Implementación de un prototipo de medición de la calidad del aire en los salones del Edificio de Ingeniería (L) de la Universidad Autónoma de Bucaramanga
La contaminación del aire es un problema global que causa graves riesgos para la salud, incluyendo enfermedades cardiovasculares, cerebrovasculares y respiratorias, así como un aumento en los casos de cáncer de pulmón. Pasar cerca del 90% del tiempo en espacios cerrados con precaria ventilación y pr...
- Autores:
-
Blanco Rueda, Diego Fernando
Ropero Fernández, Andrés Camilo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/27618
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/20.500.12749/27618
- Palabra clave:
- Air pollution
low-cost sensors
IoT technology
Health
Enclosed spaces
Poor ventilation
Air quality monitoring
Real-time data
Preventive measures
Carbon dioxide (CO₂)
Ozone (O₃)
Mechatronics
Prototype development
Indoor air quality
Engineering instruments
Air sampling devices
Air pollution (Measurements)
Humidity
Particulate matter (PM)
Methane (CH₄)
Temperature
Mecatrónica
Desarrollo de prototipos
Calidad del aire interior
Instrumentos de ingeniería
Aparatos de muestreo del aire
Contaminación del aire (Mediciones)
Contaminación del aire
Salud
Espacios cerrados
Ventilación precaria
Monitoreo de calidad del aire
Sensores de bajo costo
Tecnología IoT
Datos en tiempo real
Medidas preventivas
Dióxido de carbono (CO2)
Metano (CH4)
Material particulado (PM)
Ozono (O3)
Temperatura
Humedad
- Rights
- License
- http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
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Implementation of a prototype for measuring air quality in the rooms of the Engineering Building (L) of the Autonomous University of Bucaramanga |
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Implementación de un prototipo de medición de la calidad del aire en los salones del Edificio de Ingeniería (L) de la Universidad Autónoma de Bucaramanga Air pollution low-cost sensors IoT technology Health Enclosed spaces Poor ventilation Air quality monitoring Real-time data Preventive measures Carbon dioxide (CO₂) Ozone (O₃) Mechatronics Prototype development Indoor air quality Engineering instruments Air sampling devices Air pollution (Measurements) Humidity Particulate matter (PM) Methane (CH₄) Temperature Mecatrónica Desarrollo de prototipos Calidad del aire interior Instrumentos de ingeniería Aparatos de muestreo del aire Contaminación del aire (Mediciones) Contaminación del aire Salud Espacios cerrados Ventilación precaria Monitoreo de calidad del aire Sensores de bajo costo Tecnología IoT Datos en tiempo real Medidas preventivas Dióxido de carbono (CO2) Metano (CH4) Material particulado (PM) Ozono (O3) Temperatura Humedad |
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Air pollution low-cost sensors IoT technology Health Enclosed spaces Poor ventilation Air quality monitoring Real-time data Preventive measures Carbon dioxide (CO₂) Ozone (O₃) Mechatronics Prototype development Indoor air quality Engineering instruments Air sampling devices Air pollution (Measurements) Humidity Particulate matter (PM) Methane (CH₄) Temperature Mecatrónica Desarrollo de prototipos Calidad del aire interior Instrumentos de ingeniería Aparatos de muestreo del aire Contaminación del aire (Mediciones) Contaminación del aire Salud Espacios cerrados Ventilación precaria Monitoreo de calidad del aire Sensores de bajo costo Tecnología IoT Datos en tiempo real Medidas preventivas Dióxido de carbono (CO2) Metano (CH4) Material particulado (PM) Ozono (O3) Temperatura Humedad |
