Medición de polución y ruido para sistemas y redes IoT.

La polución

El ser humano tiene una característica que lo identifica en su vida. Cuando nace un bebé este es totalmente indefenso e incapaz de autoabastecerse. El ser humano requiere del cuidado. Es una característica de la humanidad el cuidar y ser cuidado.

El Fondo de Naciones Unidas para la Infancia (Unicef) informó que unos 300 millones de niños, uno de cada siete,  son sometidos a seis veces más del nivel de contaminación atmosférica permitida  por los estándares internacionales  viven en lugares donde hay hasta seis veces más contaminación atmosférica de lo admitido por los estándares internacionales, lo cual afecta directamente a la mortalidad infantil.

La contaminación del aire no solo daña los pulmones sino que además puede pasar la barrera protectora del cerebro dañando su desarrollo permanentemente lo cual no puede ser ignorado ni callado. La exposición diaria a dióxido de nitrógeno (NO2) y hollín (o carbono negro), dos de los contaminantes asociados a la emisión de gases de medios de transporte, afectan el desarrollo cognitivo infantil.

“La contaminación atmosférica es el principal factor que contribuye a la mortalidad de unos 600.000 niños menores de cinco años anualmente, y amenaza la vida y el futuro de más millones cada día”, dijo Anthony Lake, director general de Unicef.

El Índice Metropolitano de la Calidad del Aire (Imeca) hace un análisis de los contaminantes en el ambiente con el que se mide la calidad del aire. Los contaminantes que se miden son: ozono, dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, monóxido de carbono, así como las partículas suspendidas en el aire menores a 10 micrómetros (PM10).

Normalmente no asociamos el ruido en el ambiente con nuestra salud. La Organización Mundial de la Salud (OMS)   considera el ruido proveniente del tráfico como el segundo factor medioambiental más perjudicial en las ciudades y accesos, por debajo de la contaminación del aire.

El ruido se define como un “sonido no deseado” y es uno de los factores ambientales más importantes a nivel de salud pública.

Sistemas para control de polución y ruido.

La empresa Libelium  desarrolla un hardware para uso en intemperie para la medición de estos parámetros e incluye una interface para transmitir los datos adquiridos por medio de redes inalámbricas. Fácilmente es posible formar redes de Internet de las cosas de una manera fácil y dinámica, asegurando un mínimo costo de mantenimiento. La plataforma consiste en un robusto recinto a prueba de agua con enchufes externos específicos para conectar los sensores, el panel solar, la antena e incluso el cable USB para reprogramar el sistema. Ha sido especialmente diseñado para ser escalable, fácil de implementar y mantener.

El sistema es de características de protección contra el agua y polvo nivel IP65. Permite intercambiar o agregar sensores en una manera muy sencilla y ser alimentado por mediod e un panel solar externo. Permite comunicaciones inalámbricas 802.15.4, 868 MHz, 900 MHz, WiFi, 4G, Sigfox and LoRaWAN. Puede ser fácilmente instalado en semáforos y luces de calle, en frentes de edificios, etc… Incluye un acelerómetro de 3 ejes, sistema de reset por medio de un imán externo. Soporta opcionalmente comunicaciones asincrónicas por cable de los protocolos: RS-232, RS-485, Modbus, CAN Bus. Opcionalmentes e le puede conectar un GPS, un módulo de batería externa y conector SIM para 4G. Su rango de operación térmica es entre -30°C y 70°C.

Incluye dos sensores, 3 paneles solares externos, 4 USB, cable de antena, y otros cables y accesorios.

La bacteria puede ser recargada utilizando el cable USB con protección al agua y por los paneles solares. Este último debe ser instalado a 45º lo cual asegura la máxima perfomance.

La unidad puede ser programada por medio de la misma red inalámbrica  (via WiFi o 4G radios). De estas maneras puedes reprogramarlos, wireless, en forma individual o grupal. Soporta comunicaciones inalámbricas:  XBee, WiFi ,4G, Sigfox, LoRaWAN . Debido a que puede conectarse un GPs a la unidad, es posible georeferenciar los datos en un mapa.

