Las aplicaciones para redes de sensores inalámbricas, o Wireless Sensor Networks (WSNs), han mostrado un crecimiento significativo en los últimos años. Actualmente constituyen una alternativa tecnológica interesante para el desarrollo de aplicaciones que requieren monitorizar constantemente el estado de cualquier variable relacionada con escenarios de diversos ámbitos. Si las aplicaciones detectan cambios en los valores de dichas variables, pueden activar la ejecución de acciones preventivas que ayuden a restaurar las condiciones normales del entorno monitorizado.
Algunos ejemplos de aplicaciones que se pueden beneficiar de las WSNs son las aplicaciones para la detección de eventos, entre las que se incluye la detección de incendios forestales. Este tipo de aplicaciones ha recibido mucha atención recientemente, ya que cada año se presentan incendios forestales que arrasan con una gran cantidad de flora y fauna, provocando grandes pérdidas económicas y humanas. Otra área de gran interés es la utilización de redes de sensores en la detección de propagación de gases. Estas aplicaciones tienen la finalidad de evitar tragedias, sobre todo en el caso de la propagación de gases peligrosos. Por otra parte, las redes de sensores también han sido utilizadas en la detección y seguimiento de objetivos e intrusos. Con estas aplicaciones es posible vigilar áreas restringidas, ya sea por el servicio que proporcionan o por los objetos de valor que puedan contener. Como puede observarse, estos tipos de eventos tienen la característica de ser eventos críticos donde el tiempo de respuesta del sistema tiene una gran importancia. 
Para implementar eficientemente aplicaciones que utilicen redes de sensores inalámbricas en la detección de eventos de propagación de fuego y gas, así como para detectar y realizar el seguimiento de intrusos, es conveniente utilizar mecanismos que permitan detectar los eventos críticos de forma correcta e inmediata, de tal manera que se informe y actúe en tiempo real para llevar a cabo las acciones necesarias. En esta tesis doctoral se propone una arquitectura para redes de sensores que permita detectar en tiempo real la presencia de eventos que alteren el estado normal del entorno monitorizado, actuando a continuación convenientemente. En la arquitectura propuesta se utiliza la tecnología IEEE 802.15.4, y se proponen dos nuevos protocolos de encaminamiento que optimizan el envío de la información a través de las estaciones de la red. Se proponen también algoritmos de agregación de los datos que permiten reconstruir los eventos monitorizados.
El primer protocolo propuesto se denomina Drain Announcement Based Routing (DABR), y utiliza un algoritmo de descubrimiento de rutas en el que el dreno o sumidero de datos anuncia su ubicación a todos los nodos que forman la WSN. Con este protocolo de encaminamiento se pretende reducir la sobrecarga de encaminamiento para el descubrimiento de rutas por los nodos sensores que requieren enviar información al dreno. El algoritmo propuesto permite además reducir el retardo extremo-a-extremo al mantener poco tráfico de encaminamiento en los canales de comunicación. Este protocolo está orientado a escenarios en los que los nodos sensores y el nodo dreno son fijos, y están distribuidos en una topología tipo malla.
El segundo protocolo de encaminamiento propuesto en este trabajo es el denominado Mobile-sink Routing for Large Grids (MRLG), el cual tiene como principal objetivo reducir el tráfico de control de encaminamiento en escenarios donde el dreno es móvil. Los nodos de la red deberán actualizar su ruta hacia el dreno con la restricción de actualizar únicamente la tabla de rutas de los nodos cercanos al dreno y que hayan sido afectados por su cambio de posición, evitando así la necesidad de modificar la tabla de rutas de los nodos lejanos.
En este trabajo también se proponen algoritmos de agregación de datos que permiten determinar el perímetro afectado en el caso de eventos de gas y fuego, así como la posición de un intruso de una forma dinámica y en tiempo real. Estos algoritmos identifican las zonas en riesgo, ejecutando las acciones necesarias para garantizar la seguridad del área que se desea proteger.
Finalmente, como parte de las herramientas desarrolladas e implementadas para cubrir todos los aspectos del proceso de modelado, se ha desarrollado una plataforma que permite generar y evaluar eventos de propagación interna y externa de gas y fuego, así como patrones de movilidad de intrusos.
Como herramienta metodológica se utilizó el simulador ns-2, el cual ha permitido evaluar los protocolos propuestos bajo el estándar IEEE 802.15.4, analizando el impacto que diferentes parámetros de diseño tienen sobre las prestaciones de los mismos.