PROTOTIPO DE UN SISTEMA DE MEDICIÓN Y
MONITOREO REMOTO MULTIPARAMÉTRICO
PARA MEDIR LA CALIDAD DEL AGUA
POTABLE: AQUAASM
PROTOTYPE OF A MULTIPARAMETRIC REMOTE
MEASUREMENT AND MONITORING SYSTEM FOR
MEASURING DRINKING WATER QUALITY: AQUAASM
Miguel Ángel Jiménez Reyes
Universidad Nacional Autónoma de México
Ángel Sebastián Colín García
Universidad Nacional Autónoma de México
Juan Manuel Chávez Pérez
Universidad Nacional Autónoma de México
Victoria Peña Alanis
Universidad Nacional Autónoma de México
Moisés Isaac Espinosa Espinosa
Universidad Nacional Autónoma de México
pág. 6287
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v10i1.22743
Prototipo de un sistema de medición y monitoreo remoto multiparamétrico
para medir la calidad del agua potable: AquaASM
Miguel Ángel Jiménez Reyes1
angel.jimenez.07@ciencias.unam.mx
https://orcid.org/0009-0005-0807-6645
Facultad de Ciencias
Universidad Nacional Autónoma de México
México
Ángel Sebastián Colín García
angel.s.coling@ciencias.unam.mx
https://orcid.org/0009-0002-2188-918X
Facultad de Ciencias
Universidad Nacional Autónoma de México
México
Juan Manuel Chávez Pérez
manuelchp2707@ciencias.unam.mx
https://orcid.org/0009-0003-4786-4113
Facultad de Ciencias
Universidad Nacional Autónoma de México
México
Victoria Peña Alanis
victoria_penalanis@ciencias.unam.mx
https://orcid.org/0009-0000-4108-9169
Facultad de Ciencias
Universidad Nacional Autónoma de México
México
Moisés Isaac Espinosa Espinosa
mee@ciencias.unam.mx
https://orcid.org/0000-0001-5954-1985
Facultad de Ciencias
Universidad Nacional Autónoma de México
México
RESUMEN
Se presenta un prototipo de un sistema de monitoreo remoto multiparamétrico para medir la calidad del
agua, llamado AquaASM, implementado con un microcontrolador ESP32, y tres sensores: uno de pH
(potencial de hidrógeno), modelo PH-4502C, uno de temperatura, modelo DS18B20 y uno de sólidos
disueltos totales (SDT), modelo Metter TDS Sensor V1.0. Utiliza tecnología Wifi para transmitir
información en tiempo real a una aplicación web desarrollada en lenguaje HTML (HyperText Markup
Language), que permite visualizar los parámetros medidos. La precisión del sistema en las mediciones
es de ± 0.1 unidades para el pH, ±0.5° en temperatura y ± 10% en sólidos disueltos totales, lo que lo
hace adecuado para aplicaciones básicas de monitoreo y análisis de la calidad del agua.
Palabras clave: agua potable; monitoreo remoto; Wifi; pH; Sólidos disueltos totales
1 Autor principal.
Correspondencia: angel.jimenez.07@ciencias.unam.mx
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v10i1.22743
Prototipo de un sistema de medición y monitoreo remoto multiparamétrico
para medir la calidad del agua potable: AquaASM
Miguel Ángel Jiménez Reyes1
angel.jimenez.07@ciencias.unam.mx
https://orcid.org/0009-0005-0807-6645
Facultad de Ciencias
Universidad Nacional Autónoma de México
México
Ángel Sebastián Colín García
angel.s.coling@ciencias.unam.mx
https://orcid.org/0009-0002-2188-918X
Facultad de Ciencias
Universidad Nacional Autónoma de México
México
Juan Manuel Chávez Pérez
manuelchp2707@ciencias.unam.mx
https://orcid.org/0009-0003-4786-4113
Facultad de Ciencias
Universidad Nacional Autónoma de México
México
Victoria Peña Alanis
victoria_penalanis@ciencias.unam.mx
https://orcid.org/0009-0000-4108-9169
Facultad de Ciencias
Universidad Nacional Autónoma de México
México
Moisés Isaac Espinosa Espinosa
mee@ciencias.unam.mx
https://orcid.org/0000-0001-5954-1985
Facultad de Ciencias
Universidad Nacional Autónoma de México
México
RESUMEN
Se presenta un prototipo de un sistema de monitoreo remoto multiparamétrico para medir la calidad del
agua, llamado AquaASM, implementado con un microcontrolador ESP32, y tres sensores: uno de pH
(potencial de hidrógeno), modelo PH-4502C, uno de temperatura, modelo DS18B20 y uno de sólidos
disueltos totales (SDT), modelo Metter TDS Sensor V1.0. Utiliza tecnología Wifi para transmitir
información en tiempo real a una aplicación web desarrollada en lenguaje HTML (HyperText Markup
Language), que permite visualizar los parámetros medidos. La precisión del sistema en las mediciones
es de ± 0.1 unidades para el pH, ±0.5° en temperatura y ± 10% en sólidos disueltos totales, lo que lo
hace adecuado para aplicaciones básicas de monitoreo y análisis de la calidad del agua.
Palabras clave: agua potable; monitoreo remoto; Wifi; pH; Sólidos disueltos totales
1 Autor principal.
Correspondencia: angel.jimenez.07@ciencias.unam.mx
pág. 6288
Prototype of a multiparametric remote measurement and monitoring
system for measuring drinking water quality: AquaASM
ABSTRACT
The present study introduces a prototype of a multiparametric remote monitoring system for measuring
water quality, designated as AquaASM. The system has been implemented with an ESP32
microcontroller and three sensors: one for pH (hydrogen potential), model PH-4502C; one for
temperature, model DS18B20; and one for total dissolved solids (TDS), model Metter TDS Sensor V1.0.
The system utilizes Wi-Fi technology to facilitate the real-time transmission of information to a web
application developed in HTML (HyperText Markup Language), which enables the visualization of the
measured parameters. The system's measurement accuracy has been demonstrated to be ± 0.1 units for
pH, ±0.5° for temperature, and ± 10% for total dissolved solids. This renders the system suitable for
fundamental water quality monitoring and analysis applications.
Keywords: Drinking water; remote monitoring; Wi-Fi; pH; total dissolved solids
Artículo recibido 10 diciembre 2025
Aceptado para publicación: 17 enero 2026
Prototype of a multiparametric remote measurement and monitoring
system for measuring drinking water quality: AquaASM
ABSTRACT
The present study introduces a prototype of a multiparametric remote monitoring system for measuring
water quality, designated as AquaASM. The system has been implemented with an ESP32
microcontroller and three sensors: one for pH (hydrogen potential), model PH-4502C; one for
temperature, model DS18B20; and one for total dissolved solids (TDS), model Metter TDS Sensor V1.0.
The system utilizes Wi-Fi technology to facilitate the real-time transmission of information to a web
application developed in HTML (HyperText Markup Language), which enables the visualization of the
measured parameters. The system's measurement accuracy has been demonstrated to be ± 0.1 units for
pH, ±0.5° for temperature, and ± 10% for total dissolved solids. This renders the system suitable for
fundamental water quality monitoring and analysis applications.
Keywords: Drinking water; remote monitoring; Wi-Fi; pH; total dissolved solids
Artículo recibido 10 diciembre 2025
Aceptado para publicación: 17 enero 2026
pág. 6289
INTRODUCCIÓN
La problemática mundial de la escasez y calidad del agua nos concierne a todos, debido a que tiene un
gran impacto en diversas áreas; el agua potable es esencial para todo ser viviente, como para una gran
cantidad de aplicaciones industriales como la alimentaria, farmacéutica, entre otras.
Como bien se sabe, la superficie de nuestro planeta está cubierta en un 70% por agua, por un total de
1368 millones de km3 de la cual el 97.5 % es agua no potable y solamente el 2.5% es agua dulce y de
esta última un 69% se encuentra congelada, el 30% se encuentra en acuíferos subterráneos, dejando
solamente alrededor del 1% en la atmósfera, ríos y lagos.
Las actividades de agricultura y ganadería consumen entre un 70% y un 80% del total del agua potable
del mundo (Fundación Aquae, 2021). Además, el 80% de aguas residuales, regresan a los ecosistemas
sin ser tratadas (Fundación Aquae, s.f.). Dejando así la duda de si en verdad el agua que utilizamos es
apta para el consumo humano.
En 2010 se reconoció como un derecho humano el abastecimiento y saneamiento del agua. Un estudio
realizado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) en 2023 dio a conocer que (OMS, 2023):
● 296 millones de personas se abastecen de agua procedente de pozos y manantiales no
protegidos, y
● 115 millones de personas recogían agua superficial no tratada en lagos, estanques, ríos o
arroyos.
Asimismo, 2 200 millones de personas carecen de acceso a servicios de agua potable gestionados de
forma segura (OMS, 2023). En México se estima que alrededor de 10 millones de personas no cuentan
con servicio de agua potable.
La Comisión Nacional del Agua (Conagua) de México, señala que el país tiene un promedio de 446 mil
777 millones de metros cúbicos de agua dulce o potable, de los cuales alrededor del 70% se usa en
agricultura y ganadería, el resto (20-30%) es para el consumo humano.
En 2022, de acuerdo con el Sistema de Aguas de la Ciudad de México (SACMEX), 86% de los
parámetros de calidad monitoreados, se mantuvieron dentro de los estándares normativos (IPDP CDMX,
2024a), Según la ENIGH 2022 (Encuesta Nacional de Ingresos y Gastos de los Hogares, elaborada por
INTRODUCCIÓN
La problemática mundial de la escasez y calidad del agua nos concierne a todos, debido a que tiene un
gran impacto en diversas áreas; el agua potable es esencial para todo ser viviente, como para una gran
cantidad de aplicaciones industriales como la alimentaria, farmacéutica, entre otras.
Como bien se sabe, la superficie de nuestro planeta está cubierta en un 70% por agua, por un total de
1368 millones de km3 de la cual el 97.5 % es agua no potable y solamente el 2.5% es agua dulce y de
esta última un 69% se encuentra congelada, el 30% se encuentra en acuíferos subterráneos, dejando
solamente alrededor del 1% en la atmósfera, ríos y lagos.
Las actividades de agricultura y ganadería consumen entre un 70% y un 80% del total del agua potable
del mundo (Fundación Aquae, 2021). Además, el 80% de aguas residuales, regresan a los ecosistemas
sin ser tratadas (Fundación Aquae, s.f.). Dejando así la duda de si en verdad el agua que utilizamos es
apta para el consumo humano.
En 2010 se reconoció como un derecho humano el abastecimiento y saneamiento del agua. Un estudio
realizado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) en 2023 dio a conocer que (OMS, 2023):
● 296 millones de personas se abastecen de agua procedente de pozos y manantiales no
protegidos, y
● 115 millones de personas recogían agua superficial no tratada en lagos, estanques, ríos o
arroyos.
Asimismo, 2 200 millones de personas carecen de acceso a servicios de agua potable gestionados de
forma segura (OMS, 2023). En México se estima que alrededor de 10 millones de personas no cuentan
con servicio de agua potable.
La Comisión Nacional del Agua (Conagua) de México, señala que el país tiene un promedio de 446 mil
777 millones de metros cúbicos de agua dulce o potable, de los cuales alrededor del 70% se usa en
agricultura y ganadería, el resto (20-30%) es para el consumo humano.
En 2022, de acuerdo con el Sistema de Aguas de la Ciudad de México (SACMEX), 86% de los
parámetros de calidad monitoreados, se mantuvieron dentro de los estándares normativos (IPDP CDMX,
2024a), Según la ENIGH 2022 (Encuesta Nacional de Ingresos y Gastos de los Hogares, elaborada por
pág. 6290
el Instituto Nacional de Estadística y Geografía, INEGI), el 69.7% de la población de la CDMX tiene
acceso al agua y a la infraestructura sanitaria (IPDP CDMX, 2024b).
