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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
“DISEÑO DE UN SISTEMA COMPUTARIZADO INTELIGENTE PARA
LA DETECCION SISMICA Y ALERTA TEMPRANA CON
COMUNICACIÓN ETHERNET Y TECNOLOGIA MOVIL”
PROYECTO DE TITULACIÓN
Previa a la obtención del Título de:
INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
AUTORES:
NIXON ANDRES GUTIERREZ CANTOS
BRIGETTE VERONICA NAZARENO PULIA
TUTOR:
ING. JOSE AGUIRRE ANDRADE
GUAYAQUIL - ECUADOR
2017
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS/TRABAJO DE GRADUACION
TÍTULO Y
SUBTÍTULO:
“DISEÑO DE UN SISTEMA COMPUTARIZADO INTELIGENTE PARA LA DETECCION SISMICA Y ALERTA TEMPRANA CON COMUNICACIÓN ETHERNET Y TECNOLOGIA MOVIL”.
AUTORES: GUTIERREZ CANTOS NIXON ANDRES
NAZARENO PULIA BRIGETTE VERONICA REVISOR/TUTOR: AGUIRRE ANDRADE JOSE CHAW TUTIVEN MANUEL
INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
UNIDAD/FACULTAD: CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
GRADO OBTENIDO: INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES.
FECHA DE PUBLICACIÓN:
No. DE PÁGINAS:
ÁREAS TEMÁTICAS: REDES Y TELECOMUNICACIONES
PALABRAS CLAVES
/KEYWORDS:
Ondas de propagación, EEWS, Arduino, Protocolo HTTP.
RESUMEN: Los movimientos sísmicos son fenómenos naturales que ocurren con frecuencia en el mundo y
son imposible de predecir, por lo tanto, el estar preparados resulta vital, ya que es difícil que durante un sismo
se puedan tomar acciones correctas y rápidas para poner a salvo nuestras vidas. El presente proyecto se
desarrolla con el fin de diseñar un sistema de detección sísmica y alerta temprana aplicado a la comunidad
CINT, este prototipo alertaría a las personas segundos antes de que se perciba el movimiento. El sistema
propuesto está conformado por varios módulos: el sistema simulador del movimiento, un sensor, una placa
de Arduino, Servidor Apache y un Gateway SMS. Una vez que el Arduino recibe una señal proveniente del
sensor de detección sísmica, inicia un protocolo de operación que envía el dato al servidor apache y este a
su vez difunde un mensaje de alerta a las autoridades pertinentes valiéndose del Gateway SMS.
ADJUNTO PDF: SI X NO
CONTACTO CON
AUTOR/ES:
Teléfono: E-mail:
CONTACTO CON LA
INSTITUCIÓN:
Nombre:
Teléfono:
E-mail:
III
CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR
En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación, “DISEÑO DE UN
SISTEMA COMPUTARIZADO INTELIGENTE PARA LA DETECCION
SISMICA Y ALERTA TEMPRANA CON COMUNICACIÓN ETHERNET Y
TECNOLOGIA MOVIL”, elaborado por el Sr. NIXON ANDRES
GUTIERREZ CANTOS y la Srta. BRIGETTE VERONICA NAZARENO
PULIA Alumnos no titulados de la Carrera de Ingeniería en Networking
y Telecomunicaciones de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
de la Universidad de Guayaquil, previo a la obtención del Título de
Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones, me permito declarar que
luego de haber orientado, estudiado y revisado, la Apruebo en todas sus
partes.
Atentamente
Ing. José Aguirre Andrade
TUTOR
IV
DEDICATORIA
Dedico este trabajo a Dios, a mis
padres, mis hermanos, mi esposo, y
sobre todo a mi hijo Adrián, quienes
caminaron a mi lado en este proceso
enseñándome que alcanzar las metas
no es un ideal, es una necesidad…
Brigette Nazareno Pulia
V
DEDICATORIA
Quiero dedicar esta tesis en primer
lugar a Dios y luego a mis padres
porque ellos han dado razón a mi
vida, por sus consejos, su amor y
su paciencia, soy lo que soy.
Nixon Gutiérrez cantos
VI
TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN
Ing. Eduardo Santos Baquerizo, MSc. DECANO DE LA FACULTAD
CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS .
Ing. Harry Luna Aveiga, MSc. DIRECTOR DE LA CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
Ing. José Aguirre Andrade MSc.
PROFESOR DIRECTOR DEL
PROYECTO DE TITULACIÓN .
Ing. Manuel Chaw Tituven MSc.
PROFESOR TUTOR REVISOR DEL
PROYECTO DE TITULACIÓN
Ab. Juan Chávez Atocha, Esp.
SECRETARIO TITULAR
VII
DECLARACIÓN EXPRESA
“La responsabilidad del contenido de
este Proyecto de Titulación, me
corresponden exclusivamente; y el
patrimonio intelectual de la misma a la
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL”.
Gutiérrez Cantos Nixon Andrés
Nazareno Pulia Brigette Verónica
VIII
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
CIENCIAS MATEMÁTICAS FACULTAD DE Y FÍSICAS CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
DISEÑO DE UN SISTEMA COMPUTARIZADO INTELIGENTE PARA LA
DETECCION SISMICA Y ALERTA TEMPRANA CON COMUNICACIÓN
ETHERNET Y TECNOLOGIA MOVIL
Proyecto de Titulación que se presenta como requisito para optar por el título de:
INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
Autor: Gutiérrez Cantos Nixon Andrés
C.I. 0927287557
Autora: Nazareno Pulia Brigette Verónica
C.I. 0923863005
Tutor: Ing. José Aguirre Andrade
Guayaquil, 14 de diciembre del 2017
IX
CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el Consejo
Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la
Universidad de Guayaquil.
CERTIFICO:
Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por los estudiantes
Gutiérrez Cantos Nixon Andrés y Nazareno Pulia Brigette Verónica, como
requisito previo para optar por el título de Ingeniero en Networking y
Telecomunicaciones cuyo tema es:
“DISEÑO DE UN SISTEMA COMPUTARIZADO INTELIGENTE PARA LA
DETECCION
SISMICA Y ALERTA TEMPRANA CON COMUNICACIÓN
ETHERNET Y TECNOLOGIA MOVIL”.
Considero aprobado el trabajo en su totalidad.
Presentado por:
GUTIÉRREZ CANTOS NIXON ANDRÉS C.I. 0927287557
NAZARENO PULIA BRIGETTE VERÓNICA C.I. 0923863005
Tutor: Ing. José Aguirre Andrade
Guayaquil, 14 de diciembre del 2017
X
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
Autorización para Publicación de Proyecto de Titulación en Formato
Digital
1. Identificación del Proyecto de Titulación
2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del
Proyecto de Titulación
A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de
Guayaquil y a la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la
Nombre Alumno: Gutiérrez Cantos Nixon Andrés
Dirección: Urbanización Loma Vista Mz. 2675 Villa 19
Teléfono: 0959009414 E-mail: [email protected]
Nombre Alumno: Nazareno Pulia Brigette Verónica
Dirección: Venezuela N° 5629 entre la 29 y la 30
Teléfono: 0939955348 E-mail: [email protected]
Facultad: Ciencias Matemáticas y Físicas
Carrera: Networking y Telecomunicaciones
Título al que opta: Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones
Profesor guía: Ing. José Aguirre Andrade
Título del Proyecto de titulación: Diseño de un sistema computarizado
inteligente para la detección sísmica y alerta temprana con comunicación
ethernet y tecnología móvil.
Tema del Proyecto de Titulación: Ondas de propagación, EEWS, Sensores, Arduino, Protocolo HTTP.
XI
versión electrónica de este Proyecto de titulación.
Publicación electrónica:
Inmediata Después de 1 año
Nixon Gutiérrez Cantos Brigette Nazareno Pulia
3. Forma de envío:
El texto del proyecto de titulación debe ser enviado en formato Word, como
archivo .Doc. O .RTF y Puf para PC. Las imágenes que la acompañen
pueden ser: .gif, .jpg o .TIFF.
DVDROM X CDROM
XII
INDICE GENERAL
DEDICATORIA................................................................................... IV
DEDICATORIA ..................................................................................... V
TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN ....................................... VI DECLARACIÓN EXPRESA .............................................................. VII CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR .............................. IX
INDICE GENERAL ............................................................................. XII ABREVIATURAS .............................................................................. XV
SIMBOLOGÍA .................................................................................. XVI INDICE DE CUADROS .................................................................... XVII INDICE DE GRAFICOS .................................................................. XVIII RESUMEN ........................................................................................ XIX
ABSTRACT ....................................................................................... XX
INTRODUCCION ................................................................................... 1
CAPÍTULO I ......................................................................................... 3
1. EL PROBLEMA .......................................................................... 3
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................... 3
1.1.1 Ubicación del Problema en un Contexto ........................................3
1.1.2 Situación Conflicto. Nudos Críticos .................................................3
1.1.3 Causas y Consecuencias del Problema ......................................4
1.1.4 Delimitación del Problema .............................................................5
1.1.5 Formulación del Problema .............................................................6
1.1.6 Evaluación del Problema ................................................................6
1.1.7 Alcances del Problema ...................................................................7
1.2 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ...........................................7
1.2.1 Objetivo general .................................................................................7
1.2.2 Objetivos específicos .........................................................................7
1.3 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN .... 8
CAPÍTULO II........................................................................................ 10
2. MARCO TEÓRICO ..................................................................... 10
2.1 ANTECEDENTES DEL ESTUDIO ............................................... 10
2.2 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA .......................................................12
2.2.1 Movimientos sísmicos .....................................................................12
2.2.2 Ondas Sísmicas ...............................................................................13
2.2.4 Sistema de Alerta Sísmica Temprana ..........................................17
2.2.5 Sensores ............................................................................................19
2.2.6 Arduino ...............................................................................................21
XIII
2.2.7 Modulo Ethernet ...............................................................................29
2.3 FUNDAMENTACION SOCIAL ..........................................................32
2.4 FUNDAMENTACIÓN LEGAL ............................................................33
2.5 HIPOTESIS...........................................................................................38
2.6 VARIABLES DE LA INVESTIGACION ............................................38
2.7 DEFINICIONES CONCEPTUALES ..................................................38
CAPÍTULO III ..................................................................................... 40
3 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ................................ 40
3.1 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN ............................................ 40
3.1.1 Modalidad de la Investigación ........................................................40
3.1.2 Tipo de investigación .....................................................................40
3.1.3 POBLACIÓN Y MUESTRA ....................................................... 40
3.1.4 Instrumentos de recolección de datos ..........................................42
3.1.5 Recolección de la Información .......................................................42
3.1.6 Procesamiento y Análisis ................................................................51
3.1.7 Validación de la Hipótesis. ..............................................................54
CAPÍTULO IV ...................................................................................... 56
4. PROPUESTA TECNOLÓGICA ...................................................... 56
4.1 Análisis de factibilidad ......................................................................56
4.1.1Factibilidad Operacional ...................................................................56
4.1.2 Factibilidad Técnica .........................................................................57
4.1.3 Factibilidad Legal .............................................................................58
4.1.4 Factibilidad Económica ...................................................................58
4.2 Etapas de la metodología del proyecto ........................................60
4.2.1 Iniciación...........................................................................................60
4.2.2 Planeación .......................................................................................61
4.2.3 Ejecución ..........................................................................................62
4.2.4 Supervisión y control ....................................................................68
4.2.5 Cierre...............................................................................................70
4.3 Entregables del proyecto .................................................................71
4.4 Criterios de validación de la propuesta ..................................71
4.5 Criterios de aceptación del Producto o Servicio ........................71
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................... 73
Conclusiones .............................................................................................73
Recomendaciones ....................................................................................74
BIBLIOGRAFIA ................................................................................... 75
ANEXOS .............................................................................................. 77
Anexo 1 ........................................................................................................77
Anexo 2 ........................................................................................................78
XIV
Anexo 3 ........................................................................................................80
Anexo 4 ........................................................................................................81
Anexo 5 ........................................................................................................83
XV
ABREVIATURAS
CINT Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones
SAST Sistema de alerta sísmica temprana
EEWS Earthquake Early Warning System
S.O. Sistema operativo
APP Aplicación
HTTP Hipertext Transfer Protocol
URL Localizador de fuente uniforme
CSV Commad- separated values.
