Technology Rain Journal ISSN: 2953-464X  
Vol. 5 Núm. 1 (Enero – Junio 2026),e119.  
Sistema de Alerta Temprana (SAT) hidrológico basado en nivel de agua  
para la ciudad de Lajas (Chota, Cajamarca): diseño metodológico  
verificable con umbrales por frecuencia regional y telemetría LoRaWAN  
Hydrological Early Warning System (EWS) based on river stage for the city of  
Lajas (Chota, Cajamarca): a verifiable methodological design using regional  
frequency thresholds and LoRaWAN telemetry  
Nelve Núñez Bustamante1[0009-0000-2218-9156]; Martha G. Huaman Tanta2[0000-0001-8407-1487]  
;
Krantz Peláez3[0009-0007-0151-4715]; Jhan Jesús Perales Rufasto 4[0009-0005-6668-8260]; Jesús Aler  
Nizzet Rafael Tiglia 5[0009-0005-6668-8260]  
1Universidad Nacional Autónoma de Chota (UNACH), nnunhezb@unach.edu.pe. 2Universidad Nacional Autónoma de Chota  
(UNACH), mghuamant@unach.edu.pe. 3Universidad Nacional de Cajamarca (UNC), kpelaeza14@unc.edu.pe, 4Universidad  
Nacional Autónoma de Chota (UNACH), 2023051025@unach.edu.pe, 5Universidad Nacional de Cajamarca (UNC),  
jrafaelt_epg20@unc.edu.pe, Perú.  
CITA EN APA:  
Resumen. Las crecidas súbitas asociadas a precipitaciones intensas afectan  
recurrentemente a la ciudad de Lajas (Chota, Cajamarca), donde la ocupación  
urbana cercana al cauce incrementa la exposición de viviendas e infraestructura  
crítica. Este artículo presenta un diseño metodológico verificable de un Sistema  
de Alerta Temprana (SAT) hidrológico basado en el monitoreo continuo del  
nivel del río Jalqueño, la conversión nivel–caudal mediante curvas altura–caudal  
y la definición de umbrales sustentados en análisis de frecuencia hidrológica,  
preferentemente regional con L-momentos. Se propone una arquitectura  
escalable y una matriz operativa de alertas orientada a impactos, priorizando  
costo-eficiencia, mantenibilidad y apropiación local. El estudio corresponde a  
un diseño conceptual-metodológico; la validación empírica mediante campañas  
hidrométricas y pruebas operativas se plantea como fase posterior de  
implementación.  
Núñez Bustamante, N., Huaman  
Tanta, M. G., Peláez, K., Perales  
Rufasto , J. J., & Rafael Tiglia, J. A.  
N. (2026). Sistema de Alerta  
Temprana (SAT) hidrológico basado  
en nivel de agua para la ciudad de  
Lajas (Chota, Cajamarca): diseño  
metodológico verificable con  
umbrales por frecuencia regional y  
telemetría LoRaWAN. Technology  
Rain Journal, 5(1).  
https://doi.org/10.55204/trj.v5i1.e119  
Recibido: 12 de noviembre-2025  
Aceptado: 15 de enero-2026  
Publicado: 16 de febreero-2026  
Palabras Clave: curva altura–caudal, gestión del riesgo, inundaciones  
súbitas, L‑momentos, telemetría LoRaWAN.  
Technology Rain Journal  
ISSN: 2953-464X  
Abstract: Flash floods associated with intense rainfall recurrently affect the  
city of Lajas (Chota, Cajamarca), where urban occupation close to the river  
channel increases the exposure of housing and critical infrastructure. This article  
presents a verifiable methodological design of a hydrological Early Warning  
System (EWS) based on continuous monitoring of the Jalqueño River stage,  
stage–discharge conversion through rating curves, and the definition of  
thresholds supported by hydrological frequency analysis, preferably regional  
using L-moments. A scalable architecture and an impact-oriented operational  
warning matrix are proposed, prioritizing cost-effectiveness, maintainability,  
and local ownership. The study corresponds to a conceptual–methodological  
design; empirical validation through hydrometric campaigns and operational  
testing is proposed as a subsequent implementation phase.  
Los contenidos de este artículo están  
bajo una licencia de Creative  
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4.0  
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Los autores conservan los derechos  
morales y patrimoniales de sus obras.  
Keywords: disaster risk management, flash floods, L‑moments, LoRaWAN  
telemetry, stage–discharge rating curve.  
