Humedales inteligentes: la gestión tradicional se une a la innovación y la tecnología
Solución completa
Sensor de nivel de agua
WWF HK
En las últimas décadas, los humedales de la zona de Inner Deep Bay se han gestionado con enfoques convencionales y tradicionales. Sin embargo, los nuevos retos medioambientales y sociales -como los fenómenos meteorológicos extremos y la escasez de mano de obra- han afectado cada vez más a la gestión de los humedales. Este proyecto integra innovación y tecnología para afrontar estos retos de gestión de los humedales.
Este proyecto aprovecha la tecnología punta para mejorar la gestión de los humedales mediante:
- la investigación de soluciones de I&T para el monitoreo de humedales, especialmente mediante la introducción de sensores inalámbricos de Internet de las Cosas (IoT) que pueden contribuir a la gestión y conservación del paisaje de humedales en la Reserva Natural de Mai Po (MPNR);
- establecer un humedal piloto para validar la prueba de concepto mediante el despliegue de sensores inalámbricos IoT y la recogida remota de datos de seguimiento del humedal; y
- analizar los datos recogidos para evaluar la eficacia y la configuración de las aplicaciones de los sensores IoT y compartir la experiencia con las partes interesadas pertinentes de la comunidad de administración de humedales.
Última actualización: 10 Oct 2025
251 Vistas
Premio Tech4Nature
Descripción de la tecnología
En zonas remotas como la Reserva Natural de Mai Po (MPNR), el acceso a la electricidad urbana y a la conexión a Internet es siempre un reto.
Este proyecto desplegó 30 sensores de nivel de agua, 2 sensores de calidad del agua y 2 sensores de seguimiento de búfalos utilizando la tecnología de red de área extensa de largo alcance (LoRaWAN) para mejorar la vigilancia de los humedales en la Reserva Natural de Mai Po. LoraWAN está diseñada para comunicaciones de largo alcance y bajo consumo, lo que la hace ideal para zonas con conectividad limitada. Permite transmitir datos a varios kilómetros y reducir el coste y la complejidad del despliegue de sensores.
Además, el Departamento de Servicios Eléctricos y Mecánicos (EMSD) del Gobierno de la Región Administrativa Especial de Hong Kong instaló cuatro pasarelas de la red gubernamental IoT Network (GWIN). Estas pasarelas reciben la señal LoRaWAN de los sensores compatibles con LoRa y transmiten la señal al backend GWIN a través de la red 4G/5G. A continuación, el sistema de gestión central (CMS) recupera los datos del backend de GWIN y los muestra en dispositivos móviles o de sobremesa para su uso diario operativo y de investigación. Tres pasarelas funcionan con electricidad urbana, mientras que la instalada en la zona de la marisma se alimenta de un sistema solar. Además de las cuatro pasarelas instaladas especialmente para este proyecto, las instaladas por otros departamentos gubernamentales en los alrededores de MPNR mejoran aún más la capacidad de recepción de datos.
Muchas especies de humedales, en particular las aves acuáticas, son extremadamente sensibles al nivel del agua. Ajustar el nivel del agua cuando sea oportuno mejora enormemente la función de los humedales. Los sensores de nivel de agua proporcionan datos en tiempo real al personal de gestión de los humedales, ayudando a optimizar los niveles de agua para las especies de los humedales. El sensor de nivel de agua funciona con una batería que tiene una duración aproximada de 2 años. La frecuencia de transmisión de datos puede fijarse en 10, 20 ó 30 minutos, en función de las necesidades de muestreo de datos de cada lugar.
Una buena calidad del agua es esencial para la supervivencia de la fauna de los humedales. El control de la calidad del agua en Mai Po es un elemento clave de la gestión de nuestro humedal. Los sensores de calidad del agua vigilan continuamente las condiciones de calidad del agua para proporcionar información para las medidas de gestión necesarias. Alimentados por un pequeño sistema polar, transmiten datos cada 60 minutos.
Los búfalos son los "ingenieros de humedales" de Mai Po. La intensidad de su pastoreo controla la altura de las plantas y crea microhábitats que atraen a diversas aves y animales de los humedales. La tecnología GPS se emplea para seguir los movimientos de los búfalos de agua fijando un sensor de seguimiento a su collar. Los datos de localización del búfalo se transmiten cada 20 minutos para analizar su uso del hábitat y ayudar a su cuidado diario. La batería que alimenta el sensor puede durar 1,5 años.