XVI
SIMBOLOGÍA
m tamaño de la población
e Espacio muestral
n tamaño de la muestra
ƒ fracción muestral
% porcentaje
XVII
INDICE DE CUADROS
CUADRO N° 1: CAUSAS Y CONSECUENCIAS ............................................ 4 CUADRO N° 2: Delimitación del problema ..................................................... 5 CUADRO N° 3: CUADRO DISTRIBUTIVO DE LA POBLACION .................. 41 CUADRO N° 4: CUADRO DISTRIBUTIVO DE MUESTRA .......................... 42 CUADRO N° 5: Pregunta 1 de Encuesta a Estudiantes CINT ...................... 43 CUADRO N° 6: Pregunta 2 de Encuesta a Estudiantes CINT ...................... 44 CUADRO N° 7: Pregunta 3 de Encuesta a Estudiantes CINT ...................... 45 CUADRO N° 8: Pregunta 4 de Encuesta a Estudiantes CINT ...................... 46 CUADRO N° 9: Pregunta 5 de Encuesta a Estudiantes CINT ...................... 47 CUADRO N° 10: Pregunta 6 de Encuesta a Estudiantes CINT .................... 48 CUADRO N° 11: Pregunta 7 de Encuesta a Estudiantes CINT ................... 49 CUADRO N° 12: Pregunta 8 de Encuesta a Estudiantes CINT .................... 50 CUADRO N° 13: Presupuesto con ordenador .............................................. 58 CUADRO N° 14: Presupuesto sin ordenador ............................................... 59 CUADRO N° 15: Asignación IP..................................................................... 62
XVIII
INDICE DE GRAFICOS GRAFICO N° 1: Movimiento Sísmico ............................................................ 13 GRAFICO N° 2: Ondas Primarias (P) ........................................................... 14 GRAFICO N° 3 Ondas Secundarias (S) ....................................................... 15 GRAFICO N° 4: Ondas Love (L) ................................................................... 16 GRAFICO N° 5 Ondas Rayleigh (R): ............................................................ 17 GRAFICO N° 6: Esquema de Sistema de Alerta Sísmica Temprana de Japón ............................................................................................................ 18 GRAFICO N° 7: Sismómetro electromagnético de corto periodo.................. 20 GRAFICO N° 8: Sismómetro de banda ancha .............................................. 21 GRAFICO N° 9: Modulo Arduino Shield Ethernet ......................................... 30 GRAFICO N° 10: Pregunta 1 de Encuesta a Estudiantes CINT ................... 43 GRAFICO N° 11: Pregunta 2 de Encuesta a Estudiantes CINT ................... 44 GRAFICO N° 12: Pregunta 3 de Encuesta a Estudiantes CINT ................... 45 GRAFICO N° 13: Pregunta 4 de Encuesta a Estudiantes CINT ................... 46 GRAFICO N° 14: Pregunta 5 de Encuesta a Estudiantes CINT ................... 48 GRAFICO N° 15: Pregunta 6 de Encuesta a Estudiantes CINT ................... 49 GRAFICO N° 16: Pregunta 7 de Encuesta a Estudiantes CINT ................... 50 GRAFICO N° 17: Pregunta 8 de Encuesta a Estudiantes CINT ................... 51 GRAFICO N° 18: Metodología PMI............................................................... 60 GRAFICO N° 19: Diseño del sistema de detección y alerta temprana ......... 61 GRAFICO N° 20: Vista superior e inferior de la plataforma vibratoria........... 63 GRAFICO N° 21: Módulo Amplificador ......................................................... 64 GRAFICO N° 22: Interfaces usadas del acoplamiento Arduino Mega con Módulo Ethernet Shield ................................................................................. 64 GRAFICO N° 23: Instalación de S.O Debian 7 ............................................. 66 GRAFICO N° 24: Interfaz de usuario de la aplicación Sms Gateway ........... 67 GRAFICO N° 25: Log de detección de sismo ............................................... 68 GRAFICO N° 26: Log de mensaje de alerta enviados .................................. 69 GRAFICO N° 27: Mensaje de Alerta ............................................................. 70
XIX
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
Diseño de un sistema computarizado inteligente para la detección
sísmica y alerta temprana con comunicación ethernet y tecnología
móvil
Autores: Nixon Gutiérrez Cantos Brigette Nazareno Pulia Tutor: Ing. José Aguirre
RESUMEN Los movimientos sísmicos son fenómenos naturales que ocurren con
frecuencia en el mundo y son imposible de predecir, por lo tanto, el estar
preparados resulta vital, ya que es difícil que durante un sismo se puedan
tomar acciones correctas y rápidas para poner a salvo nuestras vidas. El
presente proyecto se desarrolla con el fin de diseñar un sistema de
detección sísmica y alerta temprana, este prototipo alertaría a las
personas segundos antes de que se perciba el movimiento. El sistema
propuesto está conformado por varios módulos: el sistema simulador del
movimiento, un sensor, una placa de Arduino, Servidor Apache y un
Gateway SMS. Una vez que el Arduino recibe una señal proveniente del
sensor de detección sísmica, inicia un protocolo de operación que envía
el dato al servidor apache y este a su vez difunde un mensaje de alerta a
las autoridades pertinentes valiéndose del Gateway SMS.
Palabras Claves: Ondas de propagación, EEWS, Arduino, Protocolo HTTP
XX
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
Design of an intelligent computer system for seismic detection and
early warning with ethernet communication and mobile technology.
Authors: Nixon Gutierrez Cantos
Brigette Nazareno Pulia
Advisor: Ing. José Aguirre.
ABSTRACT
The seismic movements are natural phenomena that occur frequently in the
world and are impossible to predict, therefore, being prepared is vital, because
it is difficult that during an earthquake can take correct and quick actions to
make safe Our lives. The present project is developed in order to design a
seismic detection system and early warning, this prototype would alert the
people seconds before the movement is perceived. The proposed system is
formed by several modules: The motion simulator system, a sensor, an
Arduino board, Apache Server and an SMS Gateway. Once the Arduino
receives a signal from the seismic detection sensor, it initiates an operation
protocol that sends the data to the Apache server and this in turn broadcasts
an alert message to the relevant authorities using the SMS Gateway.
Keywords: Waves of propagation, EEWS, Arduino, HTTP Protocol.
1
INTRODUCCION
Darles importancia a los avances tecnológicos enfocados en desarrollar
sistemas para la detección de fenómenos naturales es primordial, ya que con
ello se puede prevenir un gran número de pérdidas humanas, generando una
alerta a todos los pobladores del sector afectado.
Existen sistemas de transmisión de alertas en países como Japón, Taiwán,
México, Rumania y Turquía, capaces de emitir una señal a todos los
dispositivos digitales que cumplan un estándar, ya sean móviles o fijos
ejemplo: radio, televisión y celulares. Esta señal llegará a todos los
dispositivos alertando del desastre que se avecina, hasta con 1 minuto de
anticipación proporcionando al usuario tiempo necesario para tomar recaudos.
Japón el país más avanzado respecto a los EEWS de sismos y tsunamis; su
proceso se ejecuta una vez detectado un suceso sísmico, siendo la etapa más
crítica asegurar que la información de los sismógrafos sea receptada por las
oficinas encargadas de generar las correspondientes alertas,
para hacer análisis, sin importar las condiciones de las redes eléctricas o de
comunicaciones imperantes.
La finalidad de este proyecto es presentar un diseño de un sistema de alerta
sencillo y fácil de implementar, dicho sistema dará aviso en caso de
terremotos de gran tamaño. Sirviendo a la vez como guía que pueda orientar
futuras mejoras en el país de sistemas de gestión de riesgo de desastres
naturales como el terremoto.
El documento está compuesto de cuatros capítulos:
El capítulo I: El Problema; donde se presenta la ubicación, nudos críticos
causas y consecuencias, delimitación y alcance del problema, así como los
objetivos planteados y la justificación e importancia de la investigación.
Capitulo II: Marco Teórico; abarca los antecedentes de estudios de la
investigación, fundamentación teórica, social Y legal, también nuestra
2
hipótesis desarrollada, se definen las variables tanto dependiente como
independiente y por ultimo las definiciones conceptuales.
Capitulo III: este capítulo se basa en la metodología de investigación elegida;
el diseño, la modalidad y el tipo de investigación. Mostramos también las
recolecciones de datos, el procesamiento y análisis de los datos obtenidos
para finalmente validar la hipótesis planteada en el capítulo anterior.
Capítulo IV: Propuesta Tecnológica; en este capítulo hacemos un análisis
detallado de la factibilidad, mostramos las etapas de la metodología del
proyecto y los criterios de validación y aceptación.
3
CAPÍTULO I
1. EL PROBLEMA
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1.1 Ubicación del Problema en un Contexto Ecuador es uno de los países que se encuentra sobre el cinturón de fuego
del pacifico. Este cinturón es un arco de montañas, volcanes y trincheras
oceánicas que se extienden a lo largo del océano pacifico desde Nueva
Zelanda hacia el norte a lo largo del borde oriental de Asia, luego hacia el este
a través de las islas Aleutianas de Alaska y hacia el sur a lo largo de las costas
occidentales de América del Norte y del Sur.
El Cinturón de Fuego se extiende sobre 40 000 km. y tiene la forma de una
herradura. Concentra un 75 por ciento de los volcanes activos del mundo, y
en él se produce hasta el 90 por ciento de los terremotos.
Por lo expuesto en el párrafo anterior entendemos que nuestro país esta
propenso a sufrir desastres naturales. Con esta premisa el gobierno
ecuatoriano ha tratado de mejorar el sistema de alerta y prevención durante
los últimos años, aunque aún hay mucha desinformación en la sociedad sobre
qué hacer al presentarse un desastre natural.
1.1.2 Situación Conflicto. Nudos Críticos En la actualidad, a pesar de los avances tecnológicos, predecir con
anticipación un sismo es imposible, lo más cercano a esto son los sistemas
de alerta temprana implementados en países como Japón, Taiwán,
México, Rumania y Turquía, que basados en detectar las Ondas de
propagación de estos desastres naturales pretenden dar alerta de la
ocurrencia de un sismo.
4
Dar alerta a toda la población es un problema, que, en ocasiones es más
grave que el mismo Sismo ya que el factor respuesta sigue siendo una
variable importante para minimizar las pérdidas tanto materiales como
humanas. La demora en la reacción durante y después del sismo es una
causa fundamental en las perdidas que se registren.
El Terremoto ocurrido en Ecuador el 16 de abril del 2016, evidencia la
ausencia de métodos eficientes para detectar amenazas sísmicas, así
también nos muestra el potencial devastador que puede tener un sismo.
En nuestro país no contamos con un sistema de alerta temprana adecuado
en caso de un sismo de gran magnitud. Por lo que Diseñar un sistema
funcional que pudiera disparar una alerta oportuna, sería una posible solución
para disminuir el número de víctimas durante un sismo de grandes magnitudes
en un país en vías de desarrollo y que se encuentra en riesgo sísmico
permanente como Ecuador se vuelve una necesidad vital.
1.1.3 Causas y Consecuencias del Problema
CUADRO N° 1: CAUSAS Y CONSECUENCIAS
CAUSAS CONSECUENCIAS
Ecuador está situada en la zona sobre el cinturón del Pacífico.
Está expuesto a sufrir desastres naturales como: erupciones volcánicas, terremotos y tsunamis.
El desplazamiento de las placas tectónicas de Nazca(Oceánica) y la Sudamericana (Continental).
Esto produce una fricción entre placas en forma de tensión hasta que se desbloquea y libera súbitamente energía.
5
Fuente: Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional Ecuador.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
1.1.4 Delimitación del Problema
En el Cuadro N° 2 se delimita el problema, ahí se especifica: área
académica, línea y sublínea de investigación, limitaciones de espacio y
tiempo.
CUADRO N° 2: Delimitación del problema
Área Académica: Redes y Comunicaciones.
Línea de Investigación: Ciencias Básicas, Bioconocimiento
y desarrollo industrial.
Sublínea de Investigación: Tecnologías de la información y
telecomunicaciones.
Delimitación Espacial:
La investigación teórica se hará en
la biblioteca General de la
Universidad de Guayaquil; el
diseño en la residencia de los
autores del proyecto; las pruebas
de funcionamiento en las
instalaciones de la Carrera de
Colapso de edificios y otras infraestructuras sísmicamente vulnerables.
Expone a un mayor riesgo a los seres humanos en caso de un terremoto de gran magnitud.
Desinformación sobre a las medidas a tomar y protocolos idóneos frente a sismos de la población en general.
Reacción lenta e inadecuada de la población con pánico.
6
Ingeniería en Networking y
Telecomunicaciones.
Todas las localidades ubicadas en
la ciudad de Guayaquil.
Delimitación temporal:
La presente investigación se
desarrollará en los 4 meses
previos a la sustentación del
proyecto ante el Honorable
Consejo Directivo.
