El Modelo Esquel es el estándar de microestación del Observatorio Ruta 40: un nodo autónomo, reparable e impreso en 3D, con los mismos sensores en todos los puntos de la red para que los datos sean comparables y científicamente válidos.
Toda estación de la red respeta esta configuración. Cada módulo reporta bajo el mismo protocolo, sin simplificaciones, para asegurar la calidad del análisis.
| Controlador | ESP32 (WROOM-32), firmware propio del municipio |
|---|---|
| Enlace | LoRa / Meshtastic hacia gateway MikroTik / Ubiquiti |
| Atmósfera | Presión, temperatura y humedad (BME280 + HTU21D/SHT40 en escudo) |
| Viento | Velocidad (anemómetro de copas) y dirección (veleta) |
| Lluvia | Pluviómetro de balancín |
| Radiación | Índice UV |
| Aire y riesgos | CO₂ (MQ-135), humo (MQ-2), CO (MQ-7) |
| Sismo | Vibración (SW-420) y acelerómetro (MPU-6050) |
| Energía | Panel solar 12 V + regulador + batería de gel 12 V |
| Carcasa | Impresión 3D en ASA/PETG con juntas TPU y escudo de radiación |
| Mástil | Poste a 2 m de altura, orientado al Norte geográfico |
| Datos | MySQL + PHP en servidor municipal (datos propiedad del municipio) |
Todos los módulos que componen el modelo, organizados por función. Las ilustraciones técnicas representan esquemáticamente la placa comercial.
Procesa, empaqueta y envía los datos hacia el servidor municipal.
ESP32 DevKit (WROOM-32)
Lee todos los sensores, aplica calibración y duerme entre mediciones para ahorrar energía.
SX1276 / SX1278 (433–915 MHz)
Enlace de largo alcance y bajo consumo, ideal para la topografía de la Ruta 40.
Placa ESP32 + LoRa + pantalla OLED
Malla autónoma que retransmite entre estaciones sin depender de telefonía celular.
Variables base de cualquier estación meteorológica.
BME280
Presión barométrica para tendencia y altimetría, más T y H de referencia.
HTU21D / SHT40
Alta estabilidad en intemperie. Va dentro del escudo de radiación, lejos del calor de la electrónica.
DHT22 / AM2302
Alternativa de bajo costo para escuelas y prácticas de aula.
Pantalla Stevenson
El modelo profesional que replica nuestro escudo de radiación impreso en 3D (ver sección de piezas).
Sensores mecánicos con electrónica mínima: robustos y reparables con piezas impresas.
Copas + imán + sensor Hall / reed
Cada vuelta genera pulsos; la frecuencia se convierte en velocidad del viento.
Veleta impresa + imán + 8 reed o AS5600
Indica de dónde sopla el viento; se orienta al Norte geográfico en la instalación.
Embudo + balancín + reed
Cada vuelco del balancín equivale a una cantidad fija de lluvia (≈0,28 mm).
Sensores que permiten comprender el entorno más allá del clima: radiación, calidad del aire, fuego y sismicidad.
GUVA-S12SD / VEML6070
Estima el índice UV, clave para turismo y salud en altura.
MQ-135
Detecta gases como CO₂, amoníaco y benceno. Es el sensor de CO₂ del modelo Esquel.
Sensirion SCD30 / SCD4x
Medición NDIR real de CO₂, con temperatura y humedad; para estaciones de referencia.
MQ-7
Detecta CO por combustión incompleta, útil en zonas pobladas y refugios.
MQ-2
Alerta temprana de humo e incendios, un riesgo crítico en la cordillera.
SW-420
Detecta vibraciones del suelo y golpes; dispara el evento "vibración" en la base de datos.
MPU-6050 (GY-521)
Mide la aceleración en 3 ejes para un registro sísmico cuantitativo y para detectar inclinación del mástil.
El nodo opera sin red eléctrica: panel solar, regulador de carga y batería de gel de 12 V.
Policristalino 12 V · 10–20 W
Carga la batería durante el día. Se orienta al Norte con ≈45° de inclinación.
PWM / MPPT 12 V · 10 A
Protege la batería de sobrecarga y descarga profunda y alimenta la carga.
VRLA GEL 12 V · 7–12 Ah
Sin mantenimiento, soporta bajas temperaturas y ciclos profundos: ideal para el invierno patagónico.
Se imprimen en ASA o PETG (resistentes a UV) y TPU para juntas. Los archivos STL están en la carpeta 3d/ del portal. Stock digital: si una pieza se rompe, se imprime de nuevo.
ASA / PETG · ×3
Captan el viento. Ligeras y simétricas para reducir inercia.
ASA / PETG
Une las copas al eje y aloja el imán.
ASA / PETG
Protege rodamientos y electrónica del agua.
ASA / PETG + rodamiento
Soporte fijo del eje del anemómetro.
ASA / PETG
Cola aerodinámica que orienta el sensor de dirección.
ASA · UV
Recolecta la lluvia hacia el balancín.
PETG
Vuelca con cada dosis de agua y genera el pulso.
ASA / PETG
Aloja balancín, imán y reed switch.
ASA / PETG
Recibe la placa electrónica y la entrada de cables.
TPU flexible
Sella la carcasa y mantiene el grado IP.
PETG
Une el mástil con los brazos de sensores.
PETG
Fija módulos al caño sin perforarlo.
PETG
Rigidiza los brazos contra el viento.
Una visita cada 6 meses:
• Limpieza: polvo del panel solar y embudo del pluviómetro.
• Inspección: juntas, cables expuestos y bornes de la batería.
• Batería: verificar la tensión de la batería de gel (≥ 12,4 V en reposo).
• Recalibración: comparar con un instrumento patrón ante anomalías.
Fotografías de componentes: Wikimedia Commons, bajo licencias libres (CC BY, CC BY-SA, CC0 o dominio público). Renders de piezas 3D: diseños abiertos incluidos en la carpeta 3d/. Ilustraciones de módulos: elaboración propia.