En la Ciudad de México, 53 mil 804 viviendas carecieron de servicio de agua entubada de la red pública.
Por lo tanto: 30 mil 240 viviendas hicieron uso del servicio de pipas privadas o de gobierno para cubrir
su demanda básica de consumo de agua, 9 mil 369 acarrearon agua desde viviendas cercanas. 6 mil 669
viviendas contaban con un captador de agua de lluvia, 4 mil 594 usaron el agua de llave pública (o
hidrante) y 2 mil 932 viviendas acarrearon agua de un pozo, río, lago o arroyo (IPDP CDMX, 2024c).
El agua contaminada o con un saneamiento deficiente puede tener consecuencias en la salud,
provocando enfermedades como cólera, y otras enfermedades diarreicas; la disentería, la hepatitis A, la
fiebre tifoidea, la poliomielitis y otras enfermedades. Alrededor de un millón de personas en todo el
mundo ha sido expuesta a agua contaminada por heces. La diarrea infantil provocada por el consumo de
agua contaminada causa la muerte de un millón de personas al año y el 25% tenían una edad menor a 5
años (OMS, 2023).
Hay diferentes parámetros que definen la calidad del agua, estos son indicadores físicos, químicos y
biológicos que determinan si un cuerpo de agua es apto para un uso específico, como el consumo
humano, el riego y la industria. Algunos parámetros comunes son: temperatura, pH, Sólidos Disueltos
Totales (SDT, Total Dissolved Solids, TDS), oxígeno disuelto, turbidez, conductividad, presencia de
coliformes y otros contaminantes como nitratos, sulfatos y metales pesados.
El prototipo propuesto se enfoca en medir y monitorear solo 3 parámetros; pH, temperatura y total de
sólidos disueltos (medidos en partículas por millón; es decir, ppm). El pH se mide en una escala
logarítmica de 14 unidades, donde cada unidad representa un cambio de un factor de 10 en la
concentración de iones de hidrógeno. De acuerdo con la Secretaría de Salud de México, para que el agua
sea potable, su pH debe estar entre 6.5 y 8.5, ver figura 1, y su TDS entre 0 y 500 ppm. Según la Norma
oficial mexicana 127, el valor ideal de pH es de 6.5 a 8.5, y para TDS el límite permisible es 1000 mg/L
(Secretaría de Salud, 2022). En la figura 1 se presentan las especificaciones sanitarias físicas del agua
de acuerdo con la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA-2021.
el Instituto Nacional de Estadística y Geografía, INEGI), el 69.7% de la población de la CDMX tiene
acceso al agua y a la infraestructura sanitaria (IPDP CDMX, 2024b).
En la Ciudad de México, 53 mil 804 viviendas carecieron de servicio de agua entubada de la red pública.
Por lo tanto: 30 mil 240 viviendas hicieron uso del servicio de pipas privadas o de gobierno para cubrir
su demanda básica de consumo de agua, 9 mil 369 acarrearon agua desde viviendas cercanas. 6 mil 669
viviendas contaban con un captador de agua de lluvia, 4 mil 594 usaron el agua de llave pública (o
hidrante) y 2 mil 932 viviendas acarrearon agua de un pozo, río, lago o arroyo (IPDP CDMX, 2024c).
El agua contaminada o con un saneamiento deficiente puede tener consecuencias en la salud,
provocando enfermedades como cólera, y otras enfermedades diarreicas; la disentería, la hepatitis A, la
fiebre tifoidea, la poliomielitis y otras enfermedades. Alrededor de un millón de personas en todo el
mundo ha sido expuesta a agua contaminada por heces. La diarrea infantil provocada por el consumo de
agua contaminada causa la muerte de un millón de personas al año y el 25% tenían una edad menor a 5
años (OMS, 2023).
Hay diferentes parámetros que definen la calidad del agua, estos son indicadores físicos, químicos y
biológicos que determinan si un cuerpo de agua es apto para un uso específico, como el consumo
humano, el riego y la industria. Algunos parámetros comunes son: temperatura, pH, Sólidos Disueltos
Totales (SDT, Total Dissolved Solids, TDS), oxígeno disuelto, turbidez, conductividad, presencia de
coliformes y otros contaminantes como nitratos, sulfatos y metales pesados.
El prototipo propuesto se enfoca en medir y monitorear solo 3 parámetros; pH, temperatura y total de
sólidos disueltos (medidos en partículas por millón; es decir, ppm). El pH se mide en una escala
logarítmica de 14 unidades, donde cada unidad representa un cambio de un factor de 10 en la
concentración de iones de hidrógeno. De acuerdo con la Secretaría de Salud de México, para que el agua
sea potable, su pH debe estar entre 6.5 y 8.5, ver figura 1, y su TDS entre 0 y 500 ppm. Según la Norma
oficial mexicana 127, el valor ideal de pH es de 6.5 a 8.5, y para TDS el límite permisible es 1000 mg/L
(Secretaría de Salud, 2022). En la figura 1 se presentan las especificaciones sanitarias físicas del agua
de acuerdo con la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA-2021.
pág. 6291
(a)
Si el pH del agua potable no se encuentra en una escala neutra (6.0 - 7.0) puede generar distintas
afectaciones dependiendo el uso. Para el consumo humano, van desde un cambio de sabor del agua hasta
generar irritación en la piel del ser humano, entre otras. Para la industria, por ejemplo, en la agricultura;
afectaría el crecimiento de las plantas, etc. El agua potable con un pH bajo (ácido: 0-5.0) favorece y
acelera el proceso de disolución de metales pesados, facilitando la contaminación del líquido.
El agua puede contaminarse con bacterias debido a las condiciones del entorno en el que se encuentra.
En general, muchas bacterias prefieren un pH cercano a 7 para desarrollarse, por lo que se recomienda
aplicar un desinfectante adecuado con el fin de preservar la calidad del agua. Sin embargo, el artículo
“Monitoring the effect of pH on the growth of pathogenic bacteria using electrical impedance
spectroscopy” muestra que bacterias patógenas como Escherichia coli y Bacillus cereus mantienen su
capacidad de crecimiento aun cuando el pH de su medio de cultivo se modifica dentro de un rango entre
5 y 9 (Razmi et al., 2023).
Por otro lado, la temperatura es uno de los parámetros más importantes que determinan la calidad del
agua potable; afecta su química, que influye en la cantidad de oxígeno que se puede disolver en el
líquido. Esto puede propiciar la aparición de parásitos que pueden generar enfermedades. (Global
Seafood Alliance, 2018).
(b)
Figura 1. Especificaciones sanitarias físicas del agua de acuerdo con la Norma Oficial
Mexicana NOM-127-SSA-2021. (a) pH del agua potable, (b) TDS del agua potable
(Norma oficial mexicana 127).
(a)
Si el pH del agua potable no se encuentra en una escala neutra (6.0 - 7.0) puede generar distintas
afectaciones dependiendo el uso. Para el consumo humano, van desde un cambio de sabor del agua hasta
generar irritación en la piel del ser humano, entre otras. Para la industria, por ejemplo, en la agricultura;
afectaría el crecimiento de las plantas, etc. El agua potable con un pH bajo (ácido: 0-5.0) favorece y
acelera el proceso de disolución de metales pesados, facilitando la contaminación del líquido.
El agua puede contaminarse con bacterias debido a las condiciones del entorno en el que se encuentra.
En general, muchas bacterias prefieren un pH cercano a 7 para desarrollarse, por lo que se recomienda
aplicar un desinfectante adecuado con el fin de preservar la calidad del agua. Sin embargo, el artículo
“Monitoring the effect of pH on the growth of pathogenic bacteria using electrical impedance
spectroscopy” muestra que bacterias patógenas como Escherichia coli y Bacillus cereus mantienen su
capacidad de crecimiento aun cuando el pH de su medio de cultivo se modifica dentro de un rango entre
5 y 9 (Razmi et al., 2023).
Por otro lado, la temperatura es uno de los parámetros más importantes que determinan la calidad del
agua potable; afecta su química, que influye en la cantidad de oxígeno que se puede disolver en el
líquido. Esto puede propiciar la aparición de parásitos que pueden generar enfermedades. (Global
Seafood Alliance, 2018).
(b)
Figura 1. Especificaciones sanitarias físicas del agua de acuerdo con la Norma Oficial
Mexicana NOM-127-SSA-2021. (a) pH del agua potable, (b) TDS del agua potable
(Norma oficial mexicana 127).
pág. 6292
Es importante saber que los cambios de temperatura en el agua pueden afectar su valor de pH. A medida
que la temperatura aumenta, el equilibrio del agua se desplaza y se incrementa ligeramente la
concentración de iones de hidrógeno. Aunque este cambio suele ser pequeño, en presencia de ciertas
sustancias disueltas, sin embargo, la variación del pH puede volverse significativa, (HANNA
Instruments, s.f).
Los sólidos disueltos totales (SDT o TDS) son un indicador importante de la pureza y seguridad del
agua. En la tabla 1, se presenta la escala típica de SDT y su interpretación (Somos PURA, 2025):
Tabla 1. Escala típica de SDT y su interpretación
Sólidos disueltos totales,
TDS (ppm)
Interpretación
0-50 Agua ultrapura, sin minerales esenciales.
50-300 Nivel ideal para agua potable.
300-600 Se considera todavía potable, pero presenta un incremento de
minerales.
600 - 1,500 Puede considerarse potable todavía, pero ya por la cantidad de
partículas que contiene, adquiere un sabor salado.
< 1.500 ppm No apta para consumo humano porque podría tener contaminantes.
El pH y el total de sólidos disueltos son parámetros que establecen la calidad del agua para consumo
humano y su uso industrial, pero dependiendo de las necesidades de cada sector y aditamentos requerido
puede variar el valor de TDS. Según la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA-2021 el valor límite
de TDS en el agua es de 1000 por mg/L para uso y consumo humano, (Secretaría de Salud, 2022).
En este documento se presenta un prototipo para determinar la calidad del agua midiendo los parámetros
pH, TDS y temperatura. Con esto se puede definir, si el agua es apta para el consumo humano o animal.
Este prototipo es de bajo costo, portátil y escalable. Para el sistema propuesto y con base a lo estipulado
en la NOM-127-SSA-2021 para los parámetros pH y TDS se establece una clasificación de la calidad
del agua, la cual es:
● No potable
● Potable
Es importante saber que los cambios de temperatura en el agua pueden afectar su valor de pH. A medida
que la temperatura aumenta, el equilibrio del agua se desplaza y se incrementa ligeramente la
concentración de iones de hidrógeno. Aunque este cambio suele ser pequeño, en presencia de ciertas
sustancias disueltas, sin embargo, la variación del pH puede volverse significativa, (HANNA
Instruments, s.f).
Los sólidos disueltos totales (SDT o TDS) son un indicador importante de la pureza y seguridad del
agua. En la tabla 1, se presenta la escala típica de SDT y su interpretación (Somos PURA, 2025):
Tabla 1. Escala típica de SDT y su interpretación
Sólidos disueltos totales,
TDS (ppm)
Interpretación
0-50 Agua ultrapura, sin minerales esenciales.
50-300 Nivel ideal para agua potable.
300-600 Se considera todavía potable, pero presenta un incremento de
minerales.
600 - 1,500 Puede considerarse potable todavía, pero ya por la cantidad de
partículas que contiene, adquiere un sabor salado.
< 1.500 ppm No apta para consumo humano porque podría tener contaminantes.