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
1.1.5 Formulación del Problema ¿Se podría minimizar las pérdidas humanas que se registran por falta de
un aviso anticipado cuando ocurre un terremoto, utilizando tecnología
móvil para alertar a la población?
1.1.6 Evaluación del Problema
Los aspectos que consideramos para la evaluación del problema son los
siguientes: delimitado, claro, evidente, concreto, relevante, original y
factible.
Delimitado: El Diseño del Sistema de Alerta Temprana se realizará como
herramienta de prevención en caso de movimientos sísmicos de gran
tamaño.
Claro: utilizando una plataforma vibratoria que simule las ondas de un
movimiento sísmico obtendremos la señal para dar alerta.
Evidente: se necesita lograr alertar a la población para poder minimizar
las pérdidas humanas.
7
Concreto: el trabajo consiste en diseñar un sistema cuyos sensores
detecten los terremotos antes de ser percibidos por el ser humano y que
sea capaz de alertar a las autoridades de la amenaza sísmica mediante
mensajes SMS, estos a su vez darán aviso a la ciudadanía en general.
Relevante: el principal propósito es utilizar la tecnología al servicio de la
sociedad brindando solución a un problema de interés para todos.
Original: el proyecto llegará a un interesante resultado final un práctico
mensaje SMS que llega al móvil para dar aviso de la aleta sísmica.
Factible: la implementación del sistema computarizado inteligente será
factible gracias a la colaboración de las autoridades pertinentes para lograr
un mayor alcance.
1.1.7 Alcances del Problema
✓ El diseño del sistema simulará la detección sísmica y alerta temprana
se realizará bajo un modelo distribuido para lograr resultados óptimos.
✓ No se utilizará un sensor sísmico comercial.
✓ El proyecto comprende el diseño y no abarca implementación.
✓ Se efectuará encuestas que nos permitan obtener criterios de
conocimientos de sistemas de alerta.
1.2 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 1.2.1 Objetivo general Diseñar un sistema computarizado inteligente para la detección sísmica
temprana mediante comunicaciones ethernet y tecnología móvil.
1.2.2 Objetivos específicos
8
✓ Investigar cómo se produce un movimiento sísmico sus causas y
elementos, así tener toda la información necesaria para realizar este
proyecto.
✓ Simular el movimiento sísmico para verificar el correcto
funcionamiento del proyecto al momento de detectar las
vibraciones.
✓ Diseñar la automatización integrando un sistema de detección con un
sistema de comunicación para lograr un sistema distribuido óptimo.
✓ Consultar los diversos sensores aplicados a la medición sísmica para
saber cuál es el sensor que pudiera ser adaptado a nuestro proyecto.
✓ Analizar sistemas implementados en otros países para hallar sus
fortalezas y debilidades.
1.3 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN
El propósito de esta investigación es mostrar un sistema de alerta temprana
sísmica que nos ayuda a reducir los riesgos y nos prepara para los desastres
Naturales, ya que su finalidad es proteger a las personas, y siendo Ecuador
un país con estructuras sísmicamente vulnerables, podemos brindar a los
habitantes una ventaja de tiempo (50 segundos o menos) que debe usarse
haciendo una pronta evacuación y resguardo para precautelar su bienestar y
seguridad y así evitar la pérdida de vidas humanas, además disminuiría los
daños producto de la inmovilidad de las personas, al no percatarse de lo que
sucede. Dando paso a una oportuna protección que evite mayores daños.
Cuando se da una alerta se pueden tomar diferentes medidas mientras ocurre
el terremoto para mitigar los daños como:
✓ Desconectar el suministro de agua y/o electricidad.
✓ Detener o inhabilitar ascensores.
9
✓ Detener procesos industriales.
✓ Ralentizar la velocidad de los trenes.
En caso de un sismo de gran envergadura permitiría a las autoridades analizar
con mayor exactitud el nivel de atención que necesitan las zonas afectadas al
contar con información en tiempo real del lugar del siniestro, ya que el sistema
detecta las ondas p (primarias) y da la alerta antes de que lleguen las ondas
(superficiales) que son las que puede percibir el ser humano.
Aunque el tiempo de anticipación de la alerta sísmica es corto visto del punto
de vista práctico es suficiente del punto de vista humanitario y marca la
diferencia entre ponerse a salvo una vida o quedar atrapado con escombros
de edificaciones colapsados.
10
CAPÍTULO II
2. MARCO TEÓRICO
2.1 ANTECEDENTES DEL ESTUDIO
Destacamos el trabajo de titulación de Ingeniero Electrónico en
telecomunicaciones y Redes cuyo tema es: DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN
DE UN SISTEMA DE ALERTA TEMPRANA DE SISMOS MEDIANTE REDES
SWAP CON NODOS PANSTAMP NRG PARA LA ESPOCH de Alan Gustavo
Garcés y Sergio Daniel Demera Charcopa en el año 2016, realizado en la
cuidad de Riobamba explica que:
“En el Ecuador se distinguen dos ambientes generadores de epicentros. El
primero de ellos está formado por el borde de consumo de la Placa de Nazca
con la sudamericana y por el posible contacto con la Placa Coco al norte de
Ecuador. El segundo ambiente generador de sismos en el interior del país se
ubica en la región interandina y se debe a las fallas tectónicas activas en el
sector.”
Surge un temor de posibles catástrofes en el territorio nacional por lo que se
considera necesario una participación más activa por parte de los Centros
Universitarios para la realización de estudios que permitan un análisis y
monitoreo de posibles movimientos sísmicos que puedan afectar gravemente
la integridad de la población.
En la actualidad el Ecuador cuenta con un Sistema de Alerta Temprana (SAT)
gestionado por el Ministerio Coordinador de Seguridad, la Secretaría de
Gestión de Riesgos y el Servicio Integrado de Seguridad ECU 911, el cual
consta de boyas con mareógrafos y de sismógrafos ubicados en los cantones
11
de las provincias de Manabí y Esmeralda en la costa ecuatoriana.
El SAT pretende alertar a la población para realizar una evacuación inmediata
frente a la amenaza de un Tsunami y para el control de represas ante sismos
que sobrepasen los 7.5 grados de Richter. Siendo este un sistema de alerta
contra Tsunamis se evidencia la necesidad de alertar a la población frente a
movimientos sísmicos de gran magnitud. (ECU911, 2016)
En el estudio realizado por Elisa Buforn del Dpto. de Geofísica y Meteorología
de la Fac. CC. Físicas, Universidad Complutense de Madrid año 2016,
Sistemas de Alerta Sísmica Temprana: Hacia la prevención de los daños de
los terremotos, nos indica que:
“Los Sistemas de Alerta Sísmica Temprana (SAST, en inglés: ‘Earthquake
Early Warning Systems’, EEWS) son sistemas de alarma ante la ocurrencia
de un terremoto destructor. Se basan en el estudio de los primeros segundos
de registro de la señal sísmica producida por un terremoto (sismograma) y se
aprovecha para dar una alerta utilizando el intervalo de tiempo que existe entre
la detección de los primeros segundos de primera llegada de las ondas
sísmicas a una estación cercana al foco y la llegada de las ondas más
destructoras a un emplazamiento más lejano”
Dando énfasis en el diseño de un sistema de alerta temprana aplicable para
nuestra localidad que sea capaz de alertar a la población después de la
detección de las ondas sísmicas primarias.
Y finalmente en el trabajo ALTERNATIVAS PARA LA DETECCIÓN Y
MONITOREO DE AMENAZAS SÍSMICAS BASADAS EN ARDUINO de Ing.
USBMed, Vol. 4, No. 2, Julio-diciembre 2013 realizado por Danilo Santiago
Vargas Jiménez, Erika Vanessa Rodríguez Espinosa, Jair Enrique Otero
Foliaco; se menciona:
“El uso de la plataforma Arduino en la actualidad brinda la flexibilidad y
facilidad de poder elaborar proyectos que se ajusten a los diferentes
requerimientos, ya que es una plataforma open-source de código abierto a un
12
bajo costo y de una sencilla programación, nos permite a través de sus
entradas tanto analógicas como digitales la recepción de señales de
diferentes sensores. Tiene la ventaja de ser multiplataforma funcionando en
sistemas operativos Windows, GNU/LINUX y Macintosh OSX; unas de las
ventajas del uso de la placa Arduino son sus librerías como la ETHERNET la
cual nos permitirá una comunicación por medio del “Arduino Ethernet Shield”
conectado a un cable de par trenzado hacia un servidor remoto eliminando la
limitación de distancia en los cables seriales.”
2.2 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
2.2.1 Movimientos sísmicos
Un movimiento sísmico es una actividad vibratoria violenta y repentina
producido por la pérdida de estabilidad de masas de corteza, son de corta
duración, pero de intensidad variable. (Agustín Senderos, 2013)
Si los movimientos sísmicos son débiles, reciben el nombre de microsismos o
temblores y cuando son violentos y catastróficos se llaman macrosismos o
terremotos. (Geografía | Los Movimientos Sísmicos , 2015)
Durante los movimientos sísmicos se registran los siguientes elementos:
✓ Hipocentro: parte de la corteza donde se presenta la súbita liberación
de la energía generada por el rozamiento entre bloques.
✓ Epicentro: es el punto de la superficie de la tierra ubicado
directamente sobre el foco sísmico (Carpeta Pedagógica, 2017)
13
GRAFICO N° 1: Movimiento Sísmico
Fuente: Proyecto biosfera.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
En el grafico N° 1 observamos los elementos principales de un movimiento
sísmico: el plano de falla, el epicentro y el hipocentro.
2.2.2 Ondas Sísmicas
Las ondas sísmicas consisten en minúsculos paquetes de energía elástica de
deformación que viajan desde la fuente sísmica hacia el subsuelo a
velocidades que dependen del módulo de elasticidad y densidades del medio
en el cual viajan. (Galvez, 2015)
Se clasifican en Internas y Superficiales. Las Internas viajan por el interior de
la Tierra y se clasifican en Primarias (P) y Secundarias (S). Las Superficiales
se generan al llegar las ondas P y S al suelo, como su nombre lo indica, se
desplazan por la superficie del planeta y se dividen en Ondas Love (L),
llamadas así en honor al investigador que las descubrió, y Ondas Rayleigh
(R), por la misma circunstancia. (Pereira, 2002)
14
Tipos de Ondas
Ondas Primarias (P):
Son las primeras en llegar la superficie terrestre. Viaja por de rocas sólidas y
materiales líquidos, siendo sus vibraciones longitudinales. El impacto es
semejante a una estampida sónica que retumba y hace vibrar las ventanas.
Avanza a una velocidad entre 4 y 7 km/s dependiendo de la densidad de la
roca que atraviesa. (Pereira, 2002)
GRAFICO N° 2: Ondas Primarias (P)
Fuente: Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas - Funvisis.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Ondas Secundarias (S):
Estas ondas se desplazan más lento que las ondas P entre 2 y 5 km/s
aproximadamente, por lo que aparecen con posterioridad a la superficie
terrestre. Producen movimientos de las partículas sólidas en dirección
perpendicular al sentido de propagación. (Pereira, 2002)
15
No se propagan a través de las partes líquidas de la tierra. Su movimiento es
de arriba abajo y de lado a lado, sacudiendo la superficie del suelo vertical y
horizontalmente. Este es el movimiento responsable del daño a las
estructuras. (Pereira, 2002)
GRAFICO N° 3 Ondas Secundarias (S)
Fuente: Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas - Funvisis.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
El grafico N° 3 muestra una onda Secundaria en un movimiento sísmico, se puede observar que tiene una doble amplitud y una amplia longitud de onda.
Ondas Love (L)
El movimiento es igual que el de las Ondas S, sólo que reducido a los
intervalos de interacción entre las diferentes capas de la superficie terrestre.
Viajan más rápido que las Ondas Rayleigh. Provocan un movimiento de lado
a lado perpendicular a su dirección de propagación. (Pereira, 2002)
16
GRAFICO N° 4: Ondas Love (L)
Fuente: Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas - Funvisis.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
El grafico N° 4 muestra una onda superficial Love, así como el movimiento que causa en las capas de la corteza terrestre.
Ondas Rayleigh (R)
Tienen una trayectoria elíptica en el plano vertical orientado en la dirección en
que viajan las ondas. Se desplazan como olas oceánicas sobre la superficie
de la Tierra, moviendo la superficie del suelo hacia arriba y hacia abajo. Estas
provocan la mayoría de las vibraciones de la superficie del suelo durante un
movimiento sísmico. (Pereira, 2002)
17
GRAFICO N° 5 Ondas Rayleigh (R):
Fuente: Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas - Funvisis.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
En el grafico N° 5 se observa como la onda realiza la trayectoria elíptica que viajan paralelas a la superficie.