El sistema de gestión central funciona en la red en la nube de AWS y proporciona una copia de seguridad de los datos en tiempo real en un servidor secundario para lograr una resiliencia de los datos a gran escala. El usuario puede acceder a los datos casi en tiempo real a través de una aplicación web en dispositivos de sobremesa o móviles. Las alertas personalizadas -como nivel de agua alto, nivel de pH anómalo, búfalo fuera de límites- pueden enviarse por correo electrónico o SMS, con umbrales y configuraciones de notificación ajustables.
Mediante la integración de sensores y un sistema de gestión digital, este proyecto ha mejorado significativamente la eficacia de la vigilancia de los humedales, ha aumentado la frecuencia de los datos y ha permitido nuevas oportunidades potenciales de investigación para la conservación de los humedales.
Donantes y financiación
Donante: Countryside Conservation Office of Hong Kong SAR Government - Countryside Conservation Funding Scheme - Research Activities on Countryside Conservation and Revitalization
Contexto
Défis à relever
Retos medioambientales:
- El control preciso del nivel del agua es necesario para mantener los hábitats de las aves acuáticas.
- El intercambio regular de agua es esencial para mantener una buena calidad del agua.
- El control continuo de la calidad del agua ayuda a determinar las medidas necesarias para el intercambio de agua.
- El control de la vegetación garantiza paisajes abiertos para las aves acuáticas.
- Los fenómenos meteorológicos extremos inducidos por el cambio climático amenazan la estabilidad del hábitat.
- Los lugares de control distantes o inaccesibles dificultan las evaluaciones medioambientales periódicas.
Retos sociales:
- La escasez de mano de obra limita los esfuerzos de seguimiento manual y las labores de conservación.
- Se necesitan esfuerzos adicionales de cría y seguimiento de los búfalos introducidos como "ingenieros de humedales".
Retos económicos:
- El acceso limitado a las redes de electricidad e internet de la ciudad y la escasez de mano de obra aumentan los costes operativos.
Ubicación
Hong Kong
Asia del Este
Procesar
Resumen del proceso
Cómo están conectadas entre sí las 4 fases de este ciclo de vida de desarrollo de proyectos:
- De los cimientos al despliegue: Unos cimientos sólidos con objetivos claros y la participación de las partes interesadas garantizan que la fase de despliegue esté bien preparada y alineada con los objetivos del proyecto.
- Del despliegue a la implantación y evaluación: Un despliegue eficaz prepara el terreno para una ejecución sin problemas. La supervisión continua durante la implantación proporciona información que mejora las prácticas de implantación, lo que a su vez mejora las implantaciones futuras.
- De laaplicación y la evaluación a la difusión: La fase de evaluación genera ideas y datos valiosos, que son esenciales para la difusión. Unas métricas claras y unos resultados satisfactorios refuerzan el impacto de los esfuerzos de difusión.
- Difusión a la Fundación: Las lecciones aprendidas y la retroalimentación de la difusión informan la fase de fundación de futuros proyectos, fomentando la mejora continua. La difusión puede planificarse estratégicamente a lo largo del ciclo de vida del proyecto, con actividades específicas programadas en diferentes fases para maximizar el impacto.
Bloques de construcción
Fundación - Consulta con las partes interesadas, identificar y priorizar el dispositivo, la plataforma y la red adecuados que se aplicarán en el MPNR para un seguimiento eficaz de los humedales.
Meta: Sentar las bases para integrar las soluciones de I+T en la gestión tradicional de los humedales
Objetivos:
- Presentar tres aplicaciones de I+T propuestas a los interesados en los humedales y a los sectores de I+T.
- Consultar a las partes interesadas de los humedales y a los sectores de I&T para conocer sus opiniones y comentarios.
- Examinar las posibles aplicaciones de IO beneficiosas para la gestión de los RNMP.
- Identificar e integrar soluciones de IoT relevantes para el funcionamiento de gei wai y la investigación de humedales en MPNR
Factores facilitadores
Se llevaron a cabo estudios para identificar y priorizar el dispositivo, la plataforma y la red adecuados que se aplicarían en MPNR para un seguimiento eficaz de los humedales:
Consultas con las partes interesadas en los humedales:
- Consulta con el Comité de Gestión de Mai Po (MPMC), compuesto por representantes del Departamento de Agricultura, Pesca y Conservación, la Sociedad de Observación de Aves de Hong Kong, académicos, expertos independientes en humedales y ornitólogos. Obtención de asesoramiento sobre la aplicación de IO propuesta.
- Consulta con las comunidades locales. Sus aportaciones ayudaron a alinear el proyecto con los valores y necesidades de la comunidad.