El pH y el total de sólidos disueltos son parámetros que establecen la calidad del agua para consumo
humano y su uso industrial, pero dependiendo de las necesidades de cada sector y aditamentos requerido
puede variar el valor de TDS. Según la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA-2021 el valor límite
de TDS en el agua es de 1000 por mg/L para uso y consumo humano, (Secretaría de Salud, 2022).
En este documento se presenta un prototipo para determinar la calidad del agua midiendo los parámetros
pH, TDS y temperatura. Con esto se puede definir, si el agua es apta para el consumo humano o animal.
Este prototipo es de bajo costo, portátil y escalable. Para el sistema propuesto y con base a lo estipulado
en la NOM-127-SSA-2021 para los parámetros pH y TDS se establece una clasificación de la calidad
del agua, la cual es:
● No potable
● Potable
pág. 6293
● Excelente
El prototipo desarrollado está pensado para un entorno doméstico o local. Su objetivo no solo es
informar los valores de los parámetros, sino también ayudar al usuario a comprender qué significan y
ofrecer posibles soluciones cuando la calidad del agua no es adecuada. El prototipo también incluye un
filtro de agua modelo BYWF-2025 de la marca BOYU, el cual opera a 120 V/60 Hz de corriente alterna,
con una potencia de 8 W. En la tabla 2, se presentan las características más importantes del filtro para la
filtración del agua (Boyu, s.f.).
Adicionalmente, el prototipo incluye tecnología de Internet de las cosas (Internet of Thing, Iot), que
permite controlar el encendido-apagado del filtro de forma remota desde la página web desarrollada
para controlar el sistema propuesto.
Tabla 2 Especificaciones del filtro BYWF.
Caudal ~300 L/h
Filtrado mecánico Captura partículas grandes mediante esponja o cartucho
Filtro químico Carbón activado para eliminar impurezas, color y olores
Filtro biológico Media porosa (esponja) que favorece la colonización de bacterias
nitrificantes que descomponen amoníaco y nitritos.
Protección al agua
(protección de los
componentes
electrónicos)
IPX68
Contenedor 50-100 L
METODOLOGÍA
Prototipo para la medición y monitoreo de la calidad del agua
El prototipo propuesto se basa en la arquitectura típica de Internet de las Cosas (IoT). Es decir, está
formado por hardware, software y uso propio de la nube, ver figura 2.
● Excelente
El prototipo desarrollado está pensado para un entorno doméstico o local. Su objetivo no solo es
informar los valores de los parámetros, sino también ayudar al usuario a comprender qué significan y
ofrecer posibles soluciones cuando la calidad del agua no es adecuada. El prototipo también incluye un
filtro de agua modelo BYWF-2025 de la marca BOYU, el cual opera a 120 V/60 Hz de corriente alterna,
con una potencia de 8 W. En la tabla 2, se presentan las características más importantes del filtro para la
filtración del agua (Boyu, s.f.).
Adicionalmente, el prototipo incluye tecnología de Internet de las cosas (Internet of Thing, Iot), que
permite controlar el encendido-apagado del filtro de forma remota desde la página web desarrollada
para controlar el sistema propuesto.
Tabla 2 Especificaciones del filtro BYWF.
Caudal ~300 L/h
Filtrado mecánico Captura partículas grandes mediante esponja o cartucho
Filtro químico Carbón activado para eliminar impurezas, color y olores
Filtro biológico Media porosa (esponja) que favorece la colonización de bacterias
nitrificantes que descomponen amoníaco y nitritos.
Protección al agua
(protección de los
componentes
electrónicos)
IPX68
Contenedor 50-100 L
METODOLOGÍA
Prototipo para la medición y monitoreo de la calidad del agua
El prototipo propuesto se basa en la arquitectura típica de Internet de las Cosas (IoT). Es decir, está
formado por hardware, software y uso propio de la nube, ver figura 2.
pág. 6294
El prototipo propuesto consiste en una plataforma modular de monitoreo de calidad del agua potable,
basada en tecnologías del Internet de las Cosas (IoT) y computación en la nube. La propuesta fue
diseñada con la flexibilidad para ser adaptada a diferentes aplicaciones de monitoreo del agua potable,
incluyendo domésticas, agrícolas e industriales. El prototipo es formado por un microcontrolador ESP32
de 32 bits, que proporciona conectividad Wifi, arquitectura dual-core y múltiples pines de entrada/salida
digital y analógica, lo que permite la integración simultánea de varios sensores según las necesidades,
(Circuit Schools, 2022).
Los datos adquiridos por los sensores de pH, temperatura y sólidos disueltos totales son transferidos al
microcontrolador ESP32. Este se encarga de gestionarlos y transmitirlos hacia una base de datos en la
nube utilizando Firebase Realtime Database de Google (versión gratuita) en tiempo real. Paralelamente,
se almacenan localmente en el sistema de archivos SPIFFS (Serial Peripheral Interface Flash File
System) del ESP32 (Llamas, 2019). Los datos son accesibles a través de la interfaz de programación de
aplicaciones (Application Programming Interface, API) de la aplicación web del proyecto. Desde dónde
se puede monitorear los parámetros medidos y tomar decisiones en cuanto a clasificar la calidad del
agua bajo prueba. El prototipo de manera general está formado por un ESP32, una pantalla OLED
(Organic Light Emitting Diode) azul, modelo SSD1315 un filtro de pecera de 20 L, BYWF-2025 de la
marca BOYU, tres resistores de valores de 1kΩ, 2kΩ y 5kΩ, respectivamente. Un Diodo 1N4004, un
transistor 2n2222A y un Relevador de 12v modelo SRD-05VDC-SL-C. En la figura 3 se presenta el
diagrama eléctrico del prototipo propuesto. Los sensores fueron sustituidos por resistencias variables de
Figura 2. Arquitectura IoT del prototipo propuesto.
El prototipo propuesto consiste en una plataforma modular de monitoreo de calidad del agua potable,
basada en tecnologías del Internet de las Cosas (IoT) y computación en la nube. La propuesta fue
diseñada con la flexibilidad para ser adaptada a diferentes aplicaciones de monitoreo del agua potable,
incluyendo domésticas, agrícolas e industriales. El prototipo es formado por un microcontrolador ESP32
de 32 bits, que proporciona conectividad Wifi, arquitectura dual-core y múltiples pines de entrada/salida
digital y analógica, lo que permite la integración simultánea de varios sensores según las necesidades,
(Circuit Schools, 2022).
Los datos adquiridos por los sensores de pH, temperatura y sólidos disueltos totales son transferidos al
microcontrolador ESP32. Este se encarga de gestionarlos y transmitirlos hacia una base de datos en la
nube utilizando Firebase Realtime Database de Google (versión gratuita) en tiempo real. Paralelamente,
se almacenan localmente en el sistema de archivos SPIFFS (Serial Peripheral Interface Flash File
System) del ESP32 (Llamas, 2019). Los datos son accesibles a través de la interfaz de programación de
aplicaciones (Application Programming Interface, API) de la aplicación web del proyecto. Desde dónde
se puede monitorear los parámetros medidos y tomar decisiones en cuanto a clasificar la calidad del
agua bajo prueba. El prototipo de manera general está formado por un ESP32, una pantalla OLED
(Organic Light Emitting Diode) azul, modelo SSD1315 un filtro de pecera de 20 L, BYWF-2025 de la
marca BOYU, tres resistores de valores de 1kΩ, 2kΩ y 5kΩ, respectivamente. Un Diodo 1N4004, un
transistor 2n2222A y un Relevador de 12v modelo SRD-05VDC-SL-C. En la figura 3 se presenta el
diagrama eléctrico del prototipo propuesto. Los sensores fueron sustituidos por resistencias variables de
Figura 2. Arquitectura IoT del prototipo propuesto.
pág. 6295
1KΩ durante el proceso de simulación, debido a que el software de simulación Proteus 8 no cuenta con
las bibliotecas de los sensores utilizados.
El filtro utilizado en el prototipo tiene una pequeña bomba de agua que se alimenta con 120V y consume
una corriente de 0.025 A. El bloque de control se encarga de activar o desactivar el filtro del sistema. Se
utiliza un relevador que recibe una señal lógica de activación “1” lógico o desactivación, “0” lógico
desde el pin 8 del Arduino. El interruptor electromecánico del relevador se cierra o se abre según la
secuencia programada, permitiendo alimentar la bomba eléctrica del filtro.
La bomba funciona como un impulsor, cuando el motor se activa, este hace girar un rotor dentro del
cuerpo de la bomba. Este movimiento crea fuerza centrífuga que aspira el agua a ser filtrada por la
entrada, y la impulsa a través de la tubería interna del sistema de filtraje, dirigiéndose hacia el filtro para
que ésta sea sometida a un proceso de filtraje. De esta forma se eliminan impurezas del agua antes de
ser transferida a la salida de descarga.
La lógica general de funcionamiento del prototipo AquaASM se presenta en el diagrama de flujo de la
figura 4. Cuando el prototipo se energiza y se enciende, este realiza un proceso de configuración
automático que permite revisar el estatus del prototipo e inicializa los sensores de temperatura, TDS y
pH. Así como también el motor del filtro. En este último caso, la señal digital que activa o desactiva el
motor toma un valor de “0” lógico para que el motor esté desactivado.
Figura 3: Diagrama eléctrico del sistema de monitoreo de agua.
Resistencias
que emulan
los sensores
de medición
Bloque de control de
encendido/apagado del
filtro
Pantalla OLED
1KΩ durante el proceso de simulación, debido a que el software de simulación Proteus 8 no cuenta con
las bibliotecas de los sensores utilizados.
El filtro utilizado en el prototipo tiene una pequeña bomba de agua que se alimenta con 120V y consume
una corriente de 0.025 A. El bloque de control se encarga de activar o desactivar el filtro del sistema. Se
utiliza un relevador que recibe una señal lógica de activación “1” lógico o desactivación, “0” lógico
desde el pin 8 del Arduino. El interruptor electromecánico del relevador se cierra o se abre según la
secuencia programada, permitiendo alimentar la bomba eléctrica del filtro.
La bomba funciona como un impulsor, cuando el motor se activa, este hace girar un rotor dentro del
cuerpo de la bomba. Este movimiento crea fuerza centrífuga que aspira el agua a ser filtrada por la
entrada, y la impulsa a través de la tubería interna del sistema de filtraje, dirigiéndose hacia el filtro para
que ésta sea sometida a un proceso de filtraje. De esta forma se eliminan impurezas del agua antes de
ser transferida a la salida de descarga.
La lógica general de funcionamiento del prototipo AquaASM se presenta en el diagrama de flujo de la
figura 4. Cuando el prototipo se energiza y se enciende, este realiza un proceso de configuración
automático que permite revisar el estatus del prototipo e inicializa los sensores de temperatura, TDS y
pH. Así como también el motor del filtro. En este último caso, la señal digital que activa o desactiva el
motor toma un valor de “0” lógico para que el motor esté desactivado.
Figura 3: Diagrama eléctrico del sistema de monitoreo de agua.
Resistencias
que emulan
los sensores
de medición
Bloque de control de
encendido/apagado del
filtro
Pantalla OLED
pág. 6296
El sistema configura el hardware, donde se inicializan los sensores. Posteriormente, se ejecutan las
siguientes tareas para establecer conexión con la web y la transmisión de datos a la nube asignada
1. El dispositivo se conecta a la red indicada.
2. Se establece la URL (Localizador de Recursos Uniforme) y las credenciales para enviar datos
medidos a la nube.
3. Se habilita el puerto 80 del servidor web, el cual permite la comunicación con los clientes que
acceden desde un navegador público.