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La contaminación del aire es un problema global que causa graves riesgos para la salud, incluyendo enfermedades cardiovasculares, cerebrovasculares y respiratorias, así como un aumento en los casos de cáncer de pulmón. Pasar cerca del 90% del tiempo en espacios cerrados con precaria ventilación y presencia de contaminantes interiores puede afectar la salud. El proyecto aborda la falta de monitoreo de la calidad del aire en espacios interiores, lo que representa un riesgo para la salud de los ciudadanos, se propone la instalación de sensores de calidad del aire en aulas del edificio L de la Universidad Autónoma de Bucaramanga, utilizando tecnología IoT para recopilar datos en tiempo real. Esto permitirá tomar medidas preventivas para reducir la exposición a contaminantes y garantizar un ambiente seguro. Se destaca la importancia de medir la temperatura y la humedad, así como la concentración de gases como el dióxido de carbono, el metano, material particulado y el ozono mediante el uso de sensores de bajo costo. |
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Maradey Lázaro, Jessica Gissellad6570851-23e5-44e4-8c29-fd312d351b94Blanco Rueda, Diego Fernandofc6adc2a-97ed-4cb7-8eb0-5b288a6c4d66Ropero Fernández, Andrés Camilo1bb0606b-3f27-4793-bf4a-a2bab46d21a7Maradey Lazaro, Jessica Gissella [0000040553]Maradey Lazaro, Jessica Gissella [0000-0003-2319-1965]Maradey Lazaro, Jessica Gissella [jessica-gissella-maradey-lázaro]Maradey Lazaro, Jessica Gissella [jessica-gissella-maradey-lazaro-b7831445]Bucaramanga (Santander, Colombia)Febrero-Mayo 2024UNAB Campus Bucaramanga2024-11-29T21:10:54Z2024-11-29T21:10:54Z2024-05-31http://hdl.handle.net/20.500.12749/27618instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABreponame:Repositorio Institucional UNABrepourl:https://repository.unab.edu.coLa contaminación del aire es un problema global que causa graves riesgos para la salud, incluyendo enfermedades cardiovasculares, cerebrovasculares y respiratorias, así como un aumento en los casos de cáncer de pulmón. Pasar cerca del 90% del tiempo en espacios cerrados con precaria ventilación y presencia de contaminantes interiores puede afectar la salud. El proyecto aborda la falta de monitoreo de la calidad del aire en espacios interiores, lo que representa un riesgo para la salud de los ciudadanos, se propone la instalación de sensores de calidad del aire en aulas del edificio L de la Universidad Autónoma de Bucaramanga, utilizando tecnología IoT para recopilar datos en tiempo real. Esto permitirá tomar medidas preventivas para reducir la exposición a contaminantes y garantizar un ambiente seguro. Se destaca la importancia de medir la temperatura y la humedad, así como la concentración de gases como el dióxido de carbono, el metano, material particulado y el ozono mediante el uso de sensores de bajo costo.1. INTRODUCCIÓN 15 1.1 DESCRIPCIÓN BREVE DEL PROBLEMA 15 1.2 JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA 19 2. OBJETIVOS 21 2.1 OBJETIVO GENERAL. 21 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS. 21 3. METODOLOGÍA 21 3.1 ACTIVIDADES POR DESARROLLAR 23 3.2 RESULTADOS ESPERADOS 26 4. ESTADO DEL ARTE 27 5. MARCO TEORICO 42 5.1 ¿QUÉ NORMAS COLOMBIANAS RIGEN LA MEDICIÓN DE CALIDAD DEL AIRE? 42 5.2 ¿CÓMO SE DA LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL EN ESPACIOS CERRADOS U INTERIORES? 43 5.3 ¿CÓMO SE MIDE EL ÍNDICE DE CALIDAD DEL AIRE? 44 5.4 ¿QUÉ TECNOLOGÍAS SE USAN PARA MEDIR LA CALIDAD DEL AIRE? 46 10.4.1 Sensores Electroquímicos. 46 10.4.2 Sensores Infrarrojos. 46 10.4.3 Sensores de Humedad. 47 10.4.4 Termopares y Termistores. 47 5.5 ¿CÓMO SE ALMACENARÁ Y EVALUARÁ LA INFORMACIÓN? 48 5.6 ¿CUÁL ES EL FIN DE EVALUAR LA CALIDAD DEL AIRE? [8] 48 6. DESARROLLO 49 6.1 SELECCIONAR LOS POSIBLES SENSORES Y ELEMENTOS NECESARIOS PARA LAS MEDICIONES DE ACUERDO CON LAS REFERENCIAS. 49 6.1.1 Diagrama del Toro. 49 6.1.2 Diagrama del Pulpo. 50 6.1.3 Diagrama FAST. 51 6.1.4 Matriz QFD para los Sensores. 57 6.1.5 Matriz QFD para el Microcontrolador. 61 6.1.6 Matriz QFD para la Base de Datos. 61 6.1.7 Matriz QFD para el Software de Procesamiento de Datos. 62 6.1.8 Matriz QFD lenguajes de programación. 63 6.2 ANALIZAR LOS SALONES CON EL MAYOR FLUJO DE PERSONAS. 63 6.2.1 Salón L5-1 64 6.2.2 Salón L5-2 65 6.2.3 Salón L5-3 65 6.2.4 Salón L5-4 66 6.2.5 Salón L5-7 66 6.3 DISEÑAR EL CIRCUITO DE LOS SENSORES. 