1. INTRODUCCIÓN  
https://technologyrain.com.ar/  
2
La reducción del riesgo por inundaciones en ciudades intermedias requiere sistemas que  
integren monitoreo, umbrales cuantificables, comunicación oportuna y capacidad de respuesta  
comunitaria. A escala global, los reportes recientes sobre el estado de los sistemas de alerta  
temprana indican avances, pero también brechas persistentes, especialmente en territorios con  
recursos limitados (UNDRR, 2024). En el enfoque moderno se priorizan avisos orientados a  
impactos para facilitar decisiones preventivas y acciones tempranas (WMO, 2025). En la región  
Cajamarca se han documentado problemas de drenaje urbano asociados a episodios de lluvia  
intensa, lo que refuerza la necesidad de medidas preventivas y de alerta (Oblitas Huaman et al.,  
2025). En el Perú, el SENAMHI establece procedimientos para la elaboración de avisos  
hidrológicos y la definición de umbrales de peligro con base en datos históricos y cálculos  
(SENAMHI, 2022).  
En la ciudad de Lajas (Chota, Cajamarca), la cercanía de sectores urbanos al cauce del  
río Jalqueño, sumada a eventos de lluvias intensas, incrementa la probabilidad de crecidas con  
afectación directa a viviendas, vías y servicios. Desde una perspectiva científica, el aporte del  
estudio radica en formalizar una ruta metodológica verificable que conecta la medición  
operativa del nivel del agua con la definición de umbrales hidrológico-hidráulicos orientados a  
impactos, en contextos con datos limitados.  
El objetivo del estudio es formular un diseño metodológico verificable de un Sistema  
de Alerta Temprana hidrológico basado en nivel de agua y orientado a impactos. Los objetivos  
específicos son: (a) definir una ruta reproducible para la construcción y mantenimiento de  
curvas altura–caudal; (b) establecer un procedimiento de estimación de umbrales hidrológicos  
mediante análisis de frecuencia local y/o regional con L-momentos; (c) integrar una arquitectura  
tecnológica basada en LoRaWAN para monitoreo y alerta en tiempo real; y (d) proponer una  
matriz operativa de alertas vinculada a protocolos de respuesta institucional.  
3
Fig. 1. Arquitectura conceptual del SAT (monitoreo–telemetría–procesamiento–difusión).  
A pesar del avance en sistemas de alerta temprana hidrológicos, en contextos locales  
persiste una brecha metodológica recurrente entre la variable observada operativamente (nivel  
del agua) y la variable empleada en el diseño hidrológico e hidráulico (caudal). Esta  
desconexión limita la trazabilidad técnica, la reproducibilidad de los umbrales y la transferencia  
del conocimiento a escalas municipales. El presente estudio aborda dicha brecha mediante la  
formulación explícita de una ruta metodológica verificable que articula monitoreo, análisis de  
frecuencia, modelación hidráulica y telemetría, orientando la definición de alertas hacia  
impactos concretos y acciones operativas.  
2. MATERIALES Y MÉTODOS  
2.1 Área de estudio  
La investigación se desarrolla en la microcuenca del río Jalqueño, abarcando su zona de  
influencia directa sobre el casco urbano de la ciudad de Lajas, ubicada en el distrito homónimo,  
provincia de Chota (Cajamarca). Esta área representa un punto crítico de análisis debido a la  
interacción entre la dinámica hidrológica de la microcuenca y la vulnerabilidad de la  
infraestructura urbana consolidada.  
2.2 Criterios de Diseño y Priorización del Sistema  
El diseño conceptual del sistema se fundamenta en la identificación y caracterización de  
tres componentes espaciales estratégicos:  
a. Segmentos Críticos de Exposición: Delimitación de los tramos urbanos con mayor riesgo  
de afectación, donde la densidad de vivienda e infraestructura civil presenta una  
vulnerabilidad significativa ante avenidas extraordinarias.  
b. Secciones de Control Hidrométrico: Identificación de secciones transversales con  
estabilidad geométrica que garanticen la fiabilidad en la medición continua del nivel del  
agua y el ajuste de la curva altura-caudal.  
c. Estaciones de Alerta Temprana: Selección de puntos estratégicos aguas arriba, cuya  
ubicación técnica permita optimizar el tiempo de concentración y proporcionar un margen  
de anticipación suficiente para la activación de los protocolos de emergencia del COE  
Local.  
2.3 Diseño experimental/metodológico del SAT  
La investigación fue aplicada, con enfoque de ingeniería, orientada a especificar un SAT  
operable y verificable. El diseño se estructuró en cuatro componentes típicos de los sistemas de  
4
alerta temprana: (i) conocimiento del riesgo, (ii) monitoreo y pronóstico, (iii) difusión y  
comunicación, y (iv) preparación y acción temprana (UNDRR, 2024).  