Una vez configurado todo, el sistema entra en el bucle principal, el cual tiene 2 tareas en paralelo:
● Medición periódica (cada 5 segundos):
1. Leer sensores
2. Mostrar resultados en el puerto serial.
3. Enviar datos a Firebase
● Atender clientes web:
1. Entregar datos en formato JSON.
2. Mostrar un monitor en formato HTML completo.
3. Recibir y ejecutar comandos para el control del motor (Encendido/Apagado).
Figura 4: Diagrama de flujo del sistema de monitoreo de agua.
El sistema configura el hardware, donde se inicializan los sensores. Posteriormente, se ejecutan las
siguientes tareas para establecer conexión con la web y la transmisión de datos a la nube asignada
1. El dispositivo se conecta a la red indicada.
2. Se establece la URL (Localizador de Recursos Uniforme) y las credenciales para enviar datos
medidos a la nube.
3. Se habilita el puerto 80 del servidor web, el cual permite la comunicación con los clientes que
acceden desde un navegador público.
Una vez configurado todo, el sistema entra en el bucle principal, el cual tiene 2 tareas en paralelo:
● Medición periódica (cada 5 segundos):
1. Leer sensores
2. Mostrar resultados en el puerto serial.
3. Enviar datos a Firebase
● Atender clientes web:
1. Entregar datos en formato JSON.
2. Mostrar un monitor en formato HTML completo.
3. Recibir y ejecutar comandos para el control del motor (Encendido/Apagado).
Figura 4: Diagrama de flujo del sistema de monitoreo de agua.
pág. 6297
Para facilitar la supervisión in situ de una forma sencilla y directa sin necesidad de dispositivos externos,
el sistema incluye una pantalla OLED (Organic Light Emitting Diode) que muestra en tiempo real las
lecturas de los sensores junto con la dirección IP asignada al ESP32, lo que permite al usuario conectarse
rápidamente a la interfaz web. Esta visualización local actúa como una primera capa de diagnóstico
accesible y permanente. Finalmente, desde la interfaz web se pueden consultar gráficos históricos y
activar manualmente el sistema de filtrado (ver Figura 5).
Arquitectura del prototipo
El sistema utiliza una arquitectura de tres capas
1. Capa de sensores:
Este prototipo utiliza los siguientes sensores comerciales y de bajo costo:
Sensor de TDS (Metter TDS Sensor V1.0.): La medición de partículas por millón (ppm) es un
parámetro esencial para conocer la cantidad de sólidos disueltos en el agua, como sales, minerales y
metales. Este valor permite evaluar la pureza del agua y su aptitud para el consumo humano y uso
industrial. Para ello se utiliza un sensor TDS, el cual mide la conductividad eléctrica del agua, ya que la
presencia de estos sólidos afecta directamente dicha conductividad, siendo este el que se usará en el
proyecto interpretando los datos en tiempo real (Alam & Alam, 2022), ver figura 6a.
Sensor de temperatura (DS18B20): es sumergible y tienen un intervalo de medición que va
desde los -55 °C hasta los 125 °C en líquidos. Además, tiene integrado un convertidor analógico/digital,
por tal motivo entrega el valor de la temperatura medida en formato digital. Ver figura 6b.
Figura 5: Recomendaciones mostradas en la interfaz web.
Para facilitar la supervisión in situ de una forma sencilla y directa sin necesidad de dispositivos externos,
el sistema incluye una pantalla OLED (Organic Light Emitting Diode) que muestra en tiempo real las
lecturas de los sensores junto con la dirección IP asignada al ESP32, lo que permite al usuario conectarse
rápidamente a la interfaz web. Esta visualización local actúa como una primera capa de diagnóstico
accesible y permanente. Finalmente, desde la interfaz web se pueden consultar gráficos históricos y
activar manualmente el sistema de filtrado (ver Figura 5).
Arquitectura del prototipo
El sistema utiliza una arquitectura de tres capas
1. Capa de sensores:
Este prototipo utiliza los siguientes sensores comerciales y de bajo costo:
Sensor de TDS (Metter TDS Sensor V1.0.): La medición de partículas por millón (ppm) es un
parámetro esencial para conocer la cantidad de sólidos disueltos en el agua, como sales, minerales y
metales. Este valor permite evaluar la pureza del agua y su aptitud para el consumo humano y uso
industrial. Para ello se utiliza un sensor TDS, el cual mide la conductividad eléctrica del agua, ya que la
presencia de estos sólidos afecta directamente dicha conductividad, siendo este el que se usará en el
proyecto interpretando los datos en tiempo real (Alam & Alam, 2022), ver figura 6a.
Sensor de temperatura (DS18B20): es sumergible y tienen un intervalo de medición que va
desde los -55 °C hasta los 125 °C en líquidos. Además, tiene integrado un convertidor analógico/digital,
por tal motivo entrega el valor de la temperatura medida en formato digital. Ver figura 6b.
Figura 5: Recomendaciones mostradas en la interfaz web.
pág. 6298
1. Sensor de pH (PH-4502C):
Es un indicador de la concentración de iones de hidrógeno en el agua, lo que determina qué tan ácida o
alcalina es una solución. Para medirlo se utiliza un sensor con electrodo, el cual funciona midiendo la
diferencia de potencial entre el electrodo de referencia y la solución.
La sonda emplea un electrodo de vidrio que genera un voltaje proporcional a la concentración de iones
de hidrógeno presentes en el líquido analizado (Prateek & Prateek, 2023). Esta señal es enviada al
microcontrolador del módulo de pH para su procesamiento. Ver figura 6c.
2. Capa de procesamiento:
Esta capa ejecuta algoritmos adaptables que permiten interpretar los datos recolectados del prototipo.
Los criterios de evaluación están alineados con la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-2021 y las
Guías de la Organización Mundial de la Salud (OMS), que establecen los parámetros de calidad del agua
destinada al consumo humano.
3. Capa de visualización: Interfaces web especiales para cada sector.
La interfaz está diseñada para visualizar los datos de temperatura, TDS y pH, en función de los
estándares sanitarios establecidos por la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-2021 y las Guías de
la Organización Mundial de la Salud (OMS), (Secretaría de Salud, 2022). Esta interfaz puede ser
ajustada para diferentes aplicaciones en donde se requiere medir la calidad del agua. Por ejemplo, en la
figura 7a, se presenta una interfaz para aplicación hospitalaria, y en la figura 7b, se presenta una interfaz
para aplicación agrícola. Además, se pueden adecuar las imágenes y animaciones de acuerdo con el área
de aplicación. En el caso de la aplicación agrícola, la interfaz fue diseñada para visualizar datos de
temperatura, humedad del suelo y horas de luz natural diaria, utilizando una paleta de colores asociada
al entorno agrícola.
(a) (b) (c)
Figura 6: Sensores utilizados en el prototipo AquaASM, a) TDS, b) temperatura, c) pH
1. Sensor de pH (PH-4502C):
Es un indicador de la concentración de iones de hidrógeno en el agua, lo que determina qué tan ácida o
alcalina es una solución. Para medirlo se utiliza un sensor con electrodo, el cual funciona midiendo la
diferencia de potencial entre el electrodo de referencia y la solución.
La sonda emplea un electrodo de vidrio que genera un voltaje proporcional a la concentración de iones
de hidrógeno presentes en el líquido analizado (Prateek & Prateek, 2023). Esta señal es enviada al
microcontrolador del módulo de pH para su procesamiento. Ver figura 6c.
2. Capa de procesamiento:
Esta capa ejecuta algoritmos adaptables que permiten interpretar los datos recolectados del prototipo.
Los criterios de evaluación están alineados con la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-2021 y las
Guías de la Organización Mundial de la Salud (OMS), que establecen los parámetros de calidad del agua
destinada al consumo humano.
3. Capa de visualización: Interfaces web especiales para cada sector.
La interfaz está diseñada para visualizar los datos de temperatura, TDS y pH, en función de los
estándares sanitarios establecidos por la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-2021 y las Guías de
la Organización Mundial de la Salud (OMS), (Secretaría de Salud, 2022). Esta interfaz puede ser
ajustada para diferentes aplicaciones en donde se requiere medir la calidad del agua. Por ejemplo, en la
figura 7a, se presenta una interfaz para aplicación hospitalaria, y en la figura 7b, se presenta una interfaz
para aplicación agrícola. Además, se pueden adecuar las imágenes y animaciones de acuerdo con el área
de aplicación. En el caso de la aplicación agrícola, la interfaz fue diseñada para visualizar datos de
temperatura, humedad del suelo y horas de luz natural diaria, utilizando una paleta de colores asociada
al entorno agrícola.
(a) (b) (c)
Figura 6: Sensores utilizados en el prototipo AquaASM, a) TDS, b) temperatura, c) pH
pág. 6299
Conexiones eléctricas
Cada sensor, en esencia, cuenta con tres conexiones: alimentación (VCC), tierra (GND) y un pin de
señal encargado de transmitir los datos medidos. Los pines de VCC y GND de cada sensor se conectaron
a los pines de alimentación del ESP32 (3.3 V/5 V y GND, según cada módulo). Para un mejor detalle
de las conexiones revisar la Tabla 3.
En la figura 8 se muestra el esquema eléctrico correspondiente al montaje del prototipo. En la figura 8a
se presenta una foto del prototipo propuesto con las conexiones entre el ESP32 y los sensores utilizados
dentro de un receptáculo de plásticos. En la figura 8b se presenta el diagrama eléctrico de conexión de
las resistencias variables, que emulan los sensores, y el ESP32.
Las sondas de TDS y pH cuentan con un módulo cada uno, los cuales tienen las tareas de acondicionar
las señales medidas y transmitirlas a la ESP32, las especificaciones de dichos módulos se presentan en
las tablas 4 y 5.
Figura 7. Interfaz de datos, (a) aplicación hospitalaria, (b) aplicación de agricultura.
(a) (b)
Conexiones eléctricas
Cada sensor, en esencia, cuenta con tres conexiones: alimentación (VCC), tierra (GND) y un pin de
señal encargado de transmitir los datos medidos. Los pines de VCC y GND de cada sensor se conectaron
a los pines de alimentación del ESP32 (3.3 V/5 V y GND, según cada módulo). Para un mejor detalle
de las conexiones revisar la Tabla 3.
En la figura 8 se muestra el esquema eléctrico correspondiente al montaje del prototipo. En la figura 8a
se presenta una foto del prototipo propuesto con las conexiones entre el ESP32 y los sensores utilizados
dentro de un receptáculo de plásticos. En la figura 8b se presenta el diagrama eléctrico de conexión de
las resistencias variables, que emulan los sensores, y el ESP32.
Las sondas de TDS y pH cuentan con un módulo cada uno, los cuales tienen las tareas de acondicionar
las señales medidas y transmitirlas a la ESP32, las especificaciones de dichos módulos se presentan en
las tablas 4 y 5.
Figura 7. Interfaz de datos, (a) aplicación hospitalaria, (b) aplicación de agricultura.
(a) (b)
pág. 6300
Tabla 3. Conexiones eléctricas entre el ESP32 y los sensores/módulos del prototipo.
Componente Pin en el ESP32 Tipo de señal
Sensor de temperatura DS18B20 D2 Entrada digital
Sensor de TDS D34 Entrada analógica
Sensor de pH (PH-4502C) D35 Entrada analógica
Display OLED (SSD1315) SDA, SCL Comunicación I2C
Relevador D12 Control digital del filtro
Transistor 2N2222 D12 (con resistencia de 1kΩ) Activa la bobina del
relevadorGND y VCC Pines de alimentación del
ESP32
Tierra y energía
(b)
(a)
Figura 8: Prototipo del AquaASM a) Montaje de los sensores, b) Esquema del ESP32 y los
resistores.
