Diseño de una red de dispositivos inalámbricos para monitorear la calidad del aire en interiores

FRIDA JENNY DE LA ROSA ANDRADE (2023, [Tesis de maestría])

No cabe duda de que la contaminación ambiental siempre a existido, y es una consecuencia

producida por las diferentes actividades que el ser humano ha realizado a lo largo de su

desarrollo y evolución tecnológica, por lo que conlleva a muchas repercusiones en la

integridad física del ambiente. Las actividades de desarrollo, como la construcción, el

transporte y la fabricación, no solo agotan los recursos naturales, sino que también producen

una gran cantidad de desechos que conducen a la contaminación del aire, el agua, el suelo y

los océanos, dando pie a los problemas más preocupantes del ser humano, tal es el caso del

calentamiento global, las lluvias acidas. Hoy en día la contaminación del aire se considera

un tema de gran importancia puesto que, es uno de los principales problemas en las zonas

más urbanizadas del mundo, y se encuentra presente tanto en los países desarrollados como

en los no desarrollados, por ello surge la necesidad de conocer que tan contaminado se

encuentra el aire que se respira.

El estándar de calidad del aire es una táctica para establecer las condiciones del aire desde un

grado de pureza, hasta una calidad critica perjudicial para el deterioro de la salud humana,

haciendo referencia a la cantidad de contaminación presente en el aire, definiéndola ya sea

de alta calidad con un nivel bajo de contaminación o una mala calidad con un nivel elevado

de concentración de contaminación en el aire.

En este proyecto se diseñará una Red de dispositivos inalámbricos para el análisis y

monitoreo de la calidad del aire en interiores, con la finalidad de fungir como un medidor de

contaminación que le permita a las personas darse cuenta de que tan contaminados están sus

hogares. Por tal motivo en el desarrollo de este proyecto se hará uso de un microcontrolador

Arduino IDE, un Node-red y un phpMyadmin para el análisis y monotoreo constante de

diversos gases como CO, CO2, metano, nitrógeno y O2. Cabe mencionar que este escrito se

ha dividido en 4 capítulos en los cuales se explica detalladamente todos y cada uno de los

procesos llevado a cabo para la elaboración y el desarrollo de este proyecto.

There is no doubt that environmental pollution has always existed, and is a consequence

produced by the different activities that human beings have carried out throughout their

development and technological evolution, which leads to many repercussions on the physical

integrity of the environment. Development activities such as construction, transportation and

manufacturing not only deplete natural resources but also produce a large amount of waste

leading to pollution of air, water, soil and oceans, giving rise to to the most worrying problems

of human beings, such as global warming and acid rain. Nowadays, air pollution is considered

an issue of great importance since it is one of the main problems in the most urbanized areas

of the world, and is present in both developed and undeveloped countries, which is why the

need to know how contaminated the air you breathe is.

The air quality standard is a tactic to establish air conditions from a degree of purity to a

critical quality harmful to the deterioration of human health, referring to the amount of

pollution present in the air, defining it either high quality with a low level of contamination

or poor quality with a high level of concentration of contamination in the air.

In this project, a network of wireless devices will be designed for the analysis and monitoring

of indoor air quality, with the purpose of serving as a pollution meter that allows people to

realize how polluted their homes are. For this reason, in the development of this project, an

Arduino IDE microcontroller, a Node-red and a phpMyadmin will be used for the analysis

and constant monitoring of various gases such as CO, CO2, methane, nitrogen and O2. It is

worth mentioning that this writing has been divided into 4 chapters in which each and every

one of the processes carried out for the preparation and development of this project is

explained in detail.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA Red de dispositivos inalámbricos, análisis monitoreo, calidad, riesgo, contaminación. Network of wireless devices, monitoring analysis, quality, risk, contamination.

Uso de vehículos aéreos no tripulados (VANTs) en ingeniería de riego

WALDO OJEDA BUSTAMANTE Jorge Flores-Velazquez ALBERTO GONZALEZ SANCHEZ RONALD ERNESTO ONTIVEROS CAPURATA Ernesto Olvera Braulio Robles (2015, [Documento de trabajo])

El monitoreo de las variables de sistema agua-suelo-planta-atmosfera para la gestión de las zonas agrícolas, consume gran cantidad de tiempo, recursos económicos, instrumentales y humanos, debido a la alta frecuencia de información de variables que requieren, aunado a la dificultad de acceso a las zonas de producción, provoca que frecuentemente el monitoreo de estas variables sea deficiente, disperso y requiere de un tratamiento previo para revisar la calidad y validación espacial y temporal. Para resolver este problema se empiezan a utilizar tecnologías nuevas o mejoradas, de alto potencial que facilitan la toma, procesamiento y despliegue de imágenes espaciales y temporales mediante el uso de satélites, aviones y vehículos aéreos no tripulados. Ante la necesidad de aplicar estas nuevas herramientas tecnológicas, el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua realizó un proyecto para generar y validar aplicaciones potenciales en las áreas de riego y drenaje. En este informe, se presentan los resultados en 2015 donde se capacitó en el uso y manejo de esta tecnología, así como en el desarrollo de aplicaciones y su validación en campo para obtener imágenes y datos con fines de monitoreo, seguimiento y evaluación del riego parcelario, supervisión de la infraestructura hidroagrícola en zonas de riego y en la elaboración de planos topográficos.

Riego Monitoreo del ambiente Aviones no tripulados INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Intercalibración de las pruebas con Daphnia magna y Pseudokirchneriella subcapitata en México: herramientas potenciales para el monitoreo ambiental

ANIA MENDOZA CANTU PATRICIA RAMIREZ ROMERO YOLANDA PICA GRANADOS ALMA SOCORRO SOBRINO FIGUEROA (2013, [Artículo])

En México, como en otros países en desarrollo, el conocimiento sobre el grado de contaminación y sus efectos en los ecosistemas locales se ha generado siguiendo objetivos de investigación específicos que emplean metodologías de distinta naturaleza. Dado que aún existen vacíos de información en el tema, es importante impulsar el uso generalizado de pruebas ecotoxicológicas que empleen protocolos estandarizados y que sirvan como herramientas regulatorias para establecer medidas integrales de protección al ambiente. Por lo anterior, el presente estudio tuvo como objetivo demostrar, a través de ejercicios de intercalibración, previo desarrollo de talleres de homologación de capacidades, el potencial de los protocolos de ensayo con Daphina magna y Pseudokirchneriella subcapitata (antes Selenastrum capricornutum) para generar resultados confiables en laboratorios con poca experiencia en este campo. Esto permitirá impulsar el empleo de herramientas bioanalíticas en México para el monitoreo ambiental, las cuales favorecen la evaluación integral de los problemas de contaminación en los cuerpos de agua. Los resultados de los ejercicios de calibración interna de los laboratorios demostraron que en un corto plazo es posible lograr una repetibilidad aceptable en las pruebas y un desempeño adecuado de los protocolos, lo cual apoya la idea de que estos protocolos son pertinentes para su empleo en programas de monitoreo ambiental, aún en países donde actualmente se cuenta con pocos recursos humanos capacitados y laboratorios aptos para tal fin.

Intercalibración Daphnia magna Monitoreo del ambiente Ambiente acuático BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Saneamiento del vaso Cencali, Villahermosa, Tabasco. I. Contaminación y reúso de sedimentos

ANNE MARGRETHE HANSEN HANSEN Franklin Torres-Bejarano (2007, [Artículo])

Como resultado de escurrimientos urbanos y descargas de aguas residuales, se han acumulado importantes cantidades de sedimentos en el vaso Cencali, situado en el centro de Villahermosa, Tabasco, México. Para determinar la cantidad acumulada de estos sólidos, se realizó una batimetría en 50 puntos, encontrando un volumen de sedimentos acumulados de aproximadamente 31,550 m3. También se analizaron el uso de suelo y la densidad de población en la cuenca hidrológica del vaso, para estimar las aportaciones de sedimentos y contaminantes provenientes de escurrimientos y aguas residuales. Se calculó que el vaso recibe aproximadamente 7’000,000 m3/año de agua, 5,200 m3/año de sedimentos, 105 t/año de nitrógeno, 26 t/año de fósforo y 530 t/año de DBO5. Se evaluó la calidad de los sedimentos en 11 estaciones de muestreo y sobre la base de 742 análisis químicos y microbiológicos individuales. De acuerdo con la calidad química y microbiológica de los sedimentos y aplicando criterios ecológicos internacionales, el vaso Cencali se clasificó como afectado en más de 65% de su vida acuática. Según los criterios de la normatividad mexicana para lodos de plantas de tratamiento, los sedimentos del vaso Cencali pueden ser utilizados en terrenos con fines agrícolas y restauración de suelos. Otro reúso potencial podría ser como material de capas selladas en la construcción de rellenos sanitarios.

Escurrimientos urbanos Aguas residuales Calidad de sedimentos Villahermosa, Tabasco INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Efecto de la velocidad de flujo y de la calidad del agua en la pasivación de un reactor de electrocoagulación

Effect of flow velocity and water quality in the passivation of an electrocoagulation reactor

SARA PEREZ CASTREJON Silvia Gelover Santiago Alejandra Martín-Domínguez (2012, [Artículo])

En los últimos años se ha incrementado el interés por las técnicas electroquímicas para el tratamiento de distintos tipos de agua contaminada y, debido a esto, el desarrollo y la evaluación del desempeño de los reactores ha jugado un papel muy importante en el éxito de estas tecnologías. En ese sentido, el presente estudio muestra el efecto de la velocidad de flujo (vf) y la calidad fisicoquímica del agua a tratar, sobre la pasivación de un reactor de electrocoagulación. Las pruebas se hicieron a escala piloto en un reactor a flujo pistón, con electrodos de aluminio monopolares operando en forma galvanostática y con cambios de polaridad temporizada.

Electrocoagulación Calidad del agua Pasivación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Modelo de la calidad del agua en redes de distribución con flujo permanente

Velitchko Tzatchkov FELIPE IGNACIO ARREGUIN CORTES (1996, [Artículo])

Se presenta una metodología para la simulación de la calidad del agua potable en redes de distribución, estructurada con un modelo hidráulico y un modelo fisicoquímico. Considerando flujo y concentraciones permanentes y redes con varias fuentes, se presentan algoritmos para los siguientes casos: a) cálculo de la concentración en los nodos con sustancias conservativas y no conservativas; b) cálculo de la contribución de cada fuente sobre el consumo en los nodos; c) tiempo mínimo de residencia del agua en la red. Se propone una variante del algoritmo de Dijkstra del análisis combinatorio; d) tiempo máximo de residencia del agua en la red. Se propone una variante del algoritmo de Ford-Bellman del análisis combinatorio; e) tiempo promedio de residencia del agua. Se comenta el programa MOCARD, el cual realiza los algoritmos propuestos.

Redes de distribución de agua Modelos matemáticos Calidad del agua Simulación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Diagnóstico de calidad del agua y caracterización de las dos especies de sargazo que arriban a las costas de Cancún, Puerto Morelos y Playa del Carmen

María del Pilar Saldaña Fabela Jorge Luis Izurieta Dávila María Antonieta Gómez Balandra MARICELA MARTINEZ JIMENEZ Camilo Vázquez Bustos (2019, [Documento de trabajo])

En 2009 se detectaron los primeros varamientos de sargazo en las costas de África, y de 2011 a 2015 se presentaron en México. La biomasa de sargazo que llegó en 2015 a México se consideró un evento masivo, y el evento que se registró en 2018 en el Caribe mexicano fue 5 veces más grande. Este fenómeno de arribazón del sargazo plantea graves problemas para los ecosistemas locales e industrias importantes, como el turismo y la pesca. Ante esta problemática SEMARNAT planteo 9 ejes rectores, siendo abordados en el proyecto los correspondientes a dos ejes. El de monitoreo de la zona costera y la investigación sobre las dos especies de macroalgas que llegan al Mar Caribe, planteándose el siguiente objetico: Evaluar la calidad del agua de la zona costera, así como caracterizar los aspectos fenológicos del sargazo en las playas donde existe varamiento de la macroalga.

Calidad del agua Agua costera Eutroficación Monitoreo del ambiente BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Calidad del agua de un lago urbano en la Ciudad de México (2015-abril 2017)

Ana Cecilia Tomasini Ortiz MERCEDES ESPERANZA RAMIREZ CAMPEROS Lina Cardoso (2017, [Memoria de congreso])

El lago urbano estudiado, está situado al oeste de la Ciudad de México. La problemática de la eutrofización del lago se agudizó y el lago presentó algunas características del estado de hipertrofía por su someridad y circulación limitada, falta de estratificación, regímenes de nutrientes y oxígeno no balanceado y productividad muy alta, tomando como parámetro concentraciones de Clorofila a. Por tal motivo, después de haber monitoreado el lago durante 2015 y hasta marzo de 2015, se adaptó una planta piloto de coagulación-floculación alimentada con agua del mismo lago para el retiro de algas.

Lagos Zonas urbanas Eutroficación Calidad del agua INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Análisis de la integridad hidroecológica de una cuenca con presión hídrica

Luis Alberto Bravo-Inclán ERNESTO AGUILAR GARDUÑO REBECA GONZALEZ VILLELA PERLA EDITH ALONSO EGUIA LIS (2017, [Documento de trabajo])

La estructura de este informe se presenta de la siguiente manera: 1. Evaluación de la calidad del agua en siete subcuencas de la Ciudad de México – 2. Hidrología superficial en la cuenca metropolitana del Valle de México – 3. Hidrología subterránea en la cuenca metropolitana del Valle de México – 4. Indicadores biológicos en la cuenca metropolitana del Valle de México – 5. Cambio climático en la cuenca metropolitana del Valle de México.

Cuencas Ecohidrología Calidad del agua Aguas subterráneas Aguas superficiales Bioindicadores Cambio climático BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Modelo hidráulico para redes de agua potable con tomas domiciliarias

FELIPE IGNACIO ARREGUIN CORTES (2002, [Artículo])

Se presenta un modelo de simulación hidráulica para redes de agua potable en el cual se incluyen elementos que no se toman en cuenta actualmente, como las tomas domiciliarias, los tubos de distribución con gasto espacialmente variado y la red secundaria, resolviendo el número de ecuaciones que sería necesario plantear en un modelo convencional mediante un procedimiento indirecto para la solución de grandes sistemas de ecuaciones. En las tomas domiciliarias se considera que su funcionamiento depende de las presiones y la forma en que los usuarios operan las llaves de las mismas. Este planteamiento permite conocer mejor el funcionamiento de las redes de abastecimiento de agua potable y solucionar problemas que requieren de una simulación hidráulica más precisa, como el comportamiento de la calidad del agua, las fugas en las redes y la influencia reguladora de los tinacos de las casas.

Redes de distribución de agua Modelos hidráulicos Tomas domiciliarios Tubos a presión INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA