La presente nota detalla el trabajo de investigación “Design of a Monitoring System for the identification of Gas Concentration in the district of Mi Perú – Callao, Perú” (Diseño de un Sistema de Monitoreo para la identificación de Concentraciones de Gas en el distrito de Mi Perú – Callao, Perú) realizada por nuestro estudiante, Jeffry Aldair Ricaldi Cerdán, de la carrera de Ingeniería Electrónica con mención en Telecomunicaciones de la Universidad de Ciencias y Humanidades – UCH, el cual propone un sistema de monitoreo que determine la concentración de gases tóxicos y que contribuya como medio informativo para la población. Este sistema puede ser implementado en diversos puntos donde se presentan altos índices de contaminación del aire. Cabe destacar que la investigación fue publicada en la revista IJETAE – International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, en enero del 2022 e indexada a Scopus.
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Con la pandemia y la cuarentena aplicada en el Perú, se reportó una considerable mejora con respecto a la contaminación del aire. Por ejemplo, en marzo del 2020, la estación de monitoreo del Senamhi de San Juan de Lurigancho detectó menos partículas contaminantes en el ambiente, solo 4 μg/m3 (4 microgramos por metro cúbico de aire), un valor muy alentador, considerando que dicho distrito llegó hasta los 50 μg/m3 en el 2018.
Pero estas favorables cifras no duraron mucho tiempo debido a que con el retorno gradual a la normalidad, también retornó el tráfico vehicular en Lima, uno de los principales factores de contaminación del aire.
De hecho, el Estudio Anual de Políticas Energéticas de la Universidad de Chicago del 2021, calificó a Lima como la ciudad con menor calidad de aire en Latinoamérica y que la expectativa de vida del habitante de la capital del Perú se redujo en más de cuatro años a consecuencia del aire que respira.
Situación que para nuestro estudiante, Jeffry Aldair Ricaldi Cerdán, quien estudia el 9° ciclo de la carrera de Ingeniería Electrónica con mención en Telecomunicaciones, lo motivó para trabajar en una solución a este problema que afecta gravemente a la población, que en su gran mayoría están desinformadas sobre la gravedad de la contaminación del aire y puedan tomar acciones que reduzcan el impacto en su salud.
¿Cómo detectar las zonas de la ciudad con aire contaminado?
Residente en el distrito de Mi Perú (Callao), Jeffry Ricaldi es uno de los miles de afectados con la contaminación del aire. Los conocimientos adquiridos en la UCH, le motivaron a trabajar en un sistema de monitoreo para determinar la concentración de gases tóxicos y con ello alertar a la población afectada.
“Lo que me motivo realizar este trabajo fue mi propia experiencia al ser residente durante más de 12 años en el distrito de Mi Perú, lugar que viene siendo contaminado por diversas fábricas que emiten gases tóxicos como el cadmio y el plomo, que de acuerdo a estudios de Diresa, la concentración de plomo de las fábricas afecta la salud de diversos niños y adultos mayores que viven en los alrededores de dichos centros”, detalló Ricaldi.
Además este sistema propuesto por el estudiante de la UCH, permite que los datos obtenidos sean visualizados por medio