Tabla 4 Especificaciones eléctricas del módulo TDS Meter V1.0
Tabla 5: Especificaciones eléctricas del sensor de pH tipo Gravity (PH-4502C)
Tabla 3. Conexiones eléctricas entre el ESP32 y los sensores/módulos del prototipo.
Componente Pin en el ESP32 Tipo de señal
Sensor de temperatura DS18B20 D2 Entrada digital
Sensor de TDS D34 Entrada analógica
Sensor de pH (PH-4502C) D35 Entrada analógica
Display OLED (SSD1315) SDA, SCL Comunicación I2C
Relevador D12 Control digital del filtro
Transistor 2N2222 D12 (con resistencia de 1kΩ) Activa la bobina del
relevadorGND y VCC Pines de alimentación del
ESP32
Tierra y energía
(b)
(a)
Figura 8: Prototipo del AquaASM a) Montaje de los sensores, b) Esquema del ESP32 y los
resistores.
Tabla 4 Especificaciones eléctricas del módulo TDS Meter V1.0
Tabla 5: Especificaciones eléctricas del sensor de pH tipo Gravity (PH-4502C)
pág. 6301
El prototipo también cuenta con una pantalla OLED Azul 128x64 1.3 SH1106 I2C que muestra los
parámetros de la temperatura, TDS y el pH, la pantalla cuenta con los siguientes pines digitales que se
conectaron al ESP32: VDD conectado al pin 3.3 V, GND conectado a GND, SCL y SDA (ver figura 9a).
En la pantalla se visualizan los datos de conexión a la red de internet como la dirección IP y el estado
de conexión: conectado o no conectado (figura 9b). Una vez funcionando el prototipo, en la pantalla se
visualizan los valores de los parámetros medidos de la temperatura, TDS y pH del agua monitoreada
(ver Figura 9c).
Además de los sensores, el sistema de monitoreo de agua cuenta con un filtro (su ficha técnica se puede
apreciar en la Tabla 6), que trabaja en conjunto con el sensor de TDS para reducir los sólidos totales
disueltos en los líquidos, el filtro se activa desde la interfaz web de AquaASM.
El filtro opera con corriente alterna de 110 a 120 V. Para activarlo o desactivarlo se utilizó un relevador
controlado por el ESP32. El cable de fase de la alimentación del filtro se conectó al terminal COM
(Común) del relevador, mientras que uno de los cables del filtro se conectó al terminal NO (normalmente
abierto). Las especificaciones aparecen en la tabla 6. Se usó un transistor 2N2222 en configuración de
conmutador para obtener una corriente de colector de 20mA para energizar la bobina del relevador.
(a) (b) (c)
Figura 9. Display OLED del prototipo, (a) Montaje, (b) Mensaje de conexión a la red, y (c)
Visualización de las mediciones.
El prototipo también cuenta con una pantalla OLED Azul 128x64 1.3 SH1106 I2C que muestra los
parámetros de la temperatura, TDS y el pH, la pantalla cuenta con los siguientes pines digitales que se
conectaron al ESP32: VDD conectado al pin 3.3 V, GND conectado a GND, SCL y SDA (ver figura 9a).
En la pantalla se visualizan los datos de conexión a la red de internet como la dirección IP y el estado
de conexión: conectado o no conectado (figura 9b). Una vez funcionando el prototipo, en la pantalla se
visualizan los valores de los parámetros medidos de la temperatura, TDS y pH del agua monitoreada
(ver Figura 9c).
Además de los sensores, el sistema de monitoreo de agua cuenta con un filtro (su ficha técnica se puede
apreciar en la Tabla 6), que trabaja en conjunto con el sensor de TDS para reducir los sólidos totales
disueltos en los líquidos, el filtro se activa desde la interfaz web de AquaASM.
El filtro opera con corriente alterna de 110 a 120 V. Para activarlo o desactivarlo se utilizó un relevador
controlado por el ESP32. El cable de fase de la alimentación del filtro se conectó al terminal COM
(Común) del relevador, mientras que uno de los cables del filtro se conectó al terminal NO (normalmente
abierto). Las especificaciones aparecen en la tabla 6. Se usó un transistor 2N2222 en configuración de
conmutador para obtener una corriente de colector de 20mA para energizar la bobina del relevador.
(a) (b) (c)
Figura 9. Display OLED del prototipo, (a) Montaje, (b) Mensaje de conexión a la red, y (c)
Visualización de las mediciones.
pág. 6302
El pin D12 se conectó a la base del transistor a través de una resistencia de 1 kΩ. De esta manera, cuando
el pin D12 envía una señal alta, el transistor permite el paso de corriente entre colector y emisor,
activando la bobina del relevador. Un extremo de la bobina del relevador se conectó al colector del
transistor y el otro extremo a una fuente de 5 V. (ver Figura 10).
El diodo 1N4007 se conectó en paralelo con la bobina del relevador, conectado en polaridad inversa: el
cátodo se conectó al pin de 5 V (lado positivo de la bobina) y el ánodo al colector del transistor (lado
negativo de la bobina). Esto permite que el diodo conduzca la corriente inversa generada por la bobina
al apagarse, protegiendo así el transistor (ver Figura 11).
Tabla 6: especificaciones del filtro 06-External filter
(a) (b)
Figura 10. Prototipo de monitoreo de agua, (a) Conexión del relevador con el ESP32, y
(b) Esquemas eléctricos del prototipo.
El pin D12 se conectó a la base del transistor a través de una resistencia de 1 kΩ. De esta manera, cuando
el pin D12 envía una señal alta, el transistor permite el paso de corriente entre colector y emisor,
activando la bobina del relevador. Un extremo de la bobina del relevador se conectó al colector del
transistor y el otro extremo a una fuente de 5 V. (ver Figura 10).
El diodo 1N4007 se conectó en paralelo con la bobina del relevador, conectado en polaridad inversa: el
cátodo se conectó al pin de 5 V (lado positivo de la bobina) y el ánodo al colector del transistor (lado
negativo de la bobina). Esto permite que el diodo conduzca la corriente inversa generada por la bobina
al apagarse, protegiendo así el transistor (ver Figura 11).
Tabla 6: especificaciones del filtro 06-External filter
(a) (b)
Figura 10. Prototipo de monitoreo de agua, (a) Conexión del relevador con el ESP32, y
(b) Esquemas eléctricos del prototipo.
pág. 6303
Programación del sistema
El sketch desarrollado para controlar el prototipo incluye las bibliotecas que permiten la conectividad
con la red Wifi seleccionada y configurar un servidor. Estas bibliotecas son WiFi.h para la conexión a la
red Wifi, y WebServer.h para conectarse al servidor.
En el caso del sensor de temperatura DS18B20, este cuenta con un convertidor analógico-digital interno
y entrega directamente la lectura en grados Celsius. Por tal motivo, no requiere aplicar expresiones
matemáticas adicionales para obtener el valor de temperatura. En contraste, los sensores de TDS y pH
entregan valores en voltaje, los cuales deben convertirse a unidades físicas mediante las siguientes
expresiones:
Para el sensor de sólidos disueltos
𝑇𝐷𝑆(𝑝𝑝𝑚) = (𝐿𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎𝐴𝐷𝐶𝑉𝑟𝑒𝑓
4095 ) × 𝐾 (1)
Donde LecturaADC: es el valor entregado por el convertidor analógico-digital del ESP32, Vref: es el
voltaje de referencia del ADC, el valor 4095 corresponde a la resolución de 12 bits de ADC (212-1) y K
un factor de conversión empírico proporcionado por el fabricante del sensor (DFRobot, s. f.). Esta
relación lineal es válida bajo condiciones de calibración estándar (Horowitz & Hill, 2015).
Para el sensor de pH:
𝑝𝐻 = 7 + 𝑉𝑟𝑒𝑓−𝑉𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜
𝑚 (2)
Figura 11: Arreglo que protege el transistor del prototipo.
Programación del sistema
El sketch desarrollado para controlar el prototipo incluye las bibliotecas que permiten la conectividad
con la red Wifi seleccionada y configurar un servidor. Estas bibliotecas son WiFi.h para la conexión a la
red Wifi, y WebServer.h para conectarse al servidor.
En el caso del sensor de temperatura DS18B20, este cuenta con un convertidor analógico-digital interno
y entrega directamente la lectura en grados Celsius. Por tal motivo, no requiere aplicar expresiones
matemáticas adicionales para obtener el valor de temperatura. En contraste, los sensores de TDS y pH
entregan valores en voltaje, los cuales deben convertirse a unidades físicas mediante las siguientes
expresiones:
Para el sensor de sólidos disueltos
𝑇𝐷𝑆(𝑝𝑝𝑚) = (𝐿𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎𝐴𝐷𝐶𝑉𝑟𝑒𝑓
4095 ) × 𝐾 (1)
Donde LecturaADC: es el valor entregado por el convertidor analógico-digital del ESP32, Vref: es el
voltaje de referencia del ADC, el valor 4095 corresponde a la resolución de 12 bits de ADC (212-1) y K
un factor de conversión empírico proporcionado por el fabricante del sensor (DFRobot, s. f.). Esta
relación lineal es válida bajo condiciones de calibración estándar (Horowitz & Hill, 2015).
Para el sensor de pH:
𝑝𝐻 = 7 + 𝑉𝑟𝑒𝑓−𝑉𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜
𝑚 (2)
Figura 11: Arreglo que protege el transistor del prototipo.
pág. 6304
Donde Vmedido es el voltaje entregado por la sonda de pH, Vref es el voltaje de referencia del sensor
cuando la solución es neutra (pH=7), m corresponde a la pendiente de la recta de calibración (≈ 59 mV
por unidad de pH a 25 °C, de acuerdo con la ecuación de Nernst) (Wang, 2000; Analog Devices, 2021).
La ecuación de Nernst establece que el voltaje del electrodo de pH cambia en aproximadamente 59 mV
por unidad de pH a 25 °C (Wang, 2000). En la práctica, la pendiente (m) se ajusta empíricamente
mediante calibración con soluciones buffer (Analog Devices, 2021).
Gran parte del programa está destinado a la interfaz web desarrollada utilizando los lenguajes HTML
(principal estructura visual), CSS (estilo visual mejorado) y JavaScript (actualización dinámica y control
del filtro). La lógica de la interfaz se resume en el siguiente diagrama de flujo de la Figura 12.
Figura 13: Diagrama de flujo de la interfaz web
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Resultados Simulados
Tanto los diagramas de circuito eléctrico como los datos simulados presentados a continuación se
trabajaron en el software de simulación electrónica Proteus 8, Professional versión 8.17 (Labcenter
Electronics, 2025).
Debido a que Proteus no tiene las bibliotecas correspondientes a los sensores de pH, TDS, temperatura
y ESP 32 utilizados en el proyecto, durante el proceso de simulación se sustituyeron los sensores por
potenciómetros montados en un Arduino uno, bajo las siguientes condiciones;
Figura 12: Diagrama de flujo de la interfaz web del prototipo AquaASM.
Donde Vmedido es el voltaje entregado por la sonda de pH, Vref es el voltaje de referencia del sensor
cuando la solución es neutra (pH=7), m corresponde a la pendiente de la recta de calibración (≈ 59 mV
por unidad de pH a 25 °C, de acuerdo con la ecuación de Nernst) (Wang, 2000; Analog Devices, 2021).
La ecuación de Nernst establece que el voltaje del electrodo de pH cambia en aproximadamente 59 mV
por unidad de pH a 25 °C (Wang, 2000). En la práctica, la pendiente (m) se ajusta empíricamente
mediante calibración con soluciones buffer (Analog Devices, 2021).
