Ítem
Acceso Abierto
Diseño y simulación de un sistema IoT para la detección temprana de incendios forestales en los cerros de Santiago de Cali
Título de la revista
Autores
Loaiza Mejia, Valentina
Fecha
2025-12-01
Directores
Sarmiento Rojas, Jefferson
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
Universidad del Rosario
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Resumen
Este trabajo de grado presenta el diseño y validación por simulación de un sistema IoT de bajo costo para la detección temprana de incendios forestales en los cerros de Santiago de Cali, una zona altamente vulnerable debido al cambio climático, la expansión urbana y la limitada capacidad de vigilancia continua. El objetivo central es proponer y evaluar, en un entorno virtual, una arquitectura técnica capaz de monitorear variables ambientales críticas y emitir alertas oportunas, integrando sensores virtuales, procesamiento distribuido y analítica predictiva. Metodológicamente, se empleó un enfoque mixto basado en la revisión sistemática de literatura, el diseño conceptual del sistema, la simulación funcional mediante Wokwi, Node-RED y Firebase, y la incorporación de un modelo de riesgo entrenado con datos históricos del sistema FIRMS y condiciones meteorológicas locales. Los resultados incluyen la construcción de un prototipo virtual que demuestra la viabilidad técnica del sistema, la interoperabilidad entre sus componentes y su potencial para anticipar condiciones propicias para incendios, complementando la detección en tiempo real con capacidades predictivas. El análisis de madurez tecnológica ubica el desarrollo en un TRL 3, correspondiente a validación analítica en entorno de simulación, con posibilidades claras de avanzar hacia implementaciones físicas escalables en campo. En conjunto, la propuesta evidencia que la integración de IoT y analítica de datos puede fortalecer la vigilancia ambiental, reducir tiempos de respuesta y promover procesos de gobernanza comunitaria orientados a la prevención del riesgo.
Abstract
This undergraduate thesis presents the design and simulation-based validation of a low-cost IoT system for the early detection of forest fires in the hills of Santiago de Cali, an area highly vulnerable due to climate change, urban expansion, and limited capacity for continuous surveillance. The main objective is to propose and evaluate, within a virtual environment, a technical architecture capable of monitoring critical environmental variables and issuing timely alerts, integrating virtual sensors, distributed processing, and predictive analytics. Methodologically, a mixed approach was adopted, combining a systematic literature review, conceptual system design, functional simulation using Wokwi, Node-RED, and Firebase, and the incorporation of a risk model trained with historical data from NASA’s FIRMS system and local meteorological conditions. The results include the development of a virtual prototype that demonstrates the system’s technical feasibility, interoperability among its components, and its potential to anticipate fire-prone conditions by complementing real-time detection with predictive capabilities. The technology readiness analysis places the development at TRL 3, corresponding to analytical validation in a simulated environment, with clear possibilities for advancing toward scalable physical implementations in real-world settings. Overall, the proposal shows that integrating IoT and data analytics can strengthen environmental monitoring, reduce response times, and promote community-based governance processes focused on risk prevention.
Palabras clave
Detección de incendios forestales , IoT , Sistemas de alerta temprana , Monitoreo ambiental , Participación ciudadana , Datos FIRMS , Resiliencia urbana , TRL
Keywords
Forest fire detection , IoT , Early warning systems , Environmental monitoring , Citizen participation , FIRMS data , Urban resilience , TRL