2.3.1 Curva altura–caudal (nivel–caudal) y control de calidad  
El monitoreo en tiempo real se basó en la variable nivel (H), por su medición continua.  
Para disponer de caudal (Q) como variable de diseño se requirió establecer una curva altura–  
caudal (rating curve), construida a partir de aforos representativos en diferentes condiciones  
hidráulicas. La curva altura–caudal constituye el eje metodológico que vincula la variable  
monitoreada operativamente con la variable empleada en el diseño hidrológico e hidráulico.  
Como criterio mínimo de reproducibilidad, se establece la realización de aforos distribuidos en  
condiciones de bajo, medio y alto caudal, el ajuste por tramos funcionales y la estimación  
explícita de incertidumbre, así como la verificación post-crecida y la actualización periódica de  
la curva. Estos criterios permiten auditar la trazabilidad de los umbrales y facilitan la  
replicabilidad del enfoque en cuencas con información limitada (Bekele Mena et al., 2024).  
2.3.2 Estimación de caudales de diseño y definición de umbrales  
La estimación de caudales de diseño se planteó mediante análisis de frecuencia. Cuando  
el registro local fue corto o discontinuo, se recomendó la frecuencia regional basada en  
L‑momentos, que mejora la estabilidad de los cuantiles combinando información de estaciones  
hidrológicamente similares y aplicando pruebas de discordancia y homogeneidad (Li et al.,  
2022; Estrany‑Planas et al., 2025). La selección de la distribución final se basó en criterios de  
bondad de ajuste y coherencia hidrológica.  
Los caudales estimados (Q_T) se tradujeron a niveles (H_T) en el punto de control  
mediante la curva altura–caudal y/o un modelo hidráulico 1D/2D. La modelación hidráulica  
permitió asociar cada escenario (Q_T) a láminas de inundación, profundidades y velocidades  
en sectores urbanos, facilitando la definición de umbrales orientados a impactos (WMO, 2025).  
En coherencia con definiciones institucionales, los umbrales se formularon como rangos de  
peligro hidrológico derivados de datos y cálculos, con actualización conforme se obtuvo nueva  
evidencia (SENAMHI, 2022).  
5
Fig. 2. Flujo metodológico para definición de umbrales y operación del SAT.  
2.3.3 Selección de tecnología de monitoreo  
Para medición continua de nivel se consideran sensores sin contacto (ultrasónicos o  
radáricos) y sensores sumergibles (presión). En ríos con transporte de sedimentos y arrastre de  
material, los sensores sin contacto reducen riesgos de daño mecánico y facilitan mantenimiento.  
No obstante, los sensores ultrasónicos pueden degradar su desempeño con niebla, lluvia intensa  
o turbulencia superficial; por ello se prioriza un sensor radárico de onda continua (no contacto)  
como solución principal y un sensor de presión como respaldo, configurados con filtros y  
verificación cruzada. La instalación debe asegurar línea de vista al espejo de agua, protección  
antivandálica y puntos de referencia para calibración altimétrica.  
2.4 Transmisión de datos (telemetría)  
La transmisión se propuso mediante LoRaWAN por su bajo consumo y cobertura  
extendida, particularmente útil en entornos semiurbanos con limitada conectividad. La  
selección se sustentó en especificaciones técnicas vigentes de parámetros regionales y en  
evidencia reciente de aplicaciones de telemetría LoRaWAN para monitoreo y alerta por  
inundaciones (LoRa Alliance, 2022; Jabbar et al., 2024; Zakaria et al., 2023). Se planteó un  
esquema con nodos clase A alimentados por energía solar y batería, un gateway en punto  
elevado con backhaul (4G/Internet fijo) y envío a servidor para almacenamiento y  
visualización.  
2.5 Procesamiento, alerta y difusión  
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2.5.1 Plataforma de software y lógica de alerta  
El procesamiento considera: (i) control de calidad automático (rangos válidos, detección  
de saltos, pérdida de señal), (ii) cálculo de tasa de ascenso (dH/dt) como indicador de crecida  
rápida, y (iii) comparación con umbrales por nivel/caudal. Se adopta una lógica híbrida: alerta  
por excedencia de umbral y por tendencia (rate‑of‑rise), consistente con soluciones IoT  
recientes para monitoreo y advertencia de inundaciones basadas en LoRaWAN (Zakaria et al.,  
2023).  