2.2.4 Sistema de Alerta Sísmica Temprana
El sistema de alerta sísmica temprana (SAST) o Earthquake Early Warning
system, (EEWS por sus siglas en inglés); es un sistema que calcula
automáticamente la magnitud del terremoto y estima la intensidad sísmica
para cada lugar detectando la onda P o el temblor preliminar cerca de su foco.
Una advertencia temprana de terremoto se da entonces a unos pocos
segundos antes de la llegada de la onda S, o movimiento principal.
Las advertencias tempranas serán proporcionadas a través de varios medios
de comunicación tales como TV y radio. (Japan Meteorological Agency, 2014)
18
GRAFICO N° 6: Esquema de Sistema de Alerta Sísmica Temprana de Japón
Fuente: Agencia Meteorológica de Japón.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
19
En el grafico N° 6 se muestra el flujo de un Sistema de alerta Sísmica
temprana en Japón, que inicia por un terremoto seguido de la detección de las
ondas p por los sensores, envía la señal a la Agencia de Meteorológica de
Japón y por último la alerta al público a través de los medios de difusión.
Este sistema se adoptó por primera vez en Japón el 1 de octubre de 2007,
gracias al desarrollo tecnológico conjunto de la Agencia Meteorológica de
Japón y el Instituto de Investigación Técnica Ferroviaria, así como a los logros
en el desarrollo tecnológico del Instituto Nacional de Investigación de Ciencias
de la Tierra y Prevención de Desastres, actualmente cuenta con 4235
sismógrafos instalados en todo Japón. (Japan Meteorological Agency, 2014)
Los países que en la actualidad cuentan con un sistema de alerta temprana
además de Japón son México, Taiwán, Turquía y Rumanía. El sistema varía
ligeramente de un país a otro, de manera que en unos casos se hace uso de
una sola estación para activar la alarma y en otros se utiliza una red de
estaciones sincronizadas entre ellas. (Allen, 2009)
2.2.5 Sensores
Sismógrafo. - Instrumento utilizado para registrar la intensidad, duración y
otras características de los movimientos de la tierra durante un terremoto,
estos son localizados para percibir con gran precisión el suceso, el epicentro
del movimiento y la zona afectada por este, para detectar estas ondas se basa
en el tiempo que tardan estas en propagarse hacia fuera del epicentro.
Tipos de sensores sísmicos
Los sensores sísmicos se clasifican en base a la respuesta de frecuencia que
éstos tengan, y se clasifican en tres clases (C. Cisneros, 2005):
20
Corto periodo. - Este tipo de sismómetro está caracterizado por tener una
respuesta en velocidad normalmente plana en el rango de frecuencia entre 1
y 50 Hz (donde se sitúa la sismología de corto periodo). Su respuesta en
frecuencia y sobre todo su rango dinámico hace a este tipo de instrumento
ideal para el estudio de sismicidad local de magnitud moderada a baja, pero
no para energías grandes, pues se suele producir la saturación mecánica del
instrumento (señal fuera del rango de trabajo del sensor). Dentro del mercado
de este tipo de sismómetros podemos diferenciar al menos dos tipos de
sensores, los denominados sismómetros de prospección y los sismómetros
estándar de aplicación para el estudio de micro terremotos.
GRAFICO N° 7: Sismómetro electromagnético de corto periodo
Fuente: Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional Ecuador
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
En el grafico N° 7 se muestra diferentes modelos de sismómetros de corto periodos con características electromagnéticas. Banda ancha. - Aunque en la mayoría de las situaciones el contenido de
21
frecuencias de las señales volcánicas se centra en el denominado corto
periodo, hay casos en los que existen señales a menor frecuencia que 1Hz,
por ejemplo, señales asociadas con movimientos generados por cámaras
magmáticas, grandes terremotos asociados a erupciones, etcétera.
GRAFICO N° 8: Sismómetro de banda ancha
Fuente: Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional Ecuador
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
En el grafico N° 8 se muestra un sismómetro de banda ancha marca Guralp. De movimiento fuerte. -Utilizados para detectar movimientos de mediano o
fuerte magnitud, no resulta ser una necesidad habitual el registro en
aceleración de las señales sísmicas en volcanes, sobre todo porque la energía
que se pone en juego es, en comparación con situaciones tectónicas, es
mucho menor, por lo que los niveles de aceleración del suelo están en los
umbrales detectables de este tipo de instrumentos. Por tanto, el uso de
sensores de movimiento fuerte (acelerógrafos) no resulta ser una práctica
extendida en la sismología volcánica.
2.2.6 Arduino
Arduino es una plataforma electrónica de código abierto basada en hardware
y software fáciles de usar. Las tarjetas Arduino son capaces de leer entradas
22
- luz en un sensor, un dedo en un botón, o un mensaje de Twitter - y convertirlo
en una salida, activar un motor, encender un LED, publicar algo en línea.
Usted puede decirle a su junta lo que debe hacer enviando un conjunto de
instrucciones al microcontrolador en el tablero. Para ello se utiliza el lenguaje
de programación Arduino (basado en el cableado) y el software Arduino (IDE),
basado en el procesamiento. (Arduino)
Arduino simplifica el proceso de trabajo con microcontroladores, pero ofrece
algunas ventajas para profesores, estudiantes y asociados interesados que
no proporcionan otros sistemas como: (Herrador, 2009)
Costo: comparadas con otras plataformas microcontroladoras son
relativamente económicas.
Multiplataforma: se ejecuta en S.O: Windows, Macintosh OSX y GNU /Linux.
Entorno de programación simple y claro: fácil de usar para principiantes,
flexible para que usuarios avanzados lo usen satisfactoriamente.
Código abierto y software amplificable: Arduino está disponible para
extensión por programadores experimentados. Su lenguaje puede ser
expandido mediante librerías C++.
Hardware extensible: Arduino está basado en controladores ATMEGA8 y
ATMEGA168 de Atmel. Los planos para los módulos están publicados bajo
licencia Creative Commons, por lo que diseñadores experimentados de
circuitos pueden hacer su propia versión del módulo, extendiéndolo y
mejorándolo. Incluso usuarios relativamente inexpertos pueden construir la
versión de la placa del módulo para entender cómo funciona y ahorrar dinero.
Modelos Arduino
Desde el inicio del proyecto Arduino hasta el día de hoy han sido creadas ya
variedad de placas de control. Cada una de ellas presentando avances y
mejoras en cuanto a cantidad de memoria disponible, número de puertos,
entre otras. Se hace entonces una delineación muy general de los modelos
23
disponibles en el mercado: (Lopez, 2010)
Duemilanove: Constituye la última placa creada a partir de la placa de
Arduino USB básica. Se realiza la conexión el computador por cable USB. Es
posible realizar la adaptación de Shields externos, es decir, tarjetas ajenas a
la estructura elemental con funciones específicas.
GRAFICO N° 9: Placa Arduino Duemilanove
Fuente: arduino store / www.arduino.cc
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Diecimila: La placa Arduino llamada Diecimila fue el lanzamiento que
antecedió a la estructura básica USB. Hace uso del microcontrolador
ATmega168, con una velocidad de 16 MHz. En su momento presentó la
novedad de poder ser reiniciada directamente desde la computadora.
24
GRAFICO N° 10: Placa Arduino Diecimila
Fuente: arduino store / www.arduino.cc
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Nano: La tarjeta de control Nano Arduino se comunica con la computadora
mediante un cable Mini-B USB. Hace uso de un microcontrolador ATmega328
o el ATmega168(para la versión 2.x) pero no presenta capacidad para
conexión de alimentación externa.
GRAFICO N° 11: Placa Arduino Nano
25
Fuente: arduino store / www.arduino.cc
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Mega: Esta es calificada como la placa Arduino de mayor tamaño. Además,
es la más potente de todas las tarjetas disponibles. Se asemeja a la
Duemilanove puesto que permite la conexión a Shields. Utiliza un
microcontrolador ATmega1280, 4 puertos UARTS, entre otras características.
GRAFICO N° 12: Placa Arduino Mega
Fuente: arduino store / www.arduino.cc
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Bluetooth: Se denomina Arduino BT, propiamente. Posee la capacidad de
comunicación sin cables o inalámbrica, mediante el aporte que genera la
utilización de un módulo Bluetooth, mismo que es configurable mediante el
puerto serie del ATmega168. Permite la conexión a distintos Shields.
GRAFICO N° 13: Módulo Bluetooth HC - 06
26
Fuente: tienda prometec.net
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
LilyPad: LilyPad representa una aplicación distinta, creada para ser colocada
en ropa y textiles en general. Hace uso del microcontrolador ATmega168V.
Este se diferencia de los demás por sus creadores, que en este caso fueron
Leah Buechley y SparkFun Electronics.
GRAFICO N° 14: Arduino LilyPad
Fuente: arduino store / www.arduino.cc
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
27
Fio: Tiene su campo de aplicación fundamentalmente en aplicaciones
inalámbricas.
GRAFICO N° 15: Placa Arduino Fio
Fuente: arduino store / www.arduino.cc
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Mini: Es de las tarjetas de control Arduino la más pequeña de ellas; destaca
por su aplicación en sistemas donde el espacio es una variable importante.
Conectividad a el computador a por medio de USB.
28
GRAFICO N° 16: Placa Arduino Mini
Fuente: arduino store / www.arduino.cc
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Pro: Esta tarjeta Arduino fue diseñada con el objetivo de ser utilizada en
aquellos proyectos donde sea necesario dejar al dispositivo dentro de la
aplicación permanente.
GRAFICO N° 17: Placa Arduino Pro
Fuente: arduino store / www.arduino.cc
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
29
Pro mini: Posee muchas de las características presentada por la tarjeta Pro
Arduino, utilizándose en proyectos donde el bajo costo, tamaño mínimo sean
exigidos.
GRAFICO N° 18: Placa Arduino Pro Mini
Fuente: arduino store / www.arduino.cc
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Serial: Presenta una interfaz con protocolo RS232 para comunicarse con la
computadora al momento de programar o transferir información.
Single Sided Serial: Es una tarjeta diseñada para ser construida
manualmente, con un tamaño ligeramente superior a la del Diecimila Arduino,
pero distanciandose de esta dado que es compatible con Shields.
2.2.7 Modulo Ethernet
El módulo Arduino Shield Ethernet permite a una placa Arduino conectarse a
internet. Se basa en el chip de ethernet Wiznet W5100 (Hoja de
datosW5100_Datasheet). El chip Wiznet W5100 ofrece una red (IP) capaz de
usar TCP y UDP. Soporta hasta cuatro conexiones de socket simultáneas.
30
Utiliza la biblioteca de Ethernet para escribir bocetos que se conectan a
Internet a través del escudo. El escudo de Ethernet se conecta a una placa
Arduino usando largas cabeceras wire-wrap que se extienden a través del
escudo. Esto mantiene la disposición de las clavijas intacto y permite que otro
escudo pueda ser apilado en la parte superior. (Web- robotica.com)
GRAFICO N° 19: Modulo Arduino Shield Ethernet
Fuente: www.arduino.cc
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
El grafico N° 9 muestra un módulo de ethernet shield de Arduino, una herramienta que permite al Arduino conectarse a internet
Tiene una ranura para tarjetas microSD, que se puede utilizar para almacenar
archivos para servir a través de la red. Es compatible con las placas
Arduino/Genuino Uno y Mega (utilizando la Biblioteca Ethernet). El lector de
tarjetas microSD es accesible a través de la Biblioteca SD.
31
El escudo también incluye un controlador de reajuste, para asegurar que el
módulo Ethernet W5100 se restablece correctamente en el encendido. Las
versiones anteriores del escudo no eran compatibles con el Mega y la
necesidad de restablecer manualmente después del encendido.
Arduino se comunica tanto con el chip W5100 como con la tarjeta SD usando
el bus SPI (a través de la cabecera ICSP). Para ello utiliza los pines digitales
10, 11, 12, y 13 en las placas Arduino/Genuino Uno y los pines 50, 51 y 52 en
la Mega. En ambas placas, el pin 10 se utiliza para seleccionar el chip W5100
y el pin 4 para la tarjeta SD. Estos pines no se pueden utilizar para otra
entradas o salidas.
