Arduino y el medio ambiente

Hoy me he levantado californiano, para variar. Sin garaje ni perrito que me ladre, pero con alma de geek o nerd, que quiere transformar el mundo para mejor. Por tanto, hoy voy a dejar el "que inventen ellos" -esa desafortunada frase supuestamente pronunciada por Miguel de Unamuno, y que después se ha utilizado como justificación inconsciente de los recortes en ciencia, aduciendo que los españoles somos más de letras- para otro momento. Hoy vamos a inventar nosotros, amig@s tod@s, acompañados del signore italiano don Arduino.

Mi placa de Arduino UNO, con su protoboard.

Lo primero que se preguntará el lector no iniciado en el hardware abierto es qué es eso. El sistema Arduino se basa en una placa programable (una especie de ordenador en miniatura) a la que podemos unir, mediante cables, diversos sensores, actuadores y otros componentes electrónicos (potenciómetros, resistencias, condensadores), de forma que podemos fabricarnos nuestros propios cacharros adecuados a nuestras necesidades de forma fácil y, sobre todo, muy barata. Sí, la democratización absoluta de la tecnología. Además, tampoco hace falta ser un profesional de la programación, que es, sin duda, lo que más puede acogotar al novato. Simplemente se busca el proyecto que necesitamos en internet y, a modo de receta de cocina, se ejecuta tanto la parte de montar físicamente el invento como la programación, que puede ser simplemente un corta y pega. Lo puede hacer cualquiera, de verdad: ya seas ambientalista, naturalista, biólogo, meteorólogo, científicos aficionado, amigo del Quimicefa, bloguero de flora y fauna, arquitecto en permanente crisis,  curioso inveterado, jubilado o político chungo. Incluso el que suscribe, como veremos después.

No nos detenemos más en la filosofía y funcionamiento de este sistema, ya que existen miles de referencias en la red. Nos centraremos en investigar lo que se puede hacer en relación con el medio ambiente, ese acuciante reto que, si no nos ponemos manos a la obra, nos puede borrar de la faz de la Tierra, aunque muchos políticos se dediquen a desviar la atención hacia otros asuntos mucho menos importantes. Hasta que veamos al toro de frente, por supuesto.

Vamos a pinchar un buen vinilo ad hoc: se me ocurre el Computer World de la legendaria banda de música electrónica Kraftwerk, por eso de alinearnos con la vanguardia. Además, para ordenar un poco el tinglado, nos vamos a basar en la clasificación del interesante programa Globe:  proyectos relacionados con la atmósfera, la biosfera, la hidrosfera y la malsonante pedosfera, que no es otra cosa que el suelo.

Comenzamos por la atmósfera. El primer proyecto es el más sencillo: se trata de una estación portátil de medición de temperatura y humedad ambiental. Consta de la placa Arduino UNO además de un sensor combinado temperatura/humedad, una pantalla LCD y otros elementos montados en una protoboard, una placa de montaje donde se pinchan los componentes, uniéndose mediante cables ya peladitos en los extremos, muy cómodos. En este proyecto se aprecia algo muy interesante: el reciclaje de componentes, ya que el LCD proviene de una vieja alarma de fuego. Se monta de la forma que aparece en los esquemas electrónicos, se enchufa al USB del ordenador, se copia y pega el código en el programa Arduino IDE y se envía a la placa. Ya tenemos temperatura y humedad en tiempo real.

Es más fácil de lo que parece, solo hay que seguir las instrucciones (create.arduino.cc)

Una variante mucho más compleja es este proyecto: el sensor ambiental múltiple. Utiliza la placa Arduino MKR1000, que tiene la peculiaridad de que soporta Wifi. Como sensores hay de todo: uno de rayos y relámpagos (lo flipo: puede detectar frentes de tormenta a 40 km de distancia), uno de monóxido de carbono, de humedad y temperatura, de presión, altitud y temperatura, de luz ultravioleta, un reloj de alta precisión y otros componentes secundarios. Una vez montado y subido el complejo código a la placa, ya tenemos una estación meteorológica que haría palidecer a las de la Aemet, por mucha menos pasta.