67 6.3.1 NodeMCU V3 67 6.3.2 Plantower PMS7003 69 6.3.3 Sensirion SCD30 71 6.3.4 Sensor AHT10 72 6.3.5 Sensor MQ-4 74 6.3.6 Sensor MQ-131 75 6.3.7 Fuente Conmutada 77 6.3.8 Diseño de la PCB. 78 6.4 DISEÑO DE LA CARCASA DEL PROTOTIPO EN SOLIDWORKS 80 6.5 COSTOS 85 6.6 DESARROLLO DE SOFTWARE 87 6.6.1 Almacenar los Datos en Thinger.IO 87 6.6.2 Toma de Datos del Sensor PMS7003 91 6.6.3 Programación del Sensor AHT10 92 6.6.4 Calibración del Sensor Sensirion SCD30 93 6.6.5 Calibración del Sensor MQ-4 93 6.6.6 Calibración del Sensor MQ-131 96 6.7 CONSTRUCCIÓN DE UN DISPOSITIVO 97 6.8 RESULTADOS 98 6.8.1 Mediciones de CO2 100 6.8.2 Mediciones de Temperatura 103 6.8.3 Mediciones de Humedad 105 6.8.4 Mediciones de Metano (CH4) 107 6.8.5 Mediciones de Ozono (O3) 110 6.8.6 Mediciones de Material Particulado (PM1.0, PM 2.5 Y PM10) 113 7. CONCLUSIONES 118 8. RECOMENDACIONES 121 9. BIBLIOGRAFÍA 123 10. ANEXOS 135PregradoAir pollution is a global problem that causes serious health risks, including cardiovascular, cerebrovascular, and respiratory diseases, as well as an increase in lung cancer cases. Spending about 90% of one's time in enclosed spaces with poor ventilation and indoor pollutants can affect health. The Project addresses the lack of air quality monitoring in indoor spaces, which represents a risk to the health of citizens, it proposes the installation of air quality sensors in classrooms in building L of the Autonomous University of Bucaramanga, using IoT technology to collect data in real time. This will allow taking preventive measures to reduce exposure to pollutants and ensure a safe environment. It highlights the importance of measuring temperature and humidity, as well as the concentration of gases such as carbon dioxide, methane, particulate matter and ozone through the use of low-cost sensors.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Implementación de un prototipo de medición de la calidad del aire en los salones del Edificio de Ingeniería (L) de la Universidad Autónoma de BucaramangaImplementation of a prototype for measuring air quality in the rooms of the Engineering Building (L) of the Autonomous University of BucaramangaIngeniero MecatrónicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería MecatrónicaIMK-1789info:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPAir pollutionlow-cost sensorsIoT technologyHealthEnclosed spacesPoor ventilationAir quality monitoringReal-time dataPreventive measuresCarbon dioxide (CO₂)Ozone (O₃)MechatronicsPrototype developmentIndoor air qualityEngineering instrumentsAir sampling devicesAir pollution (Measurements)HumidityParticulate matter (PM)Methane (CH₄)TemperatureMecatrónicaDesarrollo de prototiposCalidad del aire interiorInstrumentos de ingenieríaAparatos de muestreo del aireContaminación del aire (Mediciones)Contaminación del aireSaludEspacios cerradosVentilación precariaMonitoreo de calidad del aireSensores de bajo costoTecnología IoTDatos en tiempo realMedidas preventivasDióxido de carbono (CO2)Metano (CH4)Material particulado (PM)Ozono (O3)TemperaturaHumedadZ. J. Andersen et al., “Clean air for healthy lungs - An urgent call to action: European Respiratory Society position on the launch of the WHO 2021 Air Quality Guidelines,” European Respiratory Journal, vol. 58, no. 6, 2021, doi: 10.1183/13993003.02447-2021.World Health Organization, “Ambient air pollution: a global assessment of exposure and burden of disease,” Clean Air J. [Online]. Available: https://www.who.int/publications/i/item/9789241511353Health Effects Institute y (Institute for Health Metrics and Evaluation’s), “State of global AIR 2020,” State of global air.J. C. Carmona Hernández, “INFECCIÓN RESPIRATORIA AGUDA EN RELACIÓN CON LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA Y OTROS FACTORES AMBIENTALES,” Archivos de Medicina (Col), vol. 9, no. 1, pp. 69–79, 2009, [Online]. Available: https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=273820380009L. A. Rodriguez-Villamizar, L. C. Belalcazar-Ceron, E. R. S. V. H. M. P. Castillo, and D. M. 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