Tenga en cuenta que debido a que la cuota del bus SPI del chip W5100 y la
tarjeta SD, sólo uno puede estar activo en cada momento. Si está utilizando
ambos periféricos en su programa, esto debe ser atendido por las bibliotecas
correspondientes. Si usted no está utilizando uno de los periféricos en su
programa, tendrá que anular la selección explícitamente. Para hacer esto con
la tarjeta SD, ajuste el pin 4 como salida y de un valor alto a la misma. Para el
chip W5100, establezca pin digital 10 como una salida alta.
El botón de reinicio en el escudo restablece tanto el chip W5100 como la placa
Arduino/Genuino.
El módulo Arduino Shield Ethernet contiene una serie de LEDs informativos:
✓ PWR: indica que la placa y el módulo están encendidos.
✓ LINK: indica la presencia de un enlace de red y parpadea cuando el
módulo transmite o recibe datos.
✓ FULLD: indica que la conexión de red es full dúplex.
✓ 100M: indica la presencia de un conexión de red a Mb/s 100 (en
contraposición a 10 Mb/s)
✓ RX: Parpadea cuando el escudo recibe datos.
✓ TX: parpadea cuando el escudo envía datos.
✓ COLL: parpadea cuando se detectan colisiones de red.
32
2.3 FUNDAMENTACION SOCIAL
Al evaluar el proyecto desde la perspectiva social, notamos en el Sistema
de Alerta Temprana elementos fundamentales como: los grupos
científicos, los organismos técnicos, los medios de comunicación y
difusión y los estudiantes en general; en quienes recae el éxito del
funcionamiento del sistema en la medida que se integren sus
participaciones. (Centro Nacional de Prevención de Desastres Mexico)
Una estructura eficiente de un Sistema de Alerta Temprana es modelo de
sistema integrado conformado por 3 subsistemas.
El subsistema de detección tiene por tarea monitorear el entorno dado
cuyo vinculo ambiente- detección es dominio de técnicos.
Subsistema de administración es el punto medio entre la detección y la
alerta al público de este subsistema forman parte las autoridades de la
Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones.
En el Subsistema de respuesta las personas reaccionan a las alertas
recibidas donde interviene su propia percepción de los eventos y su propia
realidad social. (Arjonilla, 2005)
Una alerta sísmica es de gran utilidad en poblaciones entrenadas.
Tomando en cuenta que los niños representan uno de los grupos más
vulnerables cuando aparece una amenaza natural, y más si en ese
momento están en la escuela, separados de su familia es por eso por lo
que fortalecer la gestión de riesgo en el sector educativo resulta una
responsabilidad social. (Herrera, 2012)
Con la realización de este proyecto asumimos este compromiso con
nuestra Carrera.
33
2.4 FUNDAMENTACIÓN LEGAL
CONSTITUCION DE LA REBUBLICA DEL ECUADOR 2008
TITULO VII
REGIMEN DEL VIVIR
Capitulo Primero
Inclusión y equidad
Sección novena
Gestión del riesgo
Art. 389.- El Estado protegerá a las personas, las colectividades y la
naturaleza frente a los efectos negativos de los desastres de origen natural o
antrópico mediante la prevención ante el riesgo, la mitigación de desastres, la
recuperación y mejoramiento de las condiciones sociales, económicas y
ambientales, con el objetivo de minimizar la condición de vulnerabilidad.
El sistema nacional descentralizado de gestión de riesgo está compuesto por
las unidades de gestión de riesgo de todas las instituciones públicas y
privadas en los ámbitos local, regional y nacional. El Estado ejercerá la
rectoría a través del organismo técnico establecido en la ley. Tendrá como
funciones principales, entre otras:
1. Identificar los riesgos existentes y potenciales, internos y externos que
afecten al
territorio ecuatoriano.
2.Generar, democratizar el acceso y difundir información suficiente y oportuna
para gestionar adecuadamente el riesgo.
3. Asegurar que todas las instituciones públicas y privadas incorporen
obligatoriamente, y en forma transversal, la gestión de riesgo en su
planificación y gestión.
4. Fortalecer en la ciudadanía y en las entidades públicas y privadas
capacidades para identificar los riesgos inherentes a sus respectivos ámbitos
34
de acción, informar sobre ellos, e incorporar acciones tendientes a reducirlos.
5. Articular las instituciones para que coordinen acciones a fin de prevenir y
mitigar los riesgos, así como para enfrentarlos, recuperar y mejorar las
condiciones anteriores a la ocurrencia de una emergencia o desastre.
6. Realizar y coordinar las acciones necesarias para reducir vulnerabilidades
y prevenir, mitigar, atender y recuperar eventuales efectos negativos
derivados de desastres o emergencias en el territorio nacional.
7. Garantizar financiamiento suficiente y oportuno para el funcionamiento del
Sistema, y coordinar la cooperación internacional dirigida a la gestión de
riesgo.
Art. 390.- Los riesgos se gestionarán bajo el principio de descentralización
subsidiaria, que implicará la responsabilidad directa de las instituciones dentro
de su ámbito geográfico. Cuando sus capacidades para la gestión del riesgo
sean insuficientes, las instancias de mayor ámbito territorial y mayor
capacidad técnica y financiera brindarán el apoyo necesario con respeto a su
autoridad en el territorio y sin relevarlos de su responsabilidad.
Código Orgánico de Organización Territorial, Autonomía y
Descentralización
Art. 140.- Ejercicio de la competencia de gestión de riesgos. - La gestión
de riesgos que incluye las acciones de prevención, reacción, mitigación,
reconstrucción y transferencia, para enfrentar todas las amenazas de origen
natural o antrópico que afecten al cantón se gestionarán de manera
concurrente y de forma articulada con las políticas y los planes emitidos por el
organismo nacional responsable, de acuerdo con la Constitución y la ley. Los
gobiernos autónomos descentralizados municipales adoptarán
obligatoriamente normas técnicas para la prevención y gestión de riesgos
35
sísmicos con el propósito de proteger las personas, colectividades y la
naturaleza.
La gestión de los servicios de prevención, protección, socorro y extinción de
incendios, que de acuerdo con la Constitución corresponde a los gobiernos
autónomos descentralizados municipales, se ejercerá con sujeción a la ley
que regule la materia. Para tal efecto, los cuerpos de bomberos del país serán
considerados como entidades adscritas a los gobiernos autónomos
descentralizados municipales, quienes funcionarán con autonomía
administrativa y financiera, presupuestaria y operativa, observando la ley
especial y normativas vigentes a las que estarán sujetos.
Código Orgánico de Planificación y Finanzas Públicas
LIBRO I
DE LA PLANIFICACION PARTICIPATIVA PARA EL DESARROLLO
TITULO II
DEL SISTEMA NACIONAL DESCENTRALIZADO DE PLANIFICACION
PARTICIPATIVA.
Capitulo tercero
De los instrumentos del sistema
Sección Cuarta
De los instrumentos complementarios del sistema.
Parágrafo 10
De la inversión pública y sus instrumentos.
Art. 64.- Preeminencia de la producción nacional e incorporación de enfoques
ambientales y de gestión de riesgo. En el diseño e implementación de los
programas y proyectos de inversión pública, se promoverá la incorporación
de acciones favorables al ecosistema, mitigación, adaptación al cambio
climático y a la gestión de vulnerabilidades y riesgos antrópicos y naturales.
En la adquisición de bienes y servicios, necesarios para la ejecución de los
36
programas y proyectos, se privilegiará a la producción nacional.
Ley de seguridad pública y del estado
Título III
Del sistema de seguridad pública y del estado
Capitulo II
De los órganos estatales de seguridad de seguridad pública de sus fines
y composición.
Art. 10. - Funciones del Ministerio de Coordinación de Seguridad o quien haga
sus veces. - El Ministerio de Coordinación de Seguridad o quien haga sus
veces cumplirá las siguientes funciones:
a. Preparar el Plan Nacional de Seguridad Integral y propuestas de políticas
de seguridad pública y del Estado con el aporte mancomunado de otras
entidades del Estado y de la ciudadanía para ponerlos en consideración del
presidente de la República y del
Consejo de Seguridad Pública y del Estado. El Plan Nacional de Seguridad
Integral deberá ser elaborado en concordancia con el Plan Nacional de
Desarrollo;
Capítulo III
De los órganos ejecutores
Art. 11. - De los órganos ejecutores. - Los órganos ejecutores del Sistema
de Seguridad Pública y del Estado estarán a cargo de las acciones de
defensa, orden público, prevención y gestión de riesgos, conforme lo
siguiente:
d) De la gestión de riesgos. - La prevención y las medidas para contrarrestar,
reducir y mitigar los riesgos de origen natural y antrópico o para reducir la
vulnerabilidad, corresponden a las entidades públicas y privadas, nacionales,
regionales y locales. La rectoría la ejercerá el Estado a través de la Secretaría
37
Nacional de Gestión de Riesgos.
Reglamento a la Ley de Seguridad Pública y del Estado
Título II
Del sistema de seguridad pública y del estado
Capítulo I
De los órganos ejecutores
Art. 3. - Del órgano ejecutor de Gestión de Riesgos. - La Secretaría
Nacional de Gestión de Riesgos es el órgano rector y ejecutor del Sistema
Nacional Descentralizado de Gestión de Riesgos.
Dentro del ámbito de su competencia le corresponde:
a) Identificar los riesgos de orden natural o antrópico, para reducir la
vulnerabilidad que afecten o puedan afectar al territorio ecuatoriano;
b) Generar y democratizar el acceso y la difusión de información suficiente y
oportuna para gestionar adecuadamente el riesgo;
c) Asegurar que las instituciones públicas y privadas incorporen
obligatoriamente, en forma transversal, la gestión de riesgo en su planificación
y gestión;
d) Fortalecer en la ciudadanía y en las entidades públicas y privadas
capacidades para identificar los riesgos inherentes a sus respectivos ámbitos
de acción;
e) Gestionar el financiamiento necesario para el funcionamiento
del Sistema Nacional Descentralizado de Gestión de Riegos y coordinar
la cooperación internacional en este ámbito;
f) Coordinar los esfuerzos y funciones entre las instituciones públicas y
privadas en las fases de prevención, mitigación, la preparación y respuesta a
desastres, hasta la recuperación y desarrollo posterior;
g) Diseñar programas de educación, capacitación y difusión orientados a
fortalecer las capacidades de las instituciones y ciudadanos para la gestión de
38
riesgos; y,
h) Coordinar la cooperación de la ayuda humanitaria e información para
enfrentar situaciones emergentes y/o desastres derivados de fenómenos
naturales, socio naturales o antrópicos a nivel nacional e internacional.
2.5 HIPOTESIS
La hipótesis planteada es que al diseñar un sistema computarizado para la
detección sísmica y alerta temprana este permitirá poner a salvo a las
personas y disminuir de pérdidas humanas; si es acompañado por una previa
capacitación, información y simulacros de sismos.
2.6 VARIABLES DE LA INVESTIGACION
Variable independiente
Movimiento Sísmico.
Variable dependiente
Sistema de detección sísmica y alerta temprana.
2.7 DEFINICIONES CONCEPTUALES Peligro sísmico. - probabilidad de que se produzcan movimientos sísmicos
de una cierta importancia en un plazo determinado. (Lavell, 1996)
Vulnerabilidad sísmica. - es una magnitud que permite cuantificar el tipo de
daño estructural, el modo de fallo y la capacidad resistente de una estructura
bajo unas condiciones probables de sismos. La vulnerabilidad sísmica
cuantifica el riesgo debido únicamente a las características de la estructura.
(Lavell, 1996)
Riesgo sísmico. - es una medida que combina el peligro sísmico, con la
vulnerabilidad y la posibilidad de que se produzcan en ella daños por
39
movimientos sísmicos en un período determinado. (Lavell, 1996)
Hardware libre. - cuando se cumple que las especificaciones y diagramas
esquemáticos de hardware son de acceso público se denomina hardware
libre, sea bajo pago o de forma gratuita. (Ivan Gonzalez, 2003)
Gateway SMS. - o puerta de enlace por SMS es un medio de envío o
recepción de mensajes de texto usando una red de telecomunicaciones en
teléfonos móviles que no están conectados a Internet a través de un software.
(Solís-Cespedes, 2010)
Script Bash. - es un archivo que contiene un conjunto de órdenes para
realizar una acción. (Rivero)
Método get. - es un método que envía datos usando la url. (José Miguel
Ordax Cassá, 2012)
Servidor Apache. - es un servidor web HTTP más usado de código abierto,
para plataformas Unix (BSD, GNU/Linux, etc.), Microsoft Windows, Macintosh,
que implementa el protocolo HTTP y la noción de sitio virtual. (group, 2009)
HTTP. - Siglas de Hypertexto Transfer Protocol, es decir el protocolo (las
normas) con las que se debe acceder al servicio de páginas web. (Tecnologia,
2017)
PHP. – es un lenguaje de código abierto muy popular especialmente
adecuado para el desarrollo web y que puede ser incrustado en HTML. (Angel
Cobo, 2005)
40
CAPÍTULO III
3 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
3.1 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 3.1.1 Modalidad de la Investigación La modalidad de la investigación del proyecto es investigación de campo
por lo cual consistirá en la búsqueda de la información basándonos en la
realidad social analizando las necesidades y problemas de nuestra
población y dar con nuestro proyecto una solución viable y económica a la
situación antes expresada.
