Diseño metodológico para la caracterización de ríos intermitentes con tecnologías de industria 4.0 y ciencia ciudadana

Abstract

En las últimas décadas se ha observado una creciente incidencia de ríos intermitentes, sistemas hídricos cuya alta variabilidad y limitada accesibilidad dificultan su caracterización. Factores como el cambio climático, la extracción de agua sin control y la degradación ambiental han acentuado esta situación, evidenciando la carencia de métodos de monitoreo adaptados a su naturaleza dinámica; mientras que en países de la Unión Europea se lideran avances en esta materia, en Chile las investigaciones son todavía muy escasas. El objetivo principal de esta investigación fue desarrollar una metodología de monitoreo hidrológico para ríos intermitentes y arroyos efímeros, integrando tecnologías de la Industria 4.0 y la participación ciudadana, orientada a generar herramientas operativas que permitan obtener información de alta calidad en zonas de difícil acceso y bajo condiciones cambiantes. La metodología se estructuró en tres ejes: primero, se planificó y ejecutó una campaña de adquisición de imágenes aéreas en la cuenca del río Lonquén mediante el uso de drones, garantizando una cobertura adecuada mediante criterios técnicos y logísticos; segundo, se aplicaron técnicas de reconstrucción tridimensional para transformar los datos en modelos precisos, que fueron georreferenciados y procesados con software especializado; y tercero, se integraron estos procesos en una propuesta metodológica que, sumado al aporte de la ciencia ciudadana, permite un monitoreo continuo y escalable del régimen intermitente. Los resultados demuestran la factibilidad del enfoque, ya que se obtuvieron modelos 3D capaces de captar variaciones morfológicas y comportamientos hidrológicos en tramos críticos, validándose la precisión de las mediciones en condiciones ambientales adversas y terrenos heterogéneos. La metodología diseñada representa un avance significativo para la caracterización de ríos intermitentes en regiones de clima mediterráneo en Chile, optimizando la obtención y análisis de datos hidrológicos y fomentando la participación comunitaria, lo que abre nuevas perspectivas para la conservación y manejo sostenible de estos ecosistemas.

In recent decades, there has been a growing incidence of intermittent rivers—hydrological systems whose high variability and limited accessibility hinder proper characterization. Factors such as climate change, uncontrolled water extraction, and environmental degradation have intensified this issue, highlighting the lack of monitoring methods adapted to their dynamic nature. While countries in the European Union are leading advances in this field, research in Chile remains extremely scarce. The main objective of this study was to develop a hydrological monitoring methodology for intermittent rivers and ephemeral streams by integrating Industry 4.0 technologies and citizen participation, aimed at generating operational tools that enable the collection of high-quality data in hard-to-access areas under changing conditions. The methodology was structured into three stages: first, a data acquisition campaign was planned and executed in the Lonquén River basin using drones, ensuring adequate coverage through technical and logistical criteria; second, 3D reconstruction techniques were applied to convert the data into precise tridimensional models, which were georeferenced and processed using specialized software; and third, these processes were integrated into a methodological proposal that, together with the contribution of citizen science, enables continuous and scalable monitoring of intermittent regimes. The results demonstrate the feasibility of the approach, as the 3D models captured morphological variations and hydrological behavior in critical reaches, validating the accuracy of the measurements even under adverse environmental conditions and heterogeneous terrain. The designed methodology represents a significant advance in the characterization of intermittent rivers in Mediterranean climate regions of Chile, optimizing hydrological data collection and analysis while promoting community engagement, thereby opening new perspectives for the conservation and sustainable management of these ecosystems.