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

FRIDA JENNY DE LA ROSA ANDRADE (2023)

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.

Master thesis

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

Novel Low-cost Energy Harvester Based on anArrangement of Piezoelectric Actuators

CARLOS ANDRES FERRARA BELLO Margarita Tecpoyotl Torres (2024)

This article provides the design, modeling, fabrication, and testing of an energy

harvester from mechanical vibrations, based on a piezoelectric material. This device

works on the principle of piezoelectric transduction, i.e., when mechanically

deformed, it generates electrical energy due to vibrations. The piezoelectric material

used in the fabrication was Lead Zirconate Titanate (PZT), and brass as structural

base. In addition, finite element models were performed to predict the frequency of

the first vibration mode of the device, and experimental setups for validation. The

resonance frequency of the numerical model and the one obtained experimentally (19

Hz) show a deviation of 5.03% respectively. The generated power is 0.202 mW enough

to power low power devices such as basic calculators, wristwatches, and transistors, among others.

En este artículo se presenta el diseño, modelado, fabricación y pruebas de un cosechador de energía proveniente de vibraciones mecánicas, basado en un material piezoeléctrico. Este dispositivo trabaja bajo el principio de transducción piezoeléctrica, es decir que, al deformarse mecánicamente, debido a las vibraciones genera energía eléctrica. El material piezoeléctrico usado en la fabricación fue Zirconato Titanato de Plomo (PZT), y latón como base estructural. Además, se realizaron modelos de elemento finito para predecir la frecuencia del primer modo de vibración del dispositivo, y arreglos experimentales para su validación. La frecuencia de resonancia del modelo numérico y la obtenida experimentalmente (19 Hz) muestran una desviación de 5.03% respectivamente. La potencia generada es de0.202 mW suficiente para alimentar dispositivos de bajo consumo, tales como calculadoras básicas, relojes de pulsera y transistores, entre otros.

Article

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS Finite Element Method, low-energy devices, vibration, piezoelectric transducer