3.1.2 Tipo de investigación Para este proyecto hemos elegido la investigación que nos parece más
adecuada para alcanzar los objetivos propuestos.
Investigación de campo
Al formar parte de la carrera de ingeniería en Networking podemos
presenciar las falencias en planes preventivos, por otra parte, nuestra
carrera está a la vanguardia del desarrollo tecnológico tenemos la
oportunidad de utilizar estos conocimientos en ayudar a mejorar
situaciones que nos afecta a toda la comunidad universitaria.
3.1.3 POBLACIÓN Y MUESTRA
41
Población La población escogida para este proyecto son los estudiantes de la carrera de
ingeniería en Networking y Telecomunicaciones de la Facultad de Ciencias
Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil, ubicada en las calles
Víctor Manuel Rendón 429 entre Baquerizo Moreno y Córdova.
CUADRO N° 3: CUADRO DISTRIBUTIVO DE LA POBLACION
Detalle Cantidad %
Estudiantes de la carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones
1672 100
Total 1672 100
Fuente: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Muestra
Para definir el número de personas dentro de mi muestra, se usa una fórmula que
nos dará con exactitud el tamaño idóneo de la misma.
n = m
e² (m - 1) + 1
n = 1672
[(0,06) ² (1672- 1)] + 1
n = 1672
[(0,06) ² (1671)] + 1
n = 1672
m= Tamaño de la población (1672)
E= error de estimación (6%)
n = Tamaño de la muestra
42
6,0156+ 1
n = 1672 = 238.32 aprox. 238
7,015
calculo de fracción muestral
f = n = 238 = 0,14
N 1672
CUADRO N° 4: CUADRO DISTRIBUTIVO DE MUESTRA
Población Tamaño
de
Población
Fracción
muestral
%
muestral
Muestra
Estudiantes de
Carrera CINT
1672 0.14 14 238
Total 1672 0.14 14 238
Fuente: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
El resultado nos indica que aproximadamente nuestra muestra es de 238
personas.
3.1.4 Instrumentos de recolección de datos
El instrumento de recolección de datos que se adapta al tipo de investigación
es la encuesta.
Las encuestas son entrevistas con un gran número de personas utilizando un
cuestionario prediseñado. (Naresh, 2004)
3.1.5 Recolección de la Información
43
Se utilizo la herramienta Google form para realizar la encuesta a los
estudiantes de la Carrera de ingeniería en Networking y telecomunicaciones
de la Universidad de Guayaquil el formulario estuvo accesible online del 24 al
31 de agosto del 2017, sometiéndose a la encuesta 238 personas.
Encuesta aplicada a los estudiantes la carrera de Ingeniería en Networking y telecomunicaciones.
1. Cuantos simulacros de evacuación de sismos ha realizado la
institución en el último periodo de clases.
CUADRO N° 5: Pregunta 1 de Encuesta a Estudiantes CINT
Opciones Frecuencia Porcentaje
Nunca se hizo un
simulacro
160 67,2%
Una sola vez 74 31,1%
Dos o más veces 4 1,7%
Total 238 100%
Fuente: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
GRAFICO N° 20: Pregunta 1 de Encuesta a Estudiantes CINT
Fuente: Cuadro N° 5
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
67,20%
31,10%
1,70%0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
Nunca se hizo unsimulacro
Una sola vez Dos o mas veces
Porcentaje
44
El 67,2% de los encuestados concuerda en que nunca se realizó un simulacro,
mientras que el 31,1% afirma que, si se realizó solo una vez, y el 1,7% de
los encuestados dice que se hizo dos o más veces.
2. Considera usted que la institución educativa deber tener un mejor
plan de prevención en caso de desastres naturales.
CUADRO N° 6: Pregunta 2 de Encuesta a Estudiantes CINT
Fuente: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
GRAFICO N° 21: Pregunta 2 de Encuesta a Estudiantes CINT
65,50%
27,30%
5,50%1,70%0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
Totalmente de acuerdo De acuerdo En desacuerdo Totalmente desacuerdo
Porcentaje
Opciones Frecuencia Porcentaje
Totalmente de acuerdo 156 65,5%
De acuerdo 65 27,3%
En desacuerdo 13 5,5%
Totalmente desacuerdo 4 1,7%
Total 238 100%
45
Fuente: Cuadro N° 6
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
El porcentaje de encuestados que está totalmente de acuerdo es 65,5%; los
que están de acuerdo es 27,30%; en desacuerdo 5,5% y el porcentaje de
encuestados que está totalmente desacuerdo es 1,7%.
3. Cual considera usted que es la principal razón de la magnitud del
daño provocado por un sismo.
CUADRO N° 7: Pregunta 3 de Encuesta a Estudiantes CINT
Opciones Frecuencia Porcentaje
La mala infraestructura 90 37,8%
La mala prevencion 74 31,1%
La falta de informacion 18 7,6%
Todas las anteriores 56 23,5%
Total 238 100%
Fuente: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
GRAFICO N° 22: Pregunta 3 de Encuesta a Estudiantes CINT
37,80%
23,50%
7,60%
31,10%
0,00%
5,00%
10,00%
15,00%
20,00%
25,00%
30,00%
35,00%
40,00%
La malainfraestructura
la mala prevencion la falta deinformacion
todas las anteriores
Porcentaje
46
Fuente: Cuadro N° 7
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Observamos que el 37,8% de los encuestados considera que la mala
infraestructura de los edificios es la principal causa de daños graves
provocados por los sismos, seguido 23,5% que considera que se debe a la
mala prevención, y solo un 7,6% cree que es la falta de información;
finalmente la encuesta refleja que el 31,10% de total encuestado cree que son
todas las causas anteriormente mencionadas las que provocan daños de gran
magnitud.
4. Conoce usted lo que es un sistema de detección sísmica y alerta
temprana.
CUADRO N° 8: Pregunta 4 de Encuesta a Estudiantes CINT
Opciones Frecuencia Porcentaje
Si, lo conozco
perfectamente
79 33,2%
Si he escuchado del
tema
102 42,9%
No estoy seguro 36 15,1%
No he escuchado del
tema
21 8,8%
Total 238 100%
Fuente: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
GRAFICO N° 23: Pregunta 4 de Encuesta a Estudiantes CINT
47
Fuente: Cuadro N° 8
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
El 33,2% de los encuestado conoce perfectamente mientras que el 42,9% solo
ha escuchado del tema, en contraparte 15,11% no está seguro y 8,8% no ha
oído hablar del tema.
5. Sabía usted que los sistemas de alerta sísmica temprana pueden
dar aviso anticipadamente de la existencia de un sismo hasta 50
segundos antes que se sienta el movimiento.
CUADRO N° 9: Pregunta 5 de Encuesta a Estudiantes CINT
Opciones Frecuencia Porcentaje
Si 131 55%
No 107 45%
Total 238 100%
Fuente: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
33,20%
42,90%
15,10%8,80%
0,00%
5,00%
10,00%
15,00%
20,00%
25,00%
30,00%
35,00%
40,00%
45,00%
50,00%
Si, lo conozcoperfectmente
si he escuchado deltema
No estoy seguro No he esuchado deltema
Porcentaje
48
GRAFICO N° 24: Pregunta 5 de Encuesta a Estudiantes CINT
Fuente: Cuadro N° 9
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
En la gráfica se observa que un 55% de los encuestados sabe del tiempo de
anticipación aproximado que puede brindar un sistema de alerta sísmica
mientras que un 45% lo desconoce.
6. Cree usted que un sistema de alerta temprana sería una
herramienta de gran utilidad para prevenir a los estudiantes y
minimizar las pérdidas humanas.
CUADRO N° 10: Pregunta 6 de Encuesta a Estudiantes CINT
Opciones Frecuencia Porcentaje
Totalmente de
acuerdo
147 61,8%
De acuerdo 66 27,7%
En desacuerdo 21 8,8%
Totalmente
desacuerdo
4 1,7%
Total 238 100%
Fuente: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
55%
45%
porcentaje
Si
No
49
GRAFICO N° 25: Pregunta 6 de Encuesta a Estudiantes CINT
Fuente: Cuadro N° 10
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
EL 61,8% de los encuestados está totalmente de acuerdo junto con el 27,7%
que está de acuerdo, mientras que el 8,8% está en desacuerdo junto con el
1,7% que está totalmente desacuerdo.
7. Crece usted que el tiempo de ventaja que brinca el sistema de
alerta sísmica temprana es suficiente para poner a salvo su vida
en caso de un sismo de gran magnitud.
CUADRO N° 11: Pregunta 7 de Encuesta a Estudiantes CINT
Opciones Frecuencia Porcentaje
Totalmente de acuerdo 106 44,5%
De acuerdo 83 34,9%
En desacuerdo 43 18,1%
Totalmente desacuerdo 6 2,5%
61,80%
27,70%
8,80%1,70%0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
Totalmente deacuerdo
De acuerdo En desacuerdo Totalmentedesacuerdo
Porcentaje
50
Total 238 100%
Fuente: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
GRAFICO N° 26: Pregunta 7 de Encuesta a Estudiantes CINT
Fuente: Cuadro N°1
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
EL 44,5% de los encuestados está totalmente de acuerdo junto con el 34,9%
que está de acuerdo, mientras que el 18,1% está en desacuerdo junto con el
2,5% que está totalmente desacuerdo.
8. Cree usted que a la población en general le hace falta información
sobre evacuación en caso de movimientos sísmicos.
CUADRO N° 12: Pregunta 8 de Encuesta a Estudiantes CINT
Opciones Frecuencia Porcentaje
Totalmente de acuerdo 148 62,2%
De acuerdo 75 31,5%
44,50%
34,90%
18,10%
2,50%0,00%
5,00%
10,00%
15,00%
20,00%
25,00%
30,00%
35,00%
40,00%
45,00%
50,00%
Totalmente deacuerdo
De acuerdo En desacuerdo Totalmentedesacuerdo
Porcentaje
51
En desacuerdo 11 4,6%
Totalmente desacuerdo 4 1,7%
Total 238 100%
Fuente: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
GRAFICO N° 27: Pregunta 8 de Encuesta a Estudiantes CINT
Fuente: Cuadro N° 12
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
EL 62,2% de los encuestados está totalmente de acuerdo junto con el 31,5%
que está de acuerdo, mientras que el 4,6% está en desacuerdo junto con el
1,7% que está totalmente desacuerdo.
3.1.6 Procesamiento y Análisis En la pregunta 1, el 67,2% de los encuestados afirma que nunca se realizó un
simulacro, así como el 31,1% afirma, que, se realizó solo una vez, y el 1,7%
de los encuestados dice que se hizo dos o más veces.Analizamos los
resultados y observamos que más de la mitad de la muestra concuerda en
62,20%
31,50%
4,60% 1,70%0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
Totalmente deacuerdo
De acuerdo En desacuerdo Totalmentedesacuerdo
Porcentaje
52
que no se realizó un simulacro de sismos en el último periodo de clases
mientras que otra parte considerable respondió que se hizo una sola vez y
una minoría que se realizó 2 veces o más simulacros.
Estos datos tienen congruencia con la información real que registra un solo
simulacro de sismos el 15 de diciembre del 2016. Lo que evidencia la falta de
capacitación para los estudiantes, docentes y personal administrativo de la
carrera.
En la pregunta 2, el 65,5% está totalmente de acuerdo con mejorar el plan
preventivo de la Carrera; los que están de acuerdo es 27,30%; en desacuerdo
5,5% y el porcentaje de encuestados que está totalmente desacuerdo es
1,7%.
El 80% de los estudiantes consideran que la Carrera debe mejorar su plan de
prevención en caso de desastres naturales, una gran mayoría entre las
personas que están totalmente de acuerdo y quienes están de acuerdo lo que
nos indica una preocupación en los estudiantes CINT.
En la pregunta 3, el 37,8% de los encuestados considera que la mala
infraestructura de los edificios es la principal causa de daños graves
provocados por los sismos, seguido 23,5% que considera que se debe a la
mala prevención, y solo un 7,6% cree que es la falta de información;
finalmente la encuesta refleja que el 31,10% de total encuestado cree que son
todas las causas anteriormente mencionadas las que provocan daños de gran
magnitud.