2.5.2 Protocolo de comunicación y difusión  
La difusión debe ser redundante y orientada a usuarios: tablero web para autoridades,  
notificación por SMS/WhatsApp y sirena local en puntos críticos. El protocolo de emisión debe  
articularse con los roles del COE local y el marco de respuesta ante lluvias intensas y peligros  
asociados. A nivel nacional, el procedimiento de SENAMHI incluye referencias a lineamientos  
y protocolos de coordinación interinstitucional (SENAMHI, 2022).  
2.6 Capacidad de respuesta y sostenibilidad  
La efectividad de un SAT dependió del componente social: apropiación local,  
entrenamiento y simulacros. Se propuso un plan de implementación con: (a) acuerdos de  
operación y mantenimiento (municipalidad–defensa civil–comunidad), (b) protocolos de  
actuación por nivel de alerta, (c) simulacros periódicos y evaluación post‑evento, y (d)  
repositorio de datos para aprendizaje y mejora continua (UNDRR, 2024).  
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN  
El resultado principal es la especificación de una arquitectura y una ruta de umbrales  
verificable. Como resultado del diseño, se definen parámetros operativos de referencia, tales  
como la resolución y frecuencia de muestreo del sensor, la latencia máxima admisible para la  
emisión de alertas y criterios de disponibilidad del enlace de comunicación, los cuales deberán  
validarse durante la fase de implementación. La Figura 1 resume la arquitectura de hardware y  
software; la Figura 2 sintetiza el flujo metodológico. Adicionalmente, se propone una matriz  
operativa de alertas (Tabla 1) que deberá calibrarse con evidencia local (marcas de inundación,  
reportes, validación hidráulica) antes de su adopción oficial.  
Tabla 1. Matriz operativa referencial (los umbrales H1–H3 y Q2a–Q25a se calibran con datos y modelación).  
Nivel de alerta  
Criterio hidrológico  
(ejemplo)  
Criterio operativo  
Acciones mínimas  
7
Amarilla  
Naranja  
Roja  
COE local activa  
monitoreo; difusión  
preventiva.  
Movilización de brigadas;  
pre‑evacuación en puntos  
críticos.  
H ≥ H1 o Q ≥ Q2a  
H ≥ H2 o Q ≥ Q5a  
Vigilancia reforzada  
Alerta  
Evacuación y cierre de  
vías vulnerables;  
H ≥ H3 o Q ≥ Q10a– Alarma  
Q25a  
activación de albergues.  
El aporte del diseño propuesto se centró en abordar la incoherencia frecuente entre la  
variable monitoreada (nivel) y la variable utilizada para diseño y comunicación técnica  
(caudal). Al explicitar la necesidad de la curva altura–caudal, su mantenimiento y la estimación  
de incertidumbre, el SAT pudo evolucionar desde un esquema empírico hacia uno trazable y  
auditable (Ali et al., 2023; Mailhot et al., 2025; SENAMHI, 2022).  
La definición de umbrales con enfoque de impactos fortaleció la utilidad social del SAT:  
no se trató solo de exceder un valor de caudal, sino de anticipar dónde y cómo se manifestaría  
la inundación y qué acciones serían pertinentes. Esta lógica fue consistente con servicios de  
pronóstico y aviso orientados a impactos (WMO, 2025) y con el diagnóstico reciente de brechas  
en sistemas de alerta temprana (UNDRR, 2024).  
En el plano tecnológico, LoRaWAN permite escalar la red de sensores con bajo  
consumo energético. Experiencias recientes demuestran su factibilidad en monitoreo y  
advertencia de inundaciones con nodos solares y pasarelas locales (Zakaria et al., 2023). La  
selección de sensor radárico y respaldo por presión reduce la vulnerabilidad ante niebla, lluvia  
intensa y fluctuaciones del espejo de agua, aunque aumenta el costo unitario; esta decisión se  
justifica por la criticidad del dato en escenarios de emergencia.  
Limitaciones: el presente manuscrito corresponde a un diseño conceptual. Para una  
implementación completa se requiere: (i) campaña hidrométrica y construcción de la curva  
altura–caudal; (ii) obtención de evidencias de eventos (marcas, afectaciones) para calibrar el  
modelo hidráulico; y (iii) evaluación de desempeño del sistema (falsas alarmas, disponibilidad,  
latencia). Estas actividades forman parte del plan de validación propuesto (Figura 2). Estas  
limitaciones no invalidan el enfoque metodológico, sino que delimitan su alcance y orientan  
futuras investigaciones aplicadas.  