La unidad permite leer y conectar los siguientes sensores:
Sensor de nivel de ruido
Humedad + PresiónLuminosidad (precisión de Luxes)
Ultrasonido (medición de distancia)
Monóxido de carbono (CO) para altas concentraciones[Calibrado]
Monóxido de carbono (CO) para bajas concentraciones[Calibrado]
Dióxido de carbono (CO2) [Calibrado]
Oxígeno (O2) [Calibrado]
Ozono (O3) [Calibrado]
Óxido nítrico (NO) para bajas concentraciones [Calibrado]
Alta precisión del dióxido de nitrógeno (NO2) [Calibrado]
Alta precisión del dióxido de azufre (SO2) [Calibrado]
Amoníaco (NH3) para bajas concentraciones [Calibrado]
Amoníaco (NH3) para altas concentraciones [Calibrado]
Metano (CH4) y Gas Combustible [Calibrado]
Hidrógeno (H2) [Calibrado]+ \ GURJHQ 6XOȴGH (+ 2S) [Calibrado]
Cloruro de hidrógeno (HCl) [Calibrado]
Cianuro de Hidrógeno (HCN) [Calibrado]
Fosfina (PH3) [Calibrado]
Etileno (ETO) [Calibrado]
Cloro (Cl2) [Calibrado]
Temperatura + Humedad + PresiónLuminosidad (precisión de Luxes)
Ultrasonido (medición de distancia)
Particle Matter (PM1 / PM2.5 / PM10) –
PolvoTemperatura + Humedad + PresiónLuminosidad (precisión de Luxes)
Ultrasonido (medición de distancia)

Más adelante analizaremos los sensores utilizados en la aplicación publicada en esta revista sobre el control de los ríos en Colombia.

Sensor de Temperatura, Humedad y presión.

El sensor de temperatura puede medir temperaturas de 0 ~ +65 ºC, siendo su rango de operación de -40 ~ +85 ºC  con una precisión de ±1 ºC (en el rango 0 ºC ~ +65 ºC) con un tiempo de respuesta de  1.65 segundos. Está configurado para actuar con una alta precisión y  bajo ruido. Su salida es utilizada para ajustar las lecturas de los otros dos sensores.

El sensor de humedad mide humedades relativas en un rango de 0 ~ 100%  con una precisión de < ±3% RH con una histéresis de ±1% RH . Su tiempo de respuesta es de 1 segundo.

El sensor de presión mide en un rango de 30 ~ 110 kPa con una precisión de: ±0.1 kPa (0 ~ 65 ºC) . Se trata de un sensor barométrico de muy alta precisión, resolución y bajo ruido.

Medición de distancias

Sensor de últrasonido (MaxSonar® from MaxBo­tix™)

La frecuencia de operación del sensor es de 42 kHz con una distancia máxima de detección de 765cm y puede ser utilizado en instalaciones exteriores con una protección IP67.

Sensor de ultrasonido I2CXL-MaxSonar®-MB1202™:

La frecuencia de operación del sensor es de 42 kHz con una distancia máxima de detección de 765cm.

¿Como realizar mediciones de altura con este sensor?

 En el siguiente ejemplo podemos ver como puede ser utilizado el sensor para medir del nivel de un tanque.

 

¿Más información?

https://www.isglobal.org/es/ciudadesquequeremos?gclid=CjwKCAjwyrvaBRACEiwAcyuzRM-OoGc1rPoJ3k6RJA1j5-OCqyrphXLqWI7Q0dYOYg6XDi3qBKZZUBoCHcsQAvD_BwE#efectossalud

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_Metropolitano_de_la_Calidad_del_Aire

http://www.abcdelbebe.com/nino/2-a-4-anos/contaminacion-del-aire-afecta-la-vida-de-los-ninos-11096

Las imágenes de los productos Libelium son propiedad de la misma compañía.

Revista TECNOLOGIA HUMANIZADA Num. 2 , 2018
Gustavo Reimondo
Acerca de Gustavo Reimondo 23 Artículos
Gerente de Tecnología Humanizada. Coordinador del proyecto Realidad Empoderada. Un proyecto de realidad virtual para la concientización en una praxis solidaria. Miembro del grupo: "La familia de la calle", organización conformada por personas indigentes y no indigentes en una relación igualitaria. Coordinador de proyectos de Infraestructura Física de Telecomunicaciones. Experto en Robótica, Instrumentación & Control, IoT, Sensórica y sistemas microcontrolados.

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