Los estudiantes tienes sus opiniones divididas al momento de expresar la
principal razón de la magnitud del daño provocado por un sismo, repartiendo
sus respuestas entre la mala infraestructura, la mala prevención y estas 2
opciones juntas.
Por otro lado, una minoría piensa que la falta de información infiere en la
cantidad de las perdidas tanto humanas como materiales. Esta apreciación en
nuestra muestra encuestada es muy lógica ya que en el momento de un sismo
53
la combinación de tener una mala infraestructura y no poseer una prevención
adecuada trae consecuencias negativas al enfrentar estos desastres.
En la pregunta 4, el 33,2% de los encuestado conoce perfectamente el
sistema mientras que el 42,9% solo ha escuchado del tema, en contraparte
15,11% no está seguro y 8,8% no ha oído hablar del tema.
Los resultados demuestran la poca información que tienen los estudiantes
sobre un sistema de alerta sísmica temprana, a pesar de su gran importancia
para países sísmicamente vulnerables como es el caso de Ecuador. Entre las
personas que simplemente han escuchado algo, las que no están seguros de
que se trata y quienes no saben nada del tema se completa casi el 70% de la
muestra utilizada en este proyecto. Estos indicadores son útiles para
posteriores medican de corrección de estas falencias.
La pregunta 5, refleja que un 55% de los encuestados sabe del tiempo de
anticipación aproximado que puede brindar un sistema de alerta sísmica
mientras que un 45% lo desconoce.
Esta respuesta se divide en 2 grupos donde apenas y gana con un margen de
10% el grupo de estudiantes que tiene conocimiento del tiempo aproximado
máximo que puede dar un sistema de alerta temprana al grupo de estudiantes
que lo desconoce, esto es un dato aceptable y que motiva a la institución a
continuar informando a la comunidad CINT.
La pregunta 6, refleja que el 61,8% de los encuestados está totalmente de
acuerdo junto con el 27,7% que está de acuerdo con un sistema de alerta
temprana como herramienta de prevenir a la comunidad CINT y minimizar las
pérdidas humanas, mientras que el 8,8% está en desacuerdo junto con el
1,7% que está totalmente desacuerdo.
Este dato tiene relación con cantidad de estudiantes que desconoce del tema
no pueden pensar que algo es positivo si se no se sabe que es y para que
sirve.
Analizando los resultados de la pregunta 7, sobre si el tiempo de anticipación
54
de la alerta es suficiente para que un estudiante se ponga a salvo, la respuesta
fue un 44,5% de los encuestados está totalmente de acuerdo junto con el
34,9% que está de acuerdo, mientras que el 18,1% está en desacuerdo junto
con el 2,5% que está totalmente desacuerdo.
Esto nos da un porcentaje final de 80% contra 20% es una cifra importante
que nos indica que entre los estudiantes hay confianza en este método
utilizado en otros países que aún no ha sido implementado en nuestro país
sin embargo estamos en el camino que conduce a esa meta.
Examinando los resultados de la pregunta 8 observamos que un 62,2% de los
encuestados está totalmente de acuerdo con que a la población ecuatoriana
le hace falta información sobre medidas preventivas en casos de desastre
naturales junto con el 31,5% que está de acuerdo, mientras que el 4,6% está
en desacuerdo junto con el 1,7% que está totalmente desacuerdo. Se puede
llegar a esta respuesta ya que los estudiantes se desarrollan no solo en el
ambiente educativo sino también en un entorno social, familiar y tienen una
perspectiva amplia de los diferentes ámbitos.
3.1.7 Validación de la Hipótesis. Con la encuesta realizada podemos extraer datos fundamentales que nos
permiten responder a la hipótesis planteada en el presente proyecto.
“H. - Al diseñar un sistema computarizado para la detección sísmica y alerta
temprana este permitirá poner a salvo a las personas y disminuir las pérdidas
humanas si es acompañado por una previa capacitación, información y
simulacros de sismos.”
La primera parte sobre el diseño de un sistema computarizado para la
detección sísmica y alerta temprana tiene un grado de aceptación cercano al
80% como muestra los resultados de las preguntas 6 y 7. En referencia a la
55
combinación de planes preventivo, formativos y prácticos queda expuesto con
los resultados de las preguntas 1, 2, 3, 4, 5 y 8 la necesidad de enfocarnos en
la preparación para estos eventos que no se pueden predecir donde tenemos
poca o nula preparación y conocimiento de los estudiantes, es que, si
sumamos a la función del sistema de alerta a una buen prevención,
información y capacitación a la comunidad CINT estableciendo vías de
evacuación, simulacros frecuentes de sismos, charlas, medidas de protección
antes durante y después del evento los resultados serán muy favorables al
momento de enfrentar una catástrofe de esta naturaleza.
56
CAPÍTULO IV
4. PROPUESTA TECNOLÓGICA
El presente proyecto tiene como propósito alertar a las personas la
proximidad de un movimiento telúrico de gran magnitud, para aplicar las
medidas de prevención adecuadas y salvaguardar la integridad de las
personas, a través de la simulación del movimiento sísmico que activará
la señal de alerta que notifica el próximo evento mediante un mensaje de
texto y una alarma acústica.
4.1 Análisis de factibilidad
Para el cumplimiento de los objetivos el análisis de factibilidad será estudiado
desde la parte técnica, operacional, legal y económica; aplicando métodos
de recolección de información como son las encuestas y el correcto uso de
software y hardware que fueron objeto de estudio durante el desarrollo del
sistema de detección sísmica y alerta temprana.
De acuerdo con la información obtenida de las encuestas se puede observar
una aceptación para el diseño de un sistema de detección sísmica y alerta
temprana brindando de esta manera otro medio de prevención contra
catástrofes.
4.1.1Factibilidad Operacional
Nuestra propuesta tomo como escenario operacional las instalaciones de
la Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones de la
Universidad de Guayaquil y es factible ya que actualmente el edificio no
cuenta con ningún sistema de alerta por lo que no existe impedimento para
57
su ejecución. Las autoridades competentes solo necesitan un teléfono
móvil para recibir la señal de alerta mediante mensaje de texto.
4.1.2 Factibilidad Técnica
Para la realización de nuestro sistema se necesitó una serie de
componentes tanto en software como en hardware que son de fácil
adquisición y a precios convenientes. El sistema de detección sísmica y
alerta temprana funciona de manera independiente a las operaciones de
la institución por lo cual no afectara en su funcionamiento. Los
requerimientos mínimos son:
Hardware
✓ CPU 64 bits, mínimo de 1.5 Ghz
✓ Memoria RAM 2Gb (mínimo)
✓ Disco duro 60Gb (mínimo)
✓ Tarjeta Arduino Mega
✓ Módulo Ethernet Shield
✓ Router inalámbrico
✓ Smartphone con S.O Android kit-kat mínimo
✓ Piezoeléctrico
✓ Tarjeta amplificadora
✓ Zumbador
Software
Se hizo uso de software Open Source
✓ Sistema Operativo GNU/LINUX distribución DEBIAN 7.1.0 i38
✓ Activar la opción de virtualización en la Mainboard
✓ Aplicación SMS GATEWAY v2.22
58
Se diseñó un sistema simulador con los siguientes componentes:
✓ Base de lámpara (luces) de emergencia
✓ 2 motores a 5v
✓ 2 switches
✓ 1 piezoeléctrico con su modulo amplificador
✓ Buzzer (zumbador)
4.1.3 Factibilidad Legal
El proyecto “Diseño de un sistema computarizado Inteligente para la
Detección sísmica y alerta temprana con comunicación ethernet y tecnología
móvil” no posee impedimento legal según la Constitución de la República del
Ecuador, Gestión del riesgo en el Art. 389 inciso 3 indica “3. Asegurar que
todas las instituciones públicas y privadas incorporen obligatoriamente, y en
forma transversal, la gestión de riesgo en su planificación y gestión.”
4.1.4 Factibilidad Económica Para este proyecto se realizó una gestión de costos en la cual se elaboró
dos presupuestos, el primero considerando el uso de un ordenador
independiente como servidor Apache y el segundo presupuesto utilizando
un equipo de la institución como servidor.
Cabe recalcar que se hizo uso de software Open Source lo cual no
generó costos adicionales.
CUADRO N° 13: Presupuesto con ordenador
CANTIDAD DESCRIPCION TOTAL
1 Laptop ACER $500
59
1 Tarjeta Arduino Mega $20
1 Módulo Ethernet Shield $15
1 Router Inalámbrico TP-Link $25
1 SmartPhone con S.O
Android $80
1 Plataforma vibratoria $10
1 Piezoeléctrico con módulo
amplificador $15
1 Otros $15
Total, Presupuesto $680
Fuente: Datos de la investigación.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
En el cuadro N° 13 se puede ver el costo que tendría el sistema si no se
posee ningún componente y se hace uso de un ordenador para el servidor
Apache.
CUADRO N° 14: Presupuesto sin ordenador
CANTIDAD DESCRIPCION TOTAL
1 Tarjeta Arduino Mega $20
1 Módulo Ethernet Shield $15
1 Router Inalámbrico TP-
Link $25
1 SmartPhone con S.O
Android $80
1 Plataforma vibratoria $10
1 Piezoeléctrico con módulo
amplificador $15
1 Otros $15
Total Presupuesto $180
60
Fuente: Datos de investigación.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
El cuadro N° 14 muestra un presupuesto referencial del sistema sin la
adquisición de un ordenador para el servidor Apache, haciendo uso de los
equipos de la institución evidenciando un ahorro considerable, y el costo
del sistema es Factible teniendo en cuenta los riesgos que prevendrá.
4.2 Etapas de la metodología del proyecto
Para la realización de este proyecto nos basamos en la metodología PMI,
que constara de las siguientes etapas:
GRAFICO N° 28: Metodología PMI
Fuente: PMBOK – Guía del pmbok
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
4.2.1 Iniciación En esta etapa se realizó reuniones entre los autores del proyecto y el tutor
académico para la definición del tema tesis y la creación del primer anexo
siendo este el anteproyecto de tesis que fue analizado por la Unidad de
Titulación.
Quedando como constancia el documento entre los interesados.
Durante esta etapa también se hizo un estudio conceptual de los
diferentes términos, fenómenos y tecnología que se aplicaría al proyecto.
61
4.2.2 Planeación En este proceso de planeación acorde al estudio realizado en la primera
etapa, se definió el alcance del proyecto, como los objetivos generales y
específicos.
Continuando la gestión de planificación del proyecto se analizó los
requisitos para la elaboración del diseño operacional de un sistema de
detección sísmica y alerta temprana, se definió los entregables del
proyecto, se elaboró el cronograma de actividades, se recolecto
información por medio de encuestas y se definió el presupuesto del
proyecto.
GRAFICO N° 29: Diseño del sistema de detección y alerta temprana
Fuente: Datos de la investigación.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Como se demuestra en el gráfico N° 18 el sistema se divide 5 partes
operacionales:
✓ Sistema simulador
✓ Circuito detector de señal
✓ Servidor Apache
62
✓ SMS Gateway
✓ Entrega de mensajes
Los equipos se comunican a través de una red LAN usando un router
inalámbrico como puerta de enlace, el sistema funciona de manera
independiente a la red de la institución. En el cuadro N° 15 se muestra la
asignación de IP de los diferentes equipos:
CUADRO N° 15: Asignación IP
Descripción IP
Modulo Ethernet Shield 192.168.1.200
Servidor Apache 192.1681.112
Router conexión LAN 192.168.1.1
SmartPhone SMS Gateway 192.168.1.107
Fuente: Datos de la investigación.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
4.2.3 Ejecución En este proceso se realiza las diferentes partes operacionales definidas
en el diseño del sistema.
4.2.3.1.1 Sistema simulador
El sistema se encarga de simular el movimiento sísmico, a través de una
plataforma vibratoria que tiene como base de una lámpara de emergencia
en la cual se ha colocado dos motores a 5v en los costados de la parte
inferior los cuales son activados por medio de dos switches que se
encuentran en la parte lateral, al usar el mecanismo propio de la lámpara
posee una batería recargable con alimentación de 120v lo que permite una
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operación sin depender deuna fuente de energía eléctrica.
GRAFICO N° 30: Vista superior e inferior de la plataforma vibratoria
Fuente: Datos de la investigación.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
En el gráfico N° 20 se observa la plataforma vibratoria desde una vista
superior e inferior mostrando los componentes.