4. CONCLUSIONES  
Se formuló un diseño metodológico conceptual de SAT hidrológico para la ciudad de  
Lajas basado en monitoreo continuo del nivel del río Jalqueño, conversión nivel–caudal  
8
mediante curva altura–caudal y umbrales derivados de análisis de frecuencia (local y/o  
regional).  
La ruta metodológica integra levantamiento hidrométrico, análisis de frecuencia  
regional con L‑momentos, modelación hidráulica para traducir caudales en niveles e impactos,  
y una matriz operativa de alertas orientada a acciones.  
La arquitectura tecnológica propuesta (sensores no‑contacto, telemetría LoRaWAN,  
plataforma de procesamiento y canales redundantes de difusión) prioriza bajo consumo,  
escalabilidad y mantenimiento local, alineándose con buenas prácticas y procedimientos  
nacionales.  
Para dejar el SAT en operación se recomienda ejecutar la fase de validación: curva  
altura–caudal con aforos, calibración hidráulica con evidencias de eventos, pruebas de  
comunicación y simulacros comunitarios para asegurar efectividad y sostenibilidad.  
AGRADECIMIENTOS  
Se agradece a la Municipalidad Provincial de Chota y a las autoridades locales de Lajas  
por la información de contexto y facilidades brindadas durante el levantamiento conceptual.  
FINANCIAMIENTO  
La investigación no recibió financiamiento específico de agencias del sector público,  
privado o sin fines de lucro.  
CONFLICTO DE INTERESES  
Los autores declaran no tener conflicto de intereses.  
CONTRIBUCIÓN DE AUTORÍA (Obligatorio)  
En concordancia con la taxonomía establecida internacionalmente para la asignación de  
créditos a autores de artículos científicos (https://credit.niso.org/). Los autores declaran sus  
contribuciones en la siguiente matriz:  
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Participar activamente en:  
Conceptualización  
Análisis formal  
Adquisición de fondos  
Investigación  
Metodología  
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Administración del proyecto  
Recursos  
Redacción –borrador original  
Redacción –revisión y edición  
La discusión de los resultados  
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Revisión y aprobación de la versión final del trabajo.  
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REFERENCIAS  
Ali, G., & Maghrebi, M. F. (2023). A robust approach for the derivation of rating curves using minimum gauging  
data. Journal of Hydrology, 623(4), 129609. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2023.129609  
Bekele Mena, N., Ayele, E. G., Chora, H. G., & Dada, T. T. (2024). Assessing the effect of rating curve uncertainty  
in streamflow simulation on Kulfo watershed, Southern Ethiopia. Journal of Water and Climate Change,  
15(9), 4199–4219. https://doi.org/10.2166/wcc.2024.645  
Estrany‑Planas, P., Blanco‑Gómez, P., Ortiz‑Vallespí, J. I., Orihuela‑Martínez, J., & Vilarrasa, V. (2025). Regional  
frequency analysis using L‑moments for determining daily rainfall probability distribution function and  
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annual  
wastewater  
discharges.  
Hydrology,  
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152.  
https://doi.org/10.3390/hydrology12060152  
Jabbar, W. A., Ting, T. M., Hamidun, M. F. I., Che Kamarudin, A. H., Wu, W., Sultan, J., Alsewari, A. A., & Ali,  
M. A. H. (2024). Development of LoRaWAN-based IoT system for water quality monitoring in rural areas.  
Expert Systems with Applications, 242, 122862. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2023.122862  
Li, M., Liu, M., Cao, F., Wang, G., Chai, X., & Zhang, L. (2022). Application of L‑moment method for regional  
frequency analysis of meteorological drought across the Loess Plateau, China. PLOS ONE, 17(9),  
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Mailhot, A., Talbot, G., Bolduc, S., & Fortier, C. (2025). Assessment of uncertainties in stage–discharge rating  
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29, 3615–3627. https://doi.org/10.5194/hess-29-3615-2025  
Oblitas Huaman, J. M., Vásquez Tapia, L. A., Miranda, E. H., Zavaleta, A. Y., & Nureña Chávez, H. A. (2025).  
Inundaciones pluviales en Chota y estrategias para la reducción del riesgo en la planificación urbana.  
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SENAMHI. (2022). Procedimientos para la elaboración de avisos hidrológicos en el Perú. Servicio Nacional de  
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Zakaria, N. A., Zainal, N. A., Razali, M. A., Yasin, M. A. M., & Noor, N. A. M. (2023). Development of smart  
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