Vamos con la hidrosfera. Comenzamos por una estación de monitorización de la calidad del agua. La placa es la Arduino UNO, que suele venir por defecto en los kits. Los sensores son: combinado de temperatura y pH, de turbidez y un sensor ultrasónico, para medir distancias. También aparecen una pantalla, donde se muestran las mediciones, unos LED y un zumbador.

Monitoreando con Arduino (github)

Otro proyecto de monitorización es My River. Utiliza, al igual que el anterior, un sensor de pH, además de un original sensor de nivel del agua. Según su autor, no solo mide la acidificación del agua, sino también si existe crecida en el río, posiblemente provocada por algún vertido ilegal. Si hay contaminación, medida a partir de una modificación del pH junto a la susodicha una crecida, el LED del aparato se ilumina: lo hemos pillao con el carrito del helao.

Seguimos con la biosfera. ¿Nos apetece un sensor de movimiento para comprobar la presencia de animales, por ejemplo? Pues aquí lo tenemos. Consta de la placa Arduino UNO, una lámpara, una célula fotoeléctrica y un sensor pasivo de luz infrarroja. El sensor, siempre de noche, detecta un movimiento: la luz se enciende durante 10 segundos, deslumbrando al culpable y alertando al hábil inventor.

Para los amantes del fototrampeo tenemos este interesante proyecto. Consta de un sensor activo de infrarrojos, que detecta movimiento y envía la señal a la placa Arduino, disparando la cámara DSLR. La placa filtra la señal, evitando que, por ejemplo, la presencia de un pequeño insecto dispare la cámara accidentalmente.

Zorrillo pillado gracias a Arduino (instructables)

Terminamos con la pedosfera. El primer proyecto es un sencillo sensor de humedad con pantalla LCD. Se compone de la placa UNO y este sensor, que simplemente se pincha en el suelo y, por medición de la conductividad del suelo, nos ofrece la humedad en la pantalla. También podemos medir la temperatura del suelo con este proyecto. Utiliza un sensor de temperatura resistente al agua, similar a una pequeña sonda.

Para terminar con un cum laude, que está de moda, este interesante proyecto basado en un contador Geiger, por si a alguien se le ocurre la brillante idea de perseguir lodos contaminados, de esos que se escapan de vez en cuando. Un poco de radiactividad seguro que nos dará mucha energía, jeje.

Consta de un tubo Geiger alimentado por una fuente especial de 500 V, necesarios para que, en presencia de radiactividad, el tubo emita los pulsos por minuto necesarios para la lectura. Según las instrucciones del tubo, la ecuación sería pulsos/360=radiactividad (en microSievert/hora), mostrándose la lectura en la pantalla LCD.

Como un gramo de práctica vale más que una tonelada de teoría, vamos a montar un sencillo detector de gases basado en un sensor MQ-135, que detecta amoníaco, NOx, alcohol, benceno, humo y CO2, entre otros. Vamos a servirnos del montaje y código que aparece al final de este tutorial, en el apartado "Lectura Analógica".

Nuestro sensor de gases

Monto el sensor, cosa que no lleva más de cinco minutos. Enciendo el ordenador; abro el navegador en mi querido Linux y voy a la página Arduino Editor, donde pego el código que he encontrado en el tutorial. Lo mando a la placa mediante USB, con lo que se encienden unas cuantas lucecitas, parpadeantes. Le doy a la pestaña "Monitor", a la izquierda, y aparecen unos valores genéricos de voltaje y su correspondiente valor de concentración de gas. Evidentemente, para cada gas que queramos monitorizar hará falta una ecuación diferente que relacione el voltaje de salida del sensor con la concentración del mismo, mirando el prospecto de cada sensor. Pero bueno, tampoco es tan difícil para mentes preclaras como las nuestras. Yo, sin embargo, no voy a liarla más y me remito al código del tutorial, a ver qué sale.

Primero espiramos, por la boca, cerca del sensor. La lectura se desboca, valga la redundancia: el voltaje asciende y la concentración del dióxido de carbono también, según la relación matemática que hemos escrito en el código.

Hacemos la prueba con isopropanol, un alcohol orgánico que limpia lentes muy bien, al ser muy volátil. La lectura de voltaje vuelve a ascender aún más rápido, lo que indica que este sensor es más sensible al alcohol que al CO2. Pues funciona, oiga.

Ya tenemos un somero panorama de lo que se puede hacer con Arduino en relación con los estudios medioambientales. Hay más, mucho más, casi cualquier cosa que a uno se le ocurra, con mayor o menor dificultad. ¿Nos animamos? No estaría de más darle un buen zasca al bueno de Unamuno; seguramente tendría un mal día y no imaginó que, 110 años más tarde, muchos compatriotas pudieran inventar como lo hicieran en su día alemanes o americanos, y por dos duros. Y es que los tiempos cambian, don Miguel, y no siempre para mal...

La magia del derrotero

Quizás el lector se pregunte a qué se refiere el autor cuando habla de un derrotero, y más como algo presuntamente mágico. La mejor manera de descifrarlo es acudiendo al diccionario de la Real Academia Española, esa institución que limpia, fija y da esplendor al idioma español desde 1713, y cuya finalidad es salvaguardar la lengua popular y la literaria. Pues bien, un derrotero es un libro de derrotas. Pero no un catálogo de descalabros, reveses y pérdidas históricas, como puede sugerir, sino de derrotas náuticas, que no son otra cosa que líneas señaladas en la carta de marear para el gobierno de los pilotos en los viajes.

En la estantería me llama la atención un grueso volumen de lomo azul marino, que el autor adquirió antes de examinarse para el título de Patrón de Embarcaciones de Recreo, por eso de alcanzar la inspiración necesaria para tal lid. Es el Derrotero 3 (Tomo I) de las Costas del Mediterráneo, edición de 1998, publicado por el Instituto Hidrográfico de la Marina, en Cádiz.

Vamos a efectuar un viaje marítimo-mental acompañados por este derrotero, como haría, en realidad, cualquier marino que se jacte de ello. Antes de nada, una obligatoria advertencia: si por esta bitácora recalara algún Almirante de la Marina, Alférez de Fragata, Marinero raso o avezado lector de Arturo Pérez-Reverte, que tenga en cuenta que el que suscribe no es más que un grumetillo con ínfulas, de esos que, en caso de irse el barco a pique, saldrían de él antes que las ratas. Discúlpeme pues los posibles errores con la jerga marinera, que es compleja aunque apasionante.

Carta náutica, o de marear, de la costa mediterránea española, para ir siguiendo nuestro viaje.

Nos espera nuestra embarcación, al amanecer, en la pequeña playa frente al castillo de San Felipe, en la pequeña pedanía almeriense de Los Escullos, en pleno Parque Natural del Cabo de Gata-Níjar, verdaderamente merecedor de visita. Desde allí costearemos hacia el norte-noreste, para atracar en un punto donde el patrón estime que la longitud del post ya ha sido suficiente o bien haya caído la noche, lo que llegue primero. Como banda sonora de fondo, por qué no las mejores canciones para navegar, según los navegantes.

Antes de partir, con el castillo a nuestra espalda, nos fijamos en esa protuberante cornisa blanquecina a babor, donde rompen las olas: es la duna oolítica de Los Escullos,  formada por la aglomeración de pequeños "huevos" de carbonato cálcico, oolitos, en cuyo interior se acomodan diminutos granos de arena. La geología no da más que inesperadas sorpresas para el que sepa apreciarla.

Partimos del fondeadero entre el castillo de San Felipe, al fondo, y la duna oolítica, en primer término (La Gaceta de Gea)

Salimos del fondeadero de Los Escullos, bien abrigado de los vientos de O y SO, siempre que no sean atemporalados, para enfilar la Isleta del Moro, un blanco pueblo de pescadores con cierto aire norteafricano y gran sabor marinero.

Vista de la costa desde el mar (Derrotero)

Más allá de la amura de babor se divisan los pelados cerros de Carrizalejo, de naturaleza volcánica como todo el entorno del Parque Natural. Doblamos la punta del Barranco del Negro para enfilar el puntazo de Piedra Negra y la punta de la Polacra, siempre teniendo a babor una sucesión de cerros pelados y hostiles. Según nuestro derrotero, la punta de la Polacra se llama así porque tiene a su pie una roca emergente, una chimenea litoral resto del hundimiento de un arco rocoso, que parece una polacra navegando a vela. No sorprende que en los alrededores de la punta haya varios pecios, restos de naufragios descansando a unos 5 metros de profundidad, debido al peligroso acantilado y los bajíos que podrían formarse por la caída de rocas erosionadas. El buceo por aquí debe ser fascinante.

Sobre el cortado cerro que se eleva encima de nosotros se encuentra la torre de los Lobos y, sobre ella, la luz de punta de la Polacra, el faro más elevado de España, a 280 metros sobre el nivel del mar.

Faro de la Polacra, inabarcables vistas (Blog Faros Ibéricos)

El derrotero nos avisa: hay que llevar el Libro de Faros para poder leerlos correctamente. Como se nos ha olvidado en la guantera diremos que su alcance es de 14 millas náuticas y su característica es de grupos de tres destellos de luz blanca.

Llegamos a punta del Bergantín, separada de la punta de la Polacra por la calita del Bergantín, virgen y de muy difícil acceso debido a su costa alta, tajada y quebrada, todo un refugio de piratas. Al doblar la punta nos encontramos la ensenada de las Negras y el tremendo playazo de Rodalquilar, flanqueado por la batería de San Ramón, en la orilla N y, a una milla, la torre de los Alumbres, denominada así en honor del alumbre, un sulfato de potasio y aluminio hidratado. Por cierto, al O del playazo tenemos las ruinas de las minas auríferas de Rodalquilar, muy pintorescas al caer el sol. Es evidente que nos encontramos en una zona abundante en minerales.

Tanques lavadores en las ruinas de las minas de Rodalquilar (La Gaceta de Gea)

Más allá aparecen la caleta del Cuervo y la playa de las Negras, además del bonito pueblo homónimo. Desde este punto se divisa un sendero, a media ladera, que comunica el pueblo con la cala de San Pedro -que es un buen desembarcadero-, el castillo de San Pedro y algunas casas y cortijos blancos, todo rodeado de terrenos montuosos y altos peñascos tajados.

El castillo de San Pedro y el fondeadero homónimo (La Gaceta de Gea)

Según el derrotero en este punto es posible fondear, ya que ofrece abrigo a todos los vientos del cuarto, tercer y primer cuadrante. Sin embargo, nos advierte que el mejor sitio de fondeo para encontrar abrigo del lebeche frescachón es al socaire del cerro de la Molata, al S de la playa de las Negras, pues bajan por estas quebradas rachas fuertes y remolinos muy molestos.

Como ya es la hora de comer, echamos el rezón frente a esta espectacular cala para apretarnos unas patatas en ajopollo seguidas de unos gurullos de Níjar, rematando la faena con una leche frita, estrellas de la gastronomía de Almería. Semejante lujo pide una buena siesta en la bañera de popa, con sus múltiples ventajas para la salud.

Ya recuperados de la pingüe pitanza, doblamos punta Javana para encontranos con el islote de San Pedro, donde se forma un freu, un estrecho entre dicho islote y tierra firme, algo sucio pero en cuya medianía hay 3 metros de agua. Atravesamos el freu con las debidas precauciones para llegar a la ensenada y cala de Agua Amarga, útiles sólo para pescadores y embarcaciones menores. A media milla de la playa y sobre la tajada cordillera, se divisan las ruinas de un antiguo cargadero de mineral.

El cargadero de mineral de Agua Amarga (La Gaceta de Gea)

Algo al N se aprecia la cumbre llana de un escabroso promontorio, cuya parte más saliente es la punta de la Media Naranja, acantilada y hondable: nos referimos a la Mesa de Roldán, con su torre ruinosa, escenario de incursiones de piratas berberiscos, y el faro que la acompaña, con un alcance de 23 millas y grupos de cuatro destellos de luz blanca.