Para la detección del movimiento sísmico se emplea un piezoeléctrico que
actua como sensor y a través de un módulo amplificador, al detectar la
vibración en la plataforma emite una señal de 5 voltios a la tarjeta Arduino.
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GRAFICO N° 31: Módulo Amplificador
Fuente: Datos de la investigación.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
En el gráfico N° 20 se observa un módulo amplificador el cual se alimenta
de una fuente de poder de 9v. que se encargara de incrementar la
magnitud de la señal que genera el piezoeléctrico.
4.2.3.2 Circuito de Detección
GRAFICO N° 32: Interfaces usadas del acoplamiento Arduino Mega con Módulo Ethernet Shield
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Fuente: Datos de la investigación.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
Este circuito consta de una tarjeta Arduino Mega acoplada a un módulo
Ethernet Shield, este, al detectar una señal LOW (Vv) en el pin 7
conectada al Sistema Simulador, envia un dato al Servidor Apache por
medio de la interfaz de red usando el protocolo HTTP como se muestra en
el gráfico 22.
La placa Arduino Mega tiene una fuente de alimentación externa de 5V
aceptando hasta 12V para su correcto funcionamiento, por medio de un
cable de red se conecta la interfaz de red del módulo Ethernet Shield al
router inalámbrico para así quedar dentro de la red LAN
La programación de la placa Arduino se la realizo en la plataforma propia
del fabricante, ARDUINO IDE, se la puede descargar desde el siguiente
enlace: https://www.arduino.cc/en/main/software y el archivo de
codificación lo presentamos en el anexo 3.
66
4.2.3.3 Servidor Apache
Para llevar a cabo nuestro sistema se usó un servidor apache bajo el S.O
Debian 7 el cual es el encargado de receptar el dato enviado por la tarjeta
Arduino validando el dato en un archivo PHP, a través del protocolo HTTP,
usando el método GET obtiene el dato y ejecuta un script bash “enlace.sh”,
que contiene el mensaje de alerta, la lista de destinatarios y la
comunicación entre el servidor y el SMS Gateway instalado en el
SmartPhone Android.
GRAFICO N° 33: Instalación de S.O Debian 7
Fuente: Datos de la investigación.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
En el gráfico N° 23 se muestra la instalación del S.O Debian 7 en el cual
se instalará el servicio Apache2, el S.O se lo puede descargar desde la
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página oficial https://www.debian.org
El script bash esta especificado en el anexo 4, el cual enviara un mensaje de
alerta a una lista de destinatarios predefinido, este archivo lo encontramos en
la ruta: /home/nixon/celulares.csv. Se debe ingresar los destinatarios
manualmente.
El archivo celular.csv lo presentamos en el anexo 5.
4.2.3.4 SMS GATEWAY
GRAFICO N° 34: Interfaz de usuario de la aplicación Sms Gateway
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Fuente: Datos de la investigación.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
En el gráfico N° 24 se muestra la interfaz de usuario de la aplicación SMS
Gateway que está instalada en el dispositivo móvil con S.O Android, entre las
funcionalidades que posee la aplicación está la de recibir peticiones HTTP
GET desde un servidor web externo en nuestro caso el Servidor Apache, ya
que posee un servidor web interno.
Las peticiones HTTP GET contienen el mensaje de alerta como la lista de
destinatarios que recibirán el mensaje, y la aplicación transmitirá la
información hacia la operadora móvil, la operadora móvil se encarga de enviar
el SMS a los destinatarios a sus dispositivos móviles.
4.2.4 Supervisión y control Durante este proceso se verifica el progreso de los objetivos del proyecto y el
cumplimiento en cada fase del sistema de detección y alerta temprana,
mediante pruebas de comunicación entre los dispositivos de la red obtenemos
los resultados especificados en los siguientes gráficos.
GRAFICO N° 35: Log de detección de sismo
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Fuente: Datos de la investigación.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
En el grafico N° 25 se muestra el log generado por el sistema que registra
los movimientos detectados.
GRAFICO N° 36: Log de mensaje de alerta enviados
Fuente: Datos de la investigación.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
En el grafico N° 26 se muestra el log generado por el sistema que registra
los mensajes enviados.
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GRAFICO N° 37: Mensaje de Alerta
Fuente: Datos de la investigación.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
El grafico N° 27 muestra el mensaje de alerta como resultado final de nuestro
proyecto.
4.2.5 Cierre
En esta etapa nos aseguramos del cumplimiento de los objeticos como del
alcance del proyecto terminando cada etapa del sistema.
Se entregará el proyecto de tesis con los respectivos anexos a los interesados.
71
4.3 Entregables del proyecto
Habiendo culminado cada una de las etapas del proyecto de titulación se
procederá a entregar la siguiente documentación:
✓ Código fuente
✓ Manual de Instalación de SMS Gateway
4.4 Criterios de validación de la propuesta
Como criterio de validación de proyecto de titulación se hizo uso de una
encuesta online a los alumnos de la Carrera de Ingeniería en Networking
y Telecomunicaciones de la Universidad de Guayaquil, para medir su
grado de conocimientos y aceptación al nuevo sistema de detección y
alerta temprana como medida de prevención de riesgos en la Institución.
4.5 Criterios de aceptación del Producto o Servicio
Como criterio de aceptación del sistema, se evaluó cada proceso definido
en el diseño del sistema de detección y alerta temprana mediante las
pruebas realizada en la etapa de Supervisión y Control del proyecto.
CUADRO N° 16: Criterios de aceptación del sistema
PROCESO CRITERIO DE ACEPTACION ESTADO
Sistema de simulación
Simulación de movimientos sísmicos y activación del sensor piezoeléctrico.
Aprobado
Circuito de detección
Recibe la señal del sensor piezoeléctrico y comunicación con el servidor Apache
Aprobado
Servidor Apache
Comunicación por el protocolo HTTP con el circuito de detección y ejecución de script para enlace con SMS Gateway
Aprobado
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SMS Gateway
Recibe mensaje y lista de destinatarios desde el servidor Apache por medio de una petición HTTP GET y transfiere los datos a la operadora móvil para que envíe los mensajes de alerta.
Aprobado
Fuente: Datos de la investigación.
Elaborado por: Brigette Nazareno Pulia - Nixon Gutiérrez Cantos.
En el cuadro N° 16 se muestran los criterios de aceptación que se
obtuvieron de los diferentes procesos establecidos.
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
✓ El conocimiento de cómo se produce un movimiento sísmico, así
como sus elementos y sus efectos es fundamental para el desarrollo
del proyecto.
✓ Se logró realizar una simulación tanto del movimiento sísmico como
del sensor que detecta la señal.
✓ El sistema alerta anticipadamente a autoridades pertinentes en
caso de que ocurra un movimiento sísmico, realizando la
comunicación a través de diferentes tecnologías como del uso de
hardware libre, software Open Source, ethernet y telefonía móvil,
promoviendo el uso de estas tecnologías.
✓ Existen gran variedad de sensores sísmicos, siendo los sismógrafos
de banda ancha los más utilizados en sistemas sísmicos actuales.
✓ Nuestro proyecto presenta una propuesta práctica y sencilla de un
sistema de alerta temprana sísmica, en comparación con sistemas
implementados en otros países como Japón donde el sistema existe
desde el 2007 y ha presentado algunas mejoras a medida que
siguen trabajando en él.
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Recomendaciones
✓ Capacitar a la comunidad universitaria sobre movimientos sísmicos
y sus consecuencias, así como sobre las medidas de seguridad y
prevención establecidas.
✓ Informar a la comunidad universitaria sobre las tecnologías
implementadas y el funcionamiento del sistema.
✓ Verificar periódicamente la operación de los diferentes subsistemas
que conforman el sistema de detección y alerta temprana, y la
capacitación del personal autorizado.
✓ Se recomienda el uso de un sensor comercial para la debida
implementación.
✓ Se recomienda el uso de señales acústica que emiten una alettav de
sonido a la población para complementar asi la alerta por medio de
telefonía móvil.
75
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77
ANEXOS
Anexo 1
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
CRONOGRAMA DEL PROYECTO FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y
FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
Título del proyecto: Diseño de un sistema computarizado inteligente para la detección sísmica y alerta temprana con comunicación ethernet y tecnología móvil para la carrera de ingeniería en Networking y Telecomunicaciones de la Universidad de Guayaquil.
Tutor: Ing. José Aguirre Andrade Estudiantes: Brigette Nazareno Pulia – Nixon Gutiérrez Cantos Duración del desarrollo del proyecto: 5 meses
No.
ACTIVIDADES INICIO MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Investigación de Sistemas de Alerta Sísmica Temprana
2 Investigación de Funcionamiento de Arduino
3 Desarrollo de los capítulos I y II del proyecto.
4 Desarrollo del proyecto.
5 Primeras pruebas y desarrollo del capítulo IV
6 Encuesta a estudiantes de la CINT y posterior desarrollo del capítulo III
24/08/2017
7 Pruebas y correcciones del Sistema de Detección sísmica y alerta temprana
04/09/2017
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Anexo 2
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
ENCUESTA
Fecha:
Curso:
Carrera: Networking
1. Cuantos simulacros de evacuación de sismos ha realizado la
institución en el último periodo de clases.
a) Nunca se hizo un simulacro.
b) Dos o más veces.
c) Una sola vez.
2. Considera usted que la institución educativa deber tener un mejor
plan de prevención en caso de desastres naturales.
a) Totalmente de acuerdo
b) De acuerdo
c) En desacuerdo
d) Totalmente desacuerdo
3. Cual considera usted que es la principal razón de la magnitud del
daño provocado por un sismo.
a) La mala infraestructura.
b) La mala prevención.
c) La falta de información.
d) Todas las anteriores.
4. Conoce usted lo que es un sistema de detección sísmica y alerta
temprana
a) Si, lo conozco perfectamente.
b) Si he escuchado del tema.
c) No estoy seguro.
d) No he escuchado del tema.
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5. Sabía usted que los sistemas de alerta sísmica temprana pueden dar
aviso anticipadamente de la existencia de un sismo hasta 50
segundos antes que se sienta el movimiento.
a) Si
b) No
6. Cree usted que un sistema de alerta temprana sería una herramienta
de gran utilidad para prevenir a los estudiantes y minimizar las
pérdidas humanas.
a) Totalmente de acuerdo
b) De acuerdo
c) En desacuerdo
d) Totalmente desacuerdo
7. Crece usted que el tiempo de ventaja que brinca el sistema de alerta
sísmica temprana es suficiente para poner a salvo su vida en caso de
un sismo de gran magnitud.
a) Totalmente de acuerdo
b) De acuerdo
c) En desacuerdo
d) Totalmente desacuerdo
8. Cree usted que a la población en general le hace falta información
sobre evacuación en caso de movimientos sísmicos.
a) Totalmente de acuerdo
b) De acuerdo
c) En desacuerdo
d) Totalmente desacuerdo
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Anexo 3 Código fuente placa Arduino: Alerta.ino
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82
Anexo 4 Script Bash de comunicación entre servidor Apache y software SMS Gateway: enlace.sh
83
Anexo 5
Manual de instalación de aplicación SMS Gateway
En el siguiente manual explicamos de manera rápida y sencilla como realizamos
la instalación de la aplicación SMS Gateway que recibe mensajes mediante
protocolo http o smtp y los envía hacia la operadora móvil para que sean
difundidos.
1. En el dispositivo móvil ubicar el icono de Google play store y entrar.
2. Una vez abierta la tienda nos ubicarnos en el buscador para registrar el
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nombre de la aplicación a descargar.
3. Escribimos SMS Gateway y presionamos para accionar el buscador.
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4. Escogemos la primera opción que aparece en la pantalla, ya que es la
aplicación con que nosotros trabajamos y damos clic en instalar.
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5. La aplicación genera una pantalla emergente que solicita permiso para
acceder a SMS y fotos/ videos/ archivos. Damos clic en aceptar.
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6. La descarga se efectúa y luego es verificada por Play Protect.
88
7. Finalmente, la descarga se realiza con éxito y vemos la siguiente imagen
en la pantalla del dispositivo.
8. Ingresamos en el icono que ya aparece en el escritorio y seleccionamos
la opción settings para darle funciones específicas a la aplicación.
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9. Dentro de las opciones que aparecen escogemos Listen for HTTP send
commands que es para que la aplicación acepte comunicaciones de
mensajería a través de http; también la opción Prevent CPU sleep mode
que permite que las aplicaciones se ejecuten en 2do plano aun si el celular
no esté en actividad la aplicación sigue funcionando y la última opción
Send only first. sirve para enviar mensajes largos.