Gran parte del programa está destinado a la interfaz web desarrollada utilizando los lenguajes HTML
(principal estructura visual), CSS (estilo visual mejorado) y JavaScript (actualización dinámica y control
del filtro). La lógica de la interfaz se resume en el siguiente diagrama de flujo de la Figura 12.
Figura 13: Diagrama de flujo de la interfaz web
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Resultados Simulados
Tanto los diagramas de circuito eléctrico como los datos simulados presentados a continuación se
trabajaron en el software de simulación electrónica Proteus 8, Professional versión 8.17 (Labcenter
Electronics, 2025).
Debido a que Proteus no tiene las bibliotecas correspondientes a los sensores de pH, TDS, temperatura
y ESP 32 utilizados en el proyecto, durante el proceso de simulación se sustituyeron los sensores por
potenciómetros montados en un Arduino uno, bajo las siguientes condiciones;
Figura 12: Diagrama de flujo de la interfaz web del prototipo AquaASM.
pág. 6305
● El sensor de temperatura solo mide dentro del intervalo de -55°C a 125°C. Esto equivale a un
nivel de voltaje mínimo de 0V y máximo de 5V, respectivamente.
● El sensor de pH solo mide dentro del intervalo de 0 a 14 unidades de pH. Esto equivale a un
nivel de voltaje mínimo de 0V y máximo de 5V, respectivamente.
● El sensor de TDS solo mide dentro del intervalo de 0, a 9990 ppm. Esto equivale a un nivel de
voltaje mínimo de 0V y máximo de 5V, respectivamente.
En la simulación se colocó un voltímetro y un amperímetro entre los sensores para poder analizar el
voltaje y la corriente que estos entregan al variar los parámetros del 0 al 100%. Con estos datos en mente,
se simuló el circuito de la figura 13, consiguiendo con los resistores variables los niveles de voltaje
mínimo y máximo para cada sensor utilizado. Se utilizaron resistores variables de 1KΩ. Cada resistencia
variable que emula el comportamiento de los sensores del prototipo forma un divisor de tensión que
varía de 0V a 5V que alimenta a un puerto analógico seleccionado A0, A1, A2, respectivamente. Arduino
convierte estos niveles de voltaje en valores digitales de 10bits (0-1023). El sketch de Arduino
desarrollado para este prototipo interpreta los valores digitales leídos y los despliega en el display OLED
en formato de temperatura, TDS y pH, respectivamente. En las tablas 7, 8 y 9 se presentan los valores
de voltaje y corriente medidos de acuerdo con el circuito eléctrico de la figura 13, correspondientes a la
emulación de temperatura, TDS y pH respectivamente. Los niveles de voltaje leídos en los puertos A0,
A1 y A2 corresponden a lo esperado tal como se observa en las tablas.
Por otro lado, la corriente registrada en el sistema fue mínima, del orden de centésimas de μA, lo cual
es coherente con el hecho de que los potenciómetros están conectados a entradas analógicas de alta
impedancia del microcontrolador, alrededor de 100MΩ.
● El sensor de temperatura solo mide dentro del intervalo de -55°C a 125°C. Esto equivale a un
nivel de voltaje mínimo de 0V y máximo de 5V, respectivamente.
● El sensor de pH solo mide dentro del intervalo de 0 a 14 unidades de pH. Esto equivale a un
nivel de voltaje mínimo de 0V y máximo de 5V, respectivamente.
● El sensor de TDS solo mide dentro del intervalo de 0, a 9990 ppm. Esto equivale a un nivel de
voltaje mínimo de 0V y máximo de 5V, respectivamente.
En la simulación se colocó un voltímetro y un amperímetro entre los sensores para poder analizar el
voltaje y la corriente que estos entregan al variar los parámetros del 0 al 100%. Con estos datos en mente,
se simuló el circuito de la figura 13, consiguiendo con los resistores variables los niveles de voltaje
mínimo y máximo para cada sensor utilizado. Se utilizaron resistores variables de 1KΩ. Cada resistencia
variable que emula el comportamiento de los sensores del prototipo forma un divisor de tensión que
varía de 0V a 5V que alimenta a un puerto analógico seleccionado A0, A1, A2, respectivamente. Arduino
convierte estos niveles de voltaje en valores digitales de 10bits (0-1023). El sketch de Arduino
desarrollado para este prototipo interpreta los valores digitales leídos y los despliega en el display OLED
en formato de temperatura, TDS y pH, respectivamente. En las tablas 7, 8 y 9 se presentan los valores
de voltaje y corriente medidos de acuerdo con el circuito eléctrico de la figura 13, correspondientes a la
emulación de temperatura, TDS y pH respectivamente. Los niveles de voltaje leídos en los puertos A0,
A1 y A2 corresponden a lo esperado tal como se observa en las tablas.
Por otro lado, la corriente registrada en el sistema fue mínima, del orden de centésimas de μA, lo cual
es coherente con el hecho de que los potenciómetros están conectados a entradas analógicas de alta
impedancia del microcontrolador, alrededor de 100MΩ.
pág. 6306
En la tabla 7 se presentan los valores simulados para el sensor de temperatura.
En la tabla 8 se presentan los valores simulados para el sensor de pH.
En la tabla 9 se presentan los valores simulados para el sensor de TDS.
Tabla 8: Datos simulados del sensor de pH
Tabla 7: Datos simulados del sensor de temperatura
Figura 13: Circuito para valores de voltaje y corriente.
En la tabla 7 se presentan los valores simulados para el sensor de temperatura.
En la tabla 8 se presentan los valores simulados para el sensor de pH.
En la tabla 9 se presentan los valores simulados para el sensor de TDS.
Tabla 8: Datos simulados del sensor de pH
Tabla 7: Datos simulados del sensor de temperatura
Figura 13: Circuito para valores de voltaje y corriente.
pág. 6307
En cada tabla se presenta las variaciones de voltaje y corriente en función de la manipulación del
potenciómetro (expresado como una tasa del 0 al 100%), así como el valor correspondiente del
parámetro medido. De esta forma, las tablas nos permiten observar la relación entre la señal analógica
generada y los datos que se obtendrían de un sensor real bajo las mismas condiciones.
Durante la simulación se observó que al variar la posición de los potenciómetros representada como una
tasa del 0 al 100%, el voltaje de salida en el pin central cambia de forma lineal, desde un valor mínimo
de 0 V hasta 5 V. Esta variación refleja el comportamiento esperado en sensores análogos, como los de
temperatura, pH y TDS, cuyos valores también respondieron proporcionalmente a la modificación de la
tasa.
Finalmente, el uso de instrumentos virtuales como el voltímetro y el amperímetro permitió verificar que
las señales generadas estaban dentro de los intervalos esperados, confirmando que la simulación
representa adecuadamente el comportamiento básico de los sensores bajo condiciones controladas.
Además de presentar un consumo de energía bajo, lo cual es ideal para el uso de una batería pequeña,
dejando fuera el filtro (dado que se tiene que conectar a un voltaje de 120 V), para el cuerpo principal
del prototipo.
Resultados Experimentales
Una vez que todo estaba correctamente conectado, se realizaron pruebas con tres marcas comerciales de
agua embotelladas de venta común en la Ciudad de México, bajo distintas condiciones. Durante la fase
de pruebas, el sistema de monitoreo de calidad del agua, basado en el microcontrolador ESP32, midió
parámetros como la temperatura, la concentración de sólidos disueltos totales (TDS) y el pH. El objetivo
fue comparar las mediciones del prototipo con las obtenidas mediante instrumentos de referencia
aceptados en el mercado, como un termómetro de mercurio para la temperatura y tiras reactivas para el
Tabla 9: Datos simulados del sensor de TDS
En cada tabla se presenta las variaciones de voltaje y corriente en función de la manipulación del
potenciómetro (expresado como una tasa del 0 al 100%), así como el valor correspondiente del
parámetro medido. De esta forma, las tablas nos permiten observar la relación entre la señal analógica
generada y los datos que se obtendrían de un sensor real bajo las mismas condiciones.
Durante la simulación se observó que al variar la posición de los potenciómetros representada como una
tasa del 0 al 100%, el voltaje de salida en el pin central cambia de forma lineal, desde un valor mínimo
de 0 V hasta 5 V. Esta variación refleja el comportamiento esperado en sensores análogos, como los de
temperatura, pH y TDS, cuyos valores también respondieron proporcionalmente a la modificación de la
tasa.
Finalmente, el uso de instrumentos virtuales como el voltímetro y el amperímetro permitió verificar que
las señales generadas estaban dentro de los intervalos esperados, confirmando que la simulación
representa adecuadamente el comportamiento básico de los sensores bajo condiciones controladas.
Además de presentar un consumo de energía bajo, lo cual es ideal para el uso de una batería pequeña,
dejando fuera el filtro (dado que se tiene que conectar a un voltaje de 120 V), para el cuerpo principal
del prototipo.
Resultados Experimentales
Una vez que todo estaba correctamente conectado, se realizaron pruebas con tres marcas comerciales de
agua embotelladas de venta común en la Ciudad de México, bajo distintas condiciones. Durante la fase
de pruebas, el sistema de monitoreo de calidad del agua, basado en el microcontrolador ESP32, midió
parámetros como la temperatura, la concentración de sólidos disueltos totales (TDS) y el pH. El objetivo
fue comparar las mediciones del prototipo con las obtenidas mediante instrumentos de referencia
aceptados en el mercado, como un termómetro de mercurio para la temperatura y tiras reactivas para el
Tabla 9: Datos simulados del sensor de TDS
pág. 6308
pH, marca universal test paper. Estas últimas tienen la propiedad de cambiar de color, al reaccionar con
el pH de la sustancia dependiendo si es base o ácido, permaneciendo del mismo color si la sustancia es
base, no se obtiene un valor numérico. Considerando que una sustancia se considera neutra si tiene un
pH entre 6 y 8, entonces, no se espera un cambio de color en las tiras medidoras de pH. En la figura 14,
se presenta la escala de pH que mide el grado de acidez de una sustancia.
Los sensores respondieron correctamente al analizar muestras de tres marcas distintas de agua
embotellada comerciales en la Ciudad de México, cada una con características fisicoquímicas propias.
La lectura del sensor de temperatura (DS18B20) se mantuvo estable, con una variación menor a ±0.3°C
bajo condiciones controladas. El sensor de TDS registró diferencias claras en la concentración de sólidos
disueltos entre marcas, con valores que oscilaron entre 120 y 150 ppm. El sensor de pH también detectó
variaciones sutiles, con valores que reflejan la acidez o alcalinidad relativa de cada muestra. Los datos
obtenidos fueron procesados en tiempo real por el ESP32, permitiendo clasificar la calidad del agua
según umbrales previamente definidos. En la figura 15 se presenta la configuración utilizada para la
medición de los parámetros para la muestra 1. En la tabla 10 se presentan los valores medidos de los
parámetros indicados.
Figura 14. Escala del pH (epa.gov, 2026)
pH, marca universal test paper. Estas últimas tienen la propiedad de cambiar de color, al reaccionar con
el pH de la sustancia dependiendo si es base o ácido, permaneciendo del mismo color si la sustancia es
base, no se obtiene un valor numérico. Considerando que una sustancia se considera neutra si tiene un
pH entre 6 y 8, entonces, no se espera un cambio de color en las tiras medidoras de pH. En la figura 14,
se presenta la escala de pH que mide el grado de acidez de una sustancia.
Los sensores respondieron correctamente al analizar muestras de tres marcas distintas de agua
embotellada comerciales en la Ciudad de México, cada una con características fisicoquímicas propias.
