Desarrollo de prototipo de medición de contaminantes gaseosos a través de sensores de bajo costo basados en sistemas Arduino.

El alto costo de equipos de medición de la calidad del aire que se encuentran aprobados o certificados por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA) o por las Directivas de la Comunidad Europea (EU), han hecho difícil lograr un monitoreo de la calidad del aire con amplia cobertura por parte de las distintas autoridades en el mundo. En el último tiempo han surgido diversos sensores que permiten realizar un monitoreo de la calidad del aire, los cuales pueden costar una fracción mínima del costo de los equipos de referencia certificados. En la actualidad, se han desarrollado diversos proyectos de monitoreo de calidad del aire en el mundo, tanto con dispositivos fijos como móviles. Como lo son el proyecto CURMOS (Correos Urban Mobile Sensors) en el ayuntamiento de Málaga, España, Life + Respira en el ayuntamiento de Pamplona, España y el proyecto Smairt en el ayuntamiento de Guadalajara, España. Los cuales han permitido evidenciar que la contaminación atmosférica no es homogénea y al mismo tiempo, han permitido determinar el grado de exposición de algunos grupos de personas como ciclistas, peatones, carteros, entre otros. El objetivo de este Seminario de Título es diseñar y construir un prototipo de equipo portátil de medición de gases de bajo costo, a través de una plataforma Arduino y sensores de óxidos metálicos semiconductores (sensores MOS) CJMCU-6814 y CJMCU-811 para medir CO, H2, CH4, C2H5OH, NH3, C3H8, C4H10, NO2, eCO2, TVOC y temperatura ambiental. Para esto, se realizó una búsqueda de bibliografía y de material audiovisual sobre distintos proyectos con placas Arduino disponibles para conocer el correcto funcionamiento sobre estas placas. Consecutivamente se procedió a probar el funcionamiento de cada uno de los componentes del prototipo para conocer el software y el circuito eléctrico necesario para su funcionamiento de manera individual, en donde se descubrió que para el funcionamiento de los sensores MOS se requieren de unos componentes externos denominadas resistencias pull up, en donde se requieren de 3 resistencias pull up para el sensor CJMCU-6814 de valores 1 MΩ, 330 KΩ y 20 KΩ (valores obtenidos a través de distintas pruebas) y de 2 resistencias pull up para el sensor CJMCU-811 ambas de un valor de 4,7 KΩ (valor obtenido de bibliografía). Posteriormente se procedió a compilar los softwares de los componentes en un solo software para el prototipo y montar el sistema completo de tal manera que todos los componentes puedan funcionar en simultáneo. Para comprobar que el prototipo se encuentra funcionando correctamente, se realizaron diversas pruebas en las cuales se buscaba un funcionamiento continuo del prototipo y que este reaccionara a distintas perturbaciones (perturbaciones de incienso, vela, papel incinerado y body spray), en donde se encontró que para el funcionamiento continuo el sistema demanda una batería cargada en su totalidad y que además esté conectada al suministro eléctrico, además las perturbaciones generaron distintas variaciones en las mediciones generadas por el prototipo, con lo cual es un indicador que el prototipo se encuentra operando.
[Santiago: 2021]

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