitoreo de la actividad volcánica es una preocupación importante en aquellos países con alto grado de sismicidad. El principal inconveniente es el alto costo de la instrumentación requerida para vigilar el comportamiento de los volcanes, lo cual limita el acceso a información actualizada que permita realizar actividades de prevención. En este trabajo se presenta la implementación de la adquisición de dos variables asociadas al monitoreo volcánico, usando un Arduino y la herramienta Simulink de Matlab. Se implementó un medidor de inclinación o movimiento, que permite medir las deformaciones del edificio volcánico y las posibles sacudidas que pudieran existir de su cono, entre otras aplicaciones. Igualmente se implementó un medidor de temperatura con una termoresistencia PT100. La experimentación permitió comprobar la funcionalidad de los medidores de inclinación y temperatura, arrojando resultados satisfactorios y con errores relativos adecuados. Lo anterior permite concluir que el empleo de Simulink para la programación del Arduino posibilita la simulación y evaluación de los modelos, directamente sobre la placa de Arduino durante el proceso de diseño, con las ventajas que brinda esta alternativa en el ahorro de tiempo y simplicidad en la programación del dispositivo.

1. INTRODUCCIÓN

El hombre siempre se ha interesado por explicarse y predecir los fenómenos de su entorno, fundamentalmente los que constituyen peligro para su vida y para los recursos materiales que lo benefician, como: la concentración de gases tóxicos, el caudal de los ríos, la concentración de material radioactivo y el comportamiento volcánico, entre otros (Carreño-Bodensiek, 2010; Fernández-Morales, & Duarte, 2012; Martínez-Ovalle, Reyes-Caballero, & González-Puín, 2013). En este hemisferio existen varios países donde el evento volcánico es una verdadera amenaza, como son los casos de EEUU, México, Chile, Haití, el Salvador, Ecuador, Nicaragua y Colombia, por mencionar los que han sido más castigados por las erupciones volcánicas.

La vulcanología es una ciencia bastante joven, solo hasta 1912 el científico Thomas Jaggar constituyó el primer observatorio vulcanológico en Estados Unidos en la isla de Hawai (López-Mendoza, Molina-Arévalo, & Vaídes-Ramírez, 2007). El estudio de estos fenómenos implica la implementación de sistemas de monitoreo para los volcanes, los cuales requieren instrumentación altamente sofisticada y costosa, que no está al alcance de todos los países latinoamericanos.

Dentro de las magnitudes vulcanológicas a medir se encuentran: la concentración de gases volcánicos como CO2 y gases ácidos, temperatura, sismicidad, deformación del edificio volcánico y el potencial espontáneo (Valdés-Gonzales, & Puente-Espinosa, 2008; López-Mendoza et al., 2007).