- Consultas con los sectores de la innovación y la tecnología. Obtención de asesoramiento técnico sobre la selección de las aplicaciones de IO propuestas, el sistema de red de transmisión y los requisitos de despliegue del Departamento de Servicios Eléctricos y Mecánicos de la Comisión de Innovación y Tecnología, empresa miembro del Programa Incu-Tech, Parque Científico y Tecnológico de Hong Kong.
Revisión de las aplicaciones potenciales de IoT en la conservación de humedales:
- Se creó un resumen de revisión técnica de la aplicación potencial de IoT (como se adjunta)
Lección aprendida
Las opiniones y sugerencias del MPMC se resumen a continuación:
- Dado que las soluciones de I&T podrían ser caras, hay que llegar a un compromiso entre la frecuencia de muestreo de datos y el coste
- La selección de ubicaciones para el despliegue de sensores proporciona información detallada para la gestión del hábitat.
- El control de calidad de los datos es crucial
- El sistema automatizado de monitorización IoT en tiempo real mejora la eficiencia de la recogida de datos. Los datos pueden correlacionarse con otras investigaciones científicas
- El despliegue de sensores podría afectar visualmente al paisaje natural de los humedales
Las opiniones y sugerencias del sector de I&T se resumen a continuación:
- Las tres aplicaciones propuestas son viables
- Hay que definir claramente el alcance del servicio. Podría incluir un plan de ejecución, servicio de implantación de aplicaciones, servicio de consulta tecnológica, servicio de gestión de proveedores, instalación in situ, establecimiento de la plataforma, servicio de análisis de datos, servicio de mantenimiento
- La plataforma debe ser capaz de capturar datos, establecer una canalización e integración de datos y realizar análisis de datos.
- Los requisitos funcionales de la plataforma, como el acceso de los usuarios, el modelo de información del edificio (BIM), las alertas, la transmisión de datos y el análisis de cuadros de mando, deben estar claramente definidos.
- Los requisitos técnicos de la plataforma, como las especificaciones informáticas para el funcionamiento de la plataforma, el formato y la capacidad de BIM y la seguridad de los datos, deben indicarse claramente.
Despliegue - Asociación con el Departamento de Servicios Eléctricos y Mecánicos (EMSD) del Gobierno local para la utilización de la red gubernamental de Internet de las Cosas (GWIN).
La asociación con EMSD nos permite utilizar la red GWIN como capa de transmisión para todos los sensores instalados para este proyecto en la Reserva Natural de Mai Po (MPNR) sin necesidad de costes recurrentes de red.
La tecnología ofrece varias ventajas que la hacen idónea para la transmisión inalámbrica de datos en aplicaciones IoT. Sus capacidades de largo alcance permiten transmitir datos a gran distancia, lo que la hace ideal para vastas zonas rurales como MPNR. Además, el consumo eficiente de energía de LoRa prolonga la vida útil de los dispositivos alimentados por batería. La transmisión de datos LoRa también garantiza la confidencialidad e integridad de los datos mediante protocolos seguros.
En este proyecto, EMSD instaló cuatro pasarelas LoRa GWIN en la Reserva Natural de Mai Po (MPNR). Los sensores instalados en MPNR se conectan a las pasarelas a través de la red LoRa privada y de baja potencia y, finalmente, se conectan al backend de GWIN a través de la red 4G. Además de estas cuatro pasarelas instaladas especialmente para este proyecto, otras pasarelas GWIN cercanas al MPNR pueden garantizar aún más la fiabilidad de la transmisión de datos.
A su vez, estas cuatro pasarelas también pueden ayudar a recibir la señal de los sensores instalados por varios departamentos gubernamentales en los alrededores.
Factores facilitadores
Los sensores tradicionales necesitarían cada uno una conexión 4G para conectarse a los servidores centrales. En la red GWIN, los sensores se conectan a las pasarelas a través de la red LoRa (de largo alcance), de bajo consumo y privada. La red de bajo consumo reduce el coste y la complejidad de la instalación de los sensores y mejora la seguridad del sistema y los datos sin necesidad de utilizar una red de terceros.
Lección aprendida
Mantener una sólida asociación con EMSD nos permite abordar con mayor eficacia los retos a los que nos enfrentamos en MPNR (acceso limitado a Internet y a la electricidad de la ciudad) gracias a su red y apoyo bien establecidos.
Recursos
Difusión - Promover la aplicación de la tecnología IoT en la gestión de humedales
Para promover la aplicación de la tecnología IoT en la gestión de los humedales, este proyecto de investigación y la experiencia adquirida se han compartido a lo largo del proyecto mediante:
- La organización de seminarios web para gestores de la conservación y partes interesadas en los humedales
- Instalación de paneles de interpretación al aire libre en MPNR
- La promoción a través de la plataforma de medios sociales y la participación de los medios de comunicación
- Producción de un vídeo promocional
- Publicación del informe técnico del proyecto
- Organización de visitas públicas y escolares para presentar la aplicación de la tecnología IoT en la gestión de humedales en la RMMP
Factores facilitadores
Se celebraron 3 seminarios/webinarios sobre la aplicación de la IO a la gestión de humedales. Asistieron más de 120 participantes, incluidos profesionales de más de 30 sitios gestionados de todo el mundo, la Administración Nacional de Bosques y Pastizales de China continental, departamentos gubernamentales locales, ONG e instituciones públicas y privadas.
Se instalaron paneles interpretativos en el interior de MPNR para explicar a los visitantes la finalidad de los tres tipos de sensores IoT.
Se publicaron varios posts en las redes sociales y se involucró a los medios de comunicación para que el público conociera los principales componentes del proyecto y la importancia de los humedales y su gestión proactiva.
Se produjo y publicó un vídeo promocional en el que se explicaba al público lo que habíamos hecho y conseguido en este proyecto de dos años de duración.
Se elaboró y publicó un informe técnico sobre la aplicación del Internet de las Cosas a la conservación de los humedales de la Reserva Natural de Mai Po, con recomendaciones para futuros despliegues del Internet de las Cosas en entornos de humedales similares, destacando la escalabilidad y replicabilidad de este enfoque.
Se organizaron visitas públicas y escolares a MPNR para presentar la aplicación de la tecnología IoT en la gestión de humedales en MPNR.
Lección aprendida
Esta fase de difusión es crucial para garantizar que los resultados y productos de este proyecto se compartan con las partes interesadas y el público en general. He aquí algunas lecciones aprendidas:
- Es esencial identificar y dirigirse al público adecuado. Esto incluye a las partes interesadas internas, otros proyectos y la comunidad en general.
- Se pueden utilizar varios métodos de difusión, como informes, presentaciones, talleres, redes sociales y publicaciones.
- La difusión debe planificarse a lo largo del ciclo de vida del proyecto, con actividades específicas programadas en diferentes fases para maximizar el impacto.
- Involucrar a las partes interesadas a través de la difusión ayuda realmente a recabar opiniones, fomentar la colaboración y garantizar la sostenibilidad del proyecto.
- La importancia de una documentación exhaustiva y unos informes claros. Esto garantiza que las lecciones aprendidas sean accesibles y puedan utilizarse en futuros proyectos.
- Las actividades realizadas en la fase de difusión pueden aprovecharse para identificar áreas de mejora en los procesos y metodologías del proyecto.
Impactos
Este proyecto es la primera iniciativa de investigación destinada a estudiar el sistema de monitorización basado en IoT para la conservación de humedales en Hong Kong. Ha tenido un impacto positivo en la conservación y gestión de los humedales:
- La mejora de la eficacia y la eficiencia de la gestión del hábitat, la hidrología y la vegetación a través de la tecnología IoT en MPNR.
- Proporcionando parámetros ambientales 24/7, como el nivel y la calidad del agua, lo que permite el análisis de tendencias para apoyar la conservación a largo plazo, especialmente para las aves dependientes de los humedales.
- Recopilación de parámetros medioambientales en tiempo real para detectar anomalías, garantizando una respuesta y mitigación rápidas.
- Redirigir los recursos de la recogida manual de datos y las patrullas no específicas para centrarlos en la comprensión y el tratamiento eficaces de las amenazas.
- Aumentar la capacidad de innovación y gestión dentro del MPNR y entre sus partes interesadas estratégicas mediante la colaboración y la comunicación.
- Aumentar la concienciación pública y reforzar la comprensión de la comunidad de los humedales sobre la importancia del Sitio Ramsar y de los humedales desde una perspectiva de innovación y tecnología (I&T).
- Demostrar al público en general la cooperación de los interesados en la conservación de los humedales.
- Establecer un caso vivo para futuras referencias o réplicas en la gestión de los Parques de Conservación de Humedales propuestos en el marco de la Estrategia de Desarrollo de la Metrópolis Norte por el Gobierno de la RAEHK, en consonancia con el Plan de Ciudad Inteligente para Hong Kong (Plan 2.0).
Beneficiarios
- Profesionales de los humedales que trabajan en un entorno medioambiental similar al de los MPNR.
- Aldeanos locales que se benefician de recibir notificaciones de alerta de nivel de agua alto del sistema.
- Personal del MPNR responsable de la gestión diaria de la hidrología y la vegetación.
Además, explique el potencial de escalabilidad de su solución. ¿Puede reproducirse o ampliarse a otras regiones o ecosistemas?
Como prueba de concepto, este proyecto validó la funcionalidad del sistema y sentó las bases para futuros despliegues a gran escala. Sirve como caso de referencia para los humedales situados a lo largo de la ruta migratoria entre Asia Oriental y Australasia, donde los humedales costeros naturales se convirtieron anteriormente en estanques y ahora se están restaurando para proporcionar lugares esenciales de descanso, alimentación e invernada para las aves acuáticas.
En este proyecto, los sensores se utilizaron principalmente con fines de vigilancia. Sin embargo, el potencial de la IO puede ir mucho más allá de la detección pasiva: puede funcionar como un efector activo, respondiendo dinámicamente a los estímulos detectados. Esta capacidad transformadora mejora considerablemente las estrategias de gestión medioambiental. Por ejemplo, una esclusa inteligente equipada con controles automatizados puede programarse para abrirse cuando los sensores de nivel de agua detecten que los niveles han superado un umbral predeterminado, permitiendo que el exceso de agua fluya y evite posibles inundaciones. Estos sistemas sensibles no sólo mitigan los riesgos asociados a condiciones meteorológicas extremas, sino que también optimizan la gestión de los recursos hídricos. Al integrar intervenciones en tiempo real, IoT permite un enfoque más proactivo de la vigilancia y la gestión del medio ambiente, fomentando un ecosistema más resistente.
Más allá del seguimiento y la gestión del hábitat, la tecnología IoT ofrece ventajas adicionales para la gestión de los humedales, como la gestión de visitantes, la implicación, participación y concienciación de la comunidad (CEPA) y la vigilancia. La experiencia adquirida en el desarrollo e implementación de la arquitectura IoT en este proyecto proporciona una base sólida para aplicaciones más amplias en la conservación y gestión de los humedales, allanando el camino para una administración ambiental más eficiente y eficaz.
Marco Global para la Biodiversidad (GBF)
Objetivo 1 del GBF - Planificar y gestionar todas las áreas para reducir la pérdida de biodiversidad
Objetivo 2 del FGD - Restaurar el 30% de los ecosistemas degradados
Objetivo 3 del FGD - Conservar el 30% de la tierra, las aguas y los mares
Objetivo 9 del GBF - Gestionar las especies silvestres de forma sostenible en beneficio de las personas
Objetivos de Desarrollo Sostenible
ODS 1 - Fin de la pobreza
ODS 3 - Salud y bienestar
ODS 11 - Ciudades y comunidades sostenibles
ODS 13 - Acción por el clima
ODS 15 - Vida de ecosistemas terrestres
Historia
Tras identificar los retos a los que se enfrenta la conservación de los humedales y explorar los últimos avances en IoT, un grupo de conservacionistas de humedales que trabajan en Mai Po iniciaron y diseñaron el proyecto. El proyecto se creó en colaboración con diversas partes interesadas, incluidos varios departamentos gubernamentales que aportaron financiación y apoyo profesional y técnico para la gestión de los humedales y la innovación y la tecnología. Con la contribución de otros miembros del equipo y expertos, incluido el asesoramiento del Comité de Gestión de Mai Po, el equipo del proyecto llevó a cabo con éxito la iniciativa. Los conocimientos y la experiencia adquiridos se compartieron con otros gestores de humedales tanto locales como internacionales, fomentando así esfuerzos de conservación más amplios.
Este proyecto se centró en evaluar el rendimiento sobre el terreno del sistema de monitorización IoT y su facilitación tanto en la hidrología como en la gestión de la vegetación en MPNR. La aplicación IoT ha apoyado eficazmente la gestión planificada in situ. Mediante el análisis de los datos recopilados a través del sistema, el equipo pudo evaluar el nivel óptimo de agua para las aves acuáticas, determinar la frecuencia de intercambio de agua y supervisar el uso de la zona por parte de los búfalos. Estos datos beneficiaron tanto a los trabajadores sobre el terreno como a los gestores de las actividades de gestión, investigación y vigilancia.
Como prueba de concepto, el ensayo validó la funcionalidad del sistema y sentó las bases para futuros despliegues a gran escala, sirviendo como caso de referencia para los Parques de Conservación de Humedales en el marco de la Estrategia de Desarrollo de la Metrópolis del Norte. Gracias a la integración del IoT, los recursos del campo pueden supervisarse y conservarse con mayor eficacia, al tiempo que se fomenta un modelo de gestión para la conservación de los humedales.