Más allá de este punto nos adentramos, tras dejar atrás las increíbles playas de los Muertos, Torre Vieja, Martinicas y de Carboneras y el emisario submarino, nos adentramos en la industrial Carboneras, con sus puertos privados de Hornos Ibéricos y Pucarsa, dedicados a la carga de cemento, yeso, clinker y carbón a través de cargaderos móviles y fijos con cintas transportadoras. Después, una piscifactoría y el puerto pesquero de Carboneras.

Aunque ya va atardeciendo y el fondeadero de Carboneras es de arena limpia y está abrigado de los vientos del O y SO, no me acaba de convencer el lugar, prefiero algo más salvaje y prístino. A ver si lo encontramos. Vamos a ganar arrancada, en cristiano darle caña al barco; a babor, un blanquísimo Carboneras contrasta con las oscuras lomas que lo circundan.

Pasamos por el freu entre el blanco pueblo de Carboneras y el islote de San Andrés, para enfilar a la punta del Rayo. La doblamos y nos topamos con el, probablemente, mayor monumento patrio a la codicia empresarial unida al analfabetismo y trinconeo de las autoridades locales y autonómicas: el indescriptible hotel del Algarrobico. "¿Qué coño sigue haciendo esta mierda aquí?", me pregunto desolado. "Quizás la Junta de Andalucía está esperando a que las nieves del tiempo hagan de las suyas", me contesto decididamente esperanzado.

Aunque parezca mentira, este bodrio aún sigue existiendo (2012, La Gaceta de Gea)

Asqueado aparto la vista, no sea que me suba la bilirrubina, para dirigirnos hacia Mojácar, dejando a babor una sucesión de cerros hirsutos con pequeñas playas, como la del Sombrerico, y diminutas cortijadas, cuyas luces titilan bajo la tenue y azulada luz del anochecer. Rozamos el curioso castillo de Macenas; ya se atisban los primeros síntomas de un pueblo turístico: urbanizaciones, mejores y peores, y el clásico poblamiento diseminado andaluz.

Llegamos cómodamente al espigón del Cantal, que es poco saliente y de piedra, para llegar a las urbanizaciones costeras del municipio de Mojácar, cuyo asentamiento principal, de aspecto árabe, ocupa la cumbre de un alto cerro, rodeado de huertas regadas por buenas y abundantes aguas. Una sucesión de hoteles nos da la bienvenida: esto no es Benidorm, la presión turística es aún tolerable en el agradable paseo marítimo, dotado de las palmeritas de rigor y la larguísima e idílica playa.

Miro el derrotero buscando un buen fondeadero o atraque: me informa que en Mojácar está el fondeadero de Marina de las Torres, abierto a los vientos del primer y segundo cuadrante. Lo mejor es ir al seguro puerto de Garrucha, que dispone de todos los servicios básicos. Llamo a puerto por el canal 9 VHF; tenemos atraque.

Enfilamos al faro de Garrucha; a babor diviso una agradable sorpresa: el Parador Nacional de Mojácar. Pues allá que voy, porque a uno le gusta la buena vida, y más si es gratis por imaginada. Tras el faro, el castillo de Jesús Nazareno, una defensa contra los piratas norteafricanos. Entramos en puerto, el derrotero informa que no hace falta practicaje. Amarramos y echamos el pie a tierra, con el acostumbrado mareíllo.

Ya en la terraza de la habitación del Parador, un suave y aromático terral me roza la cara; las luces de los barcos brillan tenuemente en la lejanía. Con una cerveza de Almería bien fría repaso mentalmente el periplo. El Mediterráneo tiene un encanto especial, quizás por todos los marineros, exploradores y buscavidas que lo han surcado y descrito a través de los siglos. Pero para disfrutarlo no hace falta ni estar allí, solo hay que dejarse llevar por la magia: la magia del derrotero.