La lectura del sensor de temperatura (DS18B20) se mantuvo estable, con una variación menor a ±0.3°C
bajo condiciones controladas. El sensor de TDS registró diferencias claras en la concentración de sólidos
disueltos entre marcas, con valores que oscilaron entre 120 y 150 ppm. El sensor de pH también detectó
variaciones sutiles, con valores que reflejan la acidez o alcalinidad relativa de cada muestra. Los datos
obtenidos fueron procesados en tiempo real por el ESP32, permitiendo clasificar la calidad del agua
según umbrales previamente definidos. En la figura 15 se presenta la configuración utilizada para la
medición de los parámetros para la muestra 1. En la tabla 10 se presentan los valores medidos de los
parámetros indicados.
Figura 14. Escala del pH (epa.gov, 2026)
pág. 6309
La figura 16 y tabla 11 muestran la configuración utilizada en el proceso de medición de la muestra de
agua comercial 2 y los datos obtenidos del dicho proceso, respectivamente.
Figura 15: Toma de datos de la muestra 1.
Tabla 10. Datos obtenidos con el prototipo para la primera muestra.
Tabla 11. Datos obtenidos con el prototipo para la segunda
muestra.
Figura 16. Toma de datos de la muestra 2
La figura 16 y tabla 11 muestran la configuración utilizada en el proceso de medición de la muestra de
agua comercial 2 y los datos obtenidos del dicho proceso, respectivamente.
Figura 15: Toma de datos de la muestra 1.
Tabla 10. Datos obtenidos con el prototipo para la primera muestra.
Tabla 11. Datos obtenidos con el prototipo para la segunda
muestra.
Figura 16. Toma de datos de la muestra 2
pág. 6310
La figura 17 y tabla 12 muestran la configuración utilizada en el proceso de medición de la muestra de
agua comercial 3 y los datos obtenidos del dicho proceso, respectivamente.
Las mediciones de temperatura de referencia se tomaron con un termómetro de mercurio, y al
compararlas con las obtenidas con el sensor DS18B20 del prototipo se observó que las variaciones
fueron mínimas. Esto permite concluir que el sensor de temperatura funciona correctamente.
Como ya explicamos arriba, las tiras reactivas de pH cambian de color ante una sustancia base o ácida,
en nuestras mediciones, no se notó un cambio aparente como para concluir si el pH era muy alto o bajo,
por lo que solo con estas tiras reactivas podemos decir si están en un rango de 6 a 8, en la escala de pH.
Para el sensor de TDS se requieren instrumentos de laboratorio más especializados, con los cuales no se
contaba en el momento de la prueba para realizar una comparación directa. Debido a que no son de fácil
acceso, debido a su costo. Sin embargo, el comportamiento observado y los valores registrados se
mantuvieron dentro de los rangos indicados por el fabricante bajo las condiciones de prueba presentadas,
lo que representa un funcionamiento adecuado de los mismos.
También se verificó la activación y desactivación del filtro de manera automatizada cuando las
condiciones del agua monitoreada no cumplieron con los parámetros necesarios para considerarse
potable, es decir, cuando el estado del agua cambió de “aceptable” a “no potable”. El filtro permaneció
Tabla 12. Datos obtenidos con el prototipo para la tercera muestra
Figura 17: Toma de datos de la muestra 3.
La figura 17 y tabla 12 muestran la configuración utilizada en el proceso de medición de la muestra de
agua comercial 3 y los datos obtenidos del dicho proceso, respectivamente.
Las mediciones de temperatura de referencia se tomaron con un termómetro de mercurio, y al
compararlas con las obtenidas con el sensor DS18B20 del prototipo se observó que las variaciones
fueron mínimas. Esto permite concluir que el sensor de temperatura funciona correctamente.
Como ya explicamos arriba, las tiras reactivas de pH cambian de color ante una sustancia base o ácida,
en nuestras mediciones, no se notó un cambio aparente como para concluir si el pH era muy alto o bajo,
por lo que solo con estas tiras reactivas podemos decir si están en un rango de 6 a 8, en la escala de pH.
Para el sensor de TDS se requieren instrumentos de laboratorio más especializados, con los cuales no se
contaba en el momento de la prueba para realizar una comparación directa. Debido a que no son de fácil
acceso, debido a su costo. Sin embargo, el comportamiento observado y los valores registrados se
mantuvieron dentro de los rangos indicados por el fabricante bajo las condiciones de prueba presentadas,
lo que representa un funcionamiento adecuado de los mismos.
También se verificó la activación y desactivación del filtro de manera automatizada cuando las
condiciones del agua monitoreada no cumplieron con los parámetros necesarios para considerarse
potable, es decir, cuando el estado del agua cambió de “aceptable” a “no potable”. El filtro permaneció
Tabla 12. Datos obtenidos con el prototipo para la tercera muestra
Figura 17: Toma de datos de la muestra 3.
pág. 6311
encendido hasta que los sensores registraron nuevamente valores dentro de los rangos óptimos para
considerarse agua potable. Esta lógica de control evita el encendido y apagado intermitente (flickering),
prolongando así la vida útil del sistema.
La interfaz web, alojada en el sistema de archivos SPIFFS (un sistema de archivos diseñado para
memorias flash SPI NOR en dispositivos embebidos) del ESP32, fue accesible desde un navegador
mediante la dirección IP local del dispositivo. La página mostraba los datos en tiempo real mediante
gráficos actualizables que facilitaban el seguimiento de las condiciones del agua. También incluía un
botón de control manual del filtro, que permitía al usuario activar o desactivar el sistema
independientemente del estado del agua. A continuación, se presentan algunos ejemplos de la interfaz
web. En la cual se muestran la medición de los 3 sensores a tiempo real, además de una gráfica para
cada parámetro para analizar cómo y qué tiempo cambia, figura 18. En las figuras 19, 20 y 21 se
muestran las gráficas de los datos medidos con los sensores de temperatura, pH y TDD en tiempo real,
respectivamente.
Figura 18. Parte superior de la interfaz web, en donde se encuentra el
botón de activación del filtro
Figura 19: Interfaz web con la gráfica de temperatura.
encendido hasta que los sensores registraron nuevamente valores dentro de los rangos óptimos para
considerarse agua potable. Esta lógica de control evita el encendido y apagado intermitente (flickering),
prolongando así la vida útil del sistema.
La interfaz web, alojada en el sistema de archivos SPIFFS (un sistema de archivos diseñado para
memorias flash SPI NOR en dispositivos embebidos) del ESP32, fue accesible desde un navegador
mediante la dirección IP local del dispositivo. La página mostraba los datos en tiempo real mediante
gráficos actualizables que facilitaban el seguimiento de las condiciones del agua. También incluía un
botón de control manual del filtro, que permitía al usuario activar o desactivar el sistema
independientemente del estado del agua. A continuación, se presentan algunos ejemplos de la interfaz
web. En la cual se muestran la medición de los 3 sensores a tiempo real, además de una gráfica para
cada parámetro para analizar cómo y qué tiempo cambia, figura 18. En las figuras 19, 20 y 21 se
muestran las gráficas de los datos medidos con los sensores de temperatura, pH y TDD en tiempo real,
respectivamente.
Figura 18. Parte superior de la interfaz web, en donde se encuentra el
botón de activación del filtro
Figura 19: Interfaz web con la gráfica de temperatura.
pág. 6312
Figura 20: Interfaz web con la gráfica de TDS.
En condiciones de prueba, la actualización de los datos en la interfaz se mantuvo fluida, con un retraso
promedio inferior a 1 segundo desde la toma de lectura hasta la visualización. Las gráficas permitieron
identificar de manera visual el comportamiento de la calidad del agua en tiempo real. Este sistema
permite observar y analizar cualquier cambio en los parámetros bajo estudio del agua en tiempo real y
también tener un historial de dicho comportamiento.
Con los criterios expuestos en la introducción, se establecieron umbrales de clasificación de la calidad
del agua, que permitieron al sistema emitir un diagnóstico automático y activar un filtro en caso de
detectar condiciones no ideales. Esta acción fue especialmente útil cuando la calidad del agua se clasificó
como no potable, asegurando una respuesta inmediata del sistema. Además, se incluyó un botón de
control manual desde la interfaz web, ofreciendo flexibilidad al usuario para activar el filtro de forma
remota (ver Figura 18).
Resultados Experimentales: Agua de lluvia
Además de las pruebas realizadas con agua embotellada, se efectuó una medición experimental
utilizando agua de lluvia recolectada durante aproximadamente 30 minutos. Los valores registrados por
el sistema se presentan en la tabla 13:
Figura 21: Interfaz web con la gráfica de pH.
Figura 20: Interfaz web con la gráfica de TDS.
En condiciones de prueba, la actualización de los datos en la interfaz se mantuvo fluida, con un retraso
promedio inferior a 1 segundo desde la toma de lectura hasta la visualización. Las gráficas permitieron
identificar de manera visual el comportamiento de la calidad del agua en tiempo real. Este sistema
permite observar y analizar cualquier cambio en los parámetros bajo estudio del agua en tiempo real y
también tener un historial de dicho comportamiento.
Con los criterios expuestos en la introducción, se establecieron umbrales de clasificación de la calidad
del agua, que permitieron al sistema emitir un diagnóstico automático y activar un filtro en caso de
detectar condiciones no ideales. Esta acción fue especialmente útil cuando la calidad del agua se clasificó
como no potable, asegurando una respuesta inmediata del sistema. Además, se incluyó un botón de
control manual desde la interfaz web, ofreciendo flexibilidad al usuario para activar el filtro de forma
remota (ver Figura 18).
Resultados Experimentales: Agua de lluvia
Además de las pruebas realizadas con agua embotellada, se efectuó una medición experimental
utilizando agua de lluvia recolectada durante aproximadamente 30 minutos. Los valores registrados por
el sistema se presentan en la tabla 13:
Figura 21: Interfaz web con la gráfica de pH.
pág. 6313
Tabla 13. Comparación de valores registrados con la NOM-127 y OMS.
Parámetro Valor medido Norma Oficial (NOM-127-SSA1-2021) OMS
Temperatura 10.81 °C < 25 °C < 25 °C
TDS 0.00 ppm < 500 ppm < 300 ppm
pH 7.31 6.5 – 8.5 6.5 – 8.5
La muestra de agua de lluvia mostró una temperatura baja (10.81 °C), consistente con las condiciones
ambientales durante la recolección. El valor de TDS fue 0.00 ppm, lo que a primera vista sugiere la
ausencia total de sólidos disueltos. Sin embargo, este resultado debe interpretarse con cautela: la
literatura indica que el agua de lluvia contiene trazas de iones disueltos (generalmente algunos ppm),
por lo que el valor cero probablemente refleja el límite de detección del prototipo y no una ausencia
absoluta de sólidos. Este efecto se debe a la sensibilidad limitada del sensor TDS, acentuada por el uso
de materiales prácticos y económicos, así como por la falta de compensación de temperatura en la
lectura.
En cuanto al pH (7.31), se encuentra en la zona neutral y dentro de los intervalos permitidos por la NOM
y la OMS. Cabe destacar que el agua de lluvia suele presentar un carácter ligeramente ácido debido a la
disolución de CO₂ atmosférico; el valor obtenido podría deberse a una ligera desviación del sensor, a la
falta de calibración en la zona baja del pH o bien a trazas de minerales arrastrados durante la recolección.
En conjunto, los tres parámetros cumplen con los límites establecidos por la normativa mexicana y la
OMS, lo que clasifica esta muestra de agua de lluvia como “apta”. Sin embargo, los resultados ponen
de manifiesto algunas limitaciones del sistema, especialmente en la medición de TDS a valores ultra
bajos. Este detalle evidencia que el dispositivo, aunque funcional y confiable en rangos medios y altos,
no es lo suficientemente sensible para cuantificar con precisión sólidos disueltos en aguas de muy baja
mineralización.
Asimismo, debe señalarse que la evaluación realizada no contempla contaminantes microbiológicos, los
cuales son frecuentes en el agua de lluvia debido al arrastre de partículas atmosféricas y posibles
contaminaciones durante la recolección (Frías, 2018).
Tabla 13. Comparación de valores registrados con la NOM-127 y OMS.
Parámetro Valor medido Norma Oficial (NOM-127-SSA1-2021) OMS
Temperatura 10.81 °C < 25 °C < 25 °C
TDS 0.00 ppm < 500 ppm < 300 ppm
pH 7.31 6.5 – 8.5 6.5 – 8.5
La muestra de agua de lluvia mostró una temperatura baja (10.81 °C), consistente con las condiciones
ambientales durante la recolección. El valor de TDS fue 0.00 ppm, lo que a primera vista sugiere la
ausencia total de sólidos disueltos. Sin embargo, este resultado debe interpretarse con cautela: la
literatura indica que el agua de lluvia contiene trazas de iones disueltos (generalmente algunos ppm),
por lo que el valor cero probablemente refleja el límite de detección del prototipo y no una ausencia
absoluta de sólidos. Este efecto se debe a la sensibilidad limitada del sensor TDS, acentuada por el uso
de materiales prácticos y económicos, así como por la falta de compensación de temperatura en la
lectura.
En cuanto al pH (7.31), se encuentra en la zona neutral y dentro de los intervalos permitidos por la NOM
y la OMS. Cabe destacar que el agua de lluvia suele presentar un carácter ligeramente ácido debido a la
disolución de CO₂ atmosférico; el valor obtenido podría deberse a una ligera desviación del sensor, a la
falta de calibración en la zona baja del pH o bien a trazas de minerales arrastrados durante la recolección.
En conjunto, los tres parámetros cumplen con los límites establecidos por la normativa mexicana y la
OMS, lo que clasifica esta muestra de agua de lluvia como “apta”. Sin embargo, los resultados ponen
de manifiesto algunas limitaciones del sistema, especialmente en la medición de TDS a valores ultra
bajos. Este detalle evidencia que el dispositivo, aunque funcional y confiable en rangos medios y altos,
no es lo suficientemente sensible para cuantificar con precisión sólidos disueltos en aguas de muy baja
mineralización.
Asimismo, debe señalarse que la evaluación realizada no contempla contaminantes microbiológicos, los
cuales son frecuentes en el agua de lluvia debido al arrastre de partículas atmosféricas y posibles
contaminaciones durante la recolección (Frías, 2018).
pág. 6314
Una de las conclusiones fue que, debido a estos contenidos y a la posibilidad de contaminación
biológica, el agua de lluvia solo puede ser utilizada de manera segura en tareas como lavar automóviles,
ciertos tipos de ropa o para riego. Para considerarla apta para consumo humano es necesario someterla
a procesos más complejos de filtración y desinfección, como el uso de lámparas de ozono o luz
ultravioleta, además de sistemas de purificación adicionales.
CONCLUSIONES
El desarrollo de un sistema de monitoreo multiparamétrico de la calidad del agua basado en el ESP32
demostró que es posible construir una herramienta funcional, económica y versátil para evaluar
parámetros esenciales como el pH, la temperatura y la concentración de sólidos disueltos (TDS).
Además, el módulo fue alimentado con una corriente mínima. Esto representa un ahorro energético para
el sistema, además de que lo hace perfecto para que sea un dispositivo portátil y fácil de alimentar que
se puede utilizar en diferentes regiones remotas del país.
La calidad del agua depende de múltiples parámetros fisicoquímicos (los cuales se abordaron en la
introducción), cuyo control es fundamental para determinar la idoneidad para el consumo humano, el
riego agrícola o el uso industrial. En este prototipo se prioriza la medición de tres variables clave: la
temperatura, la concentración de sólidos disueltos totales (TDS) y el pH.
Estos parámetros permiten tener una estimación básica pero significativa del estado del agua, ya que
alteraciones importantes en cualquiera de ellos pueden representar riesgos sanitarios o limitar su uso.
A través de la integración de sensores confiables, una lógica de control automatizada y una interfaz web
en tiempo real, el proyecto cumplió exitosamente con los objetivos planteados: detectar cambios
relevantes en las condiciones del agua y responder de manera inmediata mediante la activación de un
filtro.
Los sensores utilizados (para temperatura, de TDS y de pH) fueron probados con soluciones preparadas
en condiciones controladas. El objetivo de estas pruebas fue verificar su operación adecuada dentro de
sus rangos operativos. Como se muestra en las tablas de resultados, los sensores detectaron variaciones
coherentes ante cambios en la composición del agua, lo que indica que su comportamiento fue confiable
durante las pruebas. La estabilidad del sensor de temperatura y la sensibilidad del sensor de TDS al
Una de las conclusiones fue que, debido a estos contenidos y a la posibilidad de contaminación
biológica, el agua de lluvia solo puede ser utilizada de manera segura en tareas como lavar automóviles,
ciertos tipos de ropa o para riego. Para considerarla apta para consumo humano es necesario someterla
a procesos más complejos de filtración y desinfección, como el uso de lámparas de ozono o luz
ultravioleta, además de sistemas de purificación adicionales.
CONCLUSIONES
El desarrollo de un sistema de monitoreo multiparamétrico de la calidad del agua basado en el ESP32
demostró que es posible construir una herramienta funcional, económica y versátil para evaluar
parámetros esenciales como el pH, la temperatura y la concentración de sólidos disueltos (TDS).
Además, el módulo fue alimentado con una corriente mínima. Esto representa un ahorro energético para
el sistema, además de que lo hace perfecto para que sea un dispositivo portátil y fácil de alimentar que
se puede utilizar en diferentes regiones remotas del país.
La calidad del agua depende de múltiples parámetros fisicoquímicos (los cuales se abordaron en la
introducción), cuyo control es fundamental para determinar la idoneidad para el consumo humano, el
riego agrícola o el uso industrial. En este prototipo se prioriza la medición de tres variables clave: la
temperatura, la concentración de sólidos disueltos totales (TDS) y el pH.
Estos parámetros permiten tener una estimación básica pero significativa del estado del agua, ya que
alteraciones importantes en cualquiera de ellos pueden representar riesgos sanitarios o limitar su uso.
A través de la integración de sensores confiables, una lógica de control automatizada y una interfaz web
en tiempo real, el proyecto cumplió exitosamente con los objetivos planteados: detectar cambios
relevantes en las condiciones del agua y responder de manera inmediata mediante la activación de un
filtro.
Los sensores utilizados (para temperatura, de TDS y de pH) fueron probados con soluciones preparadas
en condiciones controladas. El objetivo de estas pruebas fue verificar su operación adecuada dentro de
sus rangos operativos. Como se muestra en las tablas de resultados, los sensores detectaron variaciones
coherentes ante cambios en la composición del agua, lo que indica que su comportamiento fue confiable
durante las pruebas. La estabilidad del sensor de temperatura y la sensibilidad del sensor de TDS al
pág. 6315
agregar sal, así como la detección de cambios de pH al añadir vinagre o bicarbonato, respaldan la
funcionalidad del sistema de medición.
La estabilidad de las mediciones y la rápida respuesta del sistema validan su potencial para aplicaciones
en entornos domésticos o educativos. Sin embargo, también se identificaron áreas de mejora, como la
dependencia de redes Wifi-específicas y la limitada capacidad de análisis frente a otros contaminantes.
A pesar de ello, el proyecto constituye una base sólida sobre la cual es posible construir versiones más
robustas y escalables, contribuyendo así a la creciente necesidad de tecnologías accesibles para el
monitoreo ambiental.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
EPA Environmental Protection Agency, 2026. Recuperado de
https://www3.epa.gov/acidrain/education/site_students_spanish/phscale.html
Fundación Aquae. (2021, 22 de septiembre). 5 000 litros de agua, 1 kilo de arroz: El uso del agua en la
agricultura. Fundación Aquae. Recuperado de https://www.fundacionaquae.org/wiki/5-000-
litros-de-agua-1-kilo-de-arroz-el-uso-del-agua-en-la-agricultura/
Fundación Aquae. (s.f.). Aguas residuales: Datos y usos. Fundación Aquae. Recuperado de
https://www.fundacionaquae.org/aguas-residuales-datos-usos/
Organización Mundial de la Salud (OMS). (2023, 13 de septiembre). Agua para consumo humano.
https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/drinking-water
IPDP CDMX. (2024a). Calidad de agua tratada. Sistema de Aguas de la Ciudad de México (SACMEX).
https://indicadores.cdmx.gob.mx/group/06-agua-limpia-y-saneamiento
IPDP CDMX. (2024b). Acceso integral al agua y al saneamiento básico. Instituto Nacional de
Estadística y Geografía (INEGI). https://indicadores.cdmx.gob.mx/group/06-agua-limpia-y-
saneamiento
IPDP CDMX. (2024c). Viviendas que no cuentan con abastecimiento de agua entubada. Instituto
Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). https://indicadores.cdmx.gob.mx/group/06-agua-
limpia-y-saneamiento
agregar sal, así como la detección de cambios de pH al añadir vinagre o bicarbonato, respaldan la
funcionalidad del sistema de medición.
La estabilidad de las mediciones y la rápida respuesta del sistema validan su potencial para aplicaciones
en entornos domésticos o educativos. Sin embargo, también se identificaron áreas de mejora, como la
dependencia de redes Wifi-específicas y la limitada capacidad de análisis frente a otros contaminantes.
A pesar de ello, el proyecto constituye una base sólida sobre la cual es posible construir versiones más
robustas y escalables, contribuyendo así a la creciente necesidad de tecnologías accesibles para el
monitoreo ambiental.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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agricultura. Fundación Aquae. Recuperado de https://www.fundacionaquae.org/wiki/5-000-
litros-de-agua-1-kilo-de-arroz-el-uso-del-agua-en-la-agricultura/
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Organización Mundial de la Salud (OMS). (2023, 13 de septiembre). Agua para consumo humano.
https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/drinking-water
IPDP CDMX. (2024a). Calidad de agua tratada. Sistema de Aguas de la Ciudad de México (SACMEX).
https://indicadores.cdmx.gob.mx/group/06-agua-limpia-y-saneamiento
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Estadística y Geografía (INEGI). https://indicadores.cdmx.gob.mx/group/06-agua-limpia-y-
saneamiento
IPDP CDMX. (2024c). Viviendas que no cuentan con abastecimiento de agua entubada. Instituto
Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). https://indicadores.cdmx.gob.mx/group/06-agua-
limpia-y-saneamiento
pág. 6316
Secretaría de Salud. (2022, 22 de marzo). NORMA Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-2021, Agua para
uso y consumo humano. Límites permisibles de la calidad del agua. *Diario Oficial de la
Federación*. https://www.dof.gob.mx/nota_detalle_popup.php?codigo=5650705
Razmi, N., Lazouskaya, M., Pajcin, I., Petrovic, B., Grahovac, J., Simic, M., Willander, M., Nur, O., &
Stojanovic, G. M. (2023). Monitoring the effect of pH on the growth of pathogenic bacteria
using electrical impedance spectroscopy. Results in Engineering, 20, 101425.
https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101425
Boyu. (s.f.). Filtros de cascada BOYU WF compactos [Descripción del producto]. Recuperado de
https://boyu.com.mx/producto/filtros-de-cascada-boyu-wf-compactos/
Global Seafood Alliance. (2018, 17 de diciembre). Temperatura del agua en acuacultura – *Responsible
Seafood Advocate*. https://www.globalseafood.org/advocate/temperatura-del-agua-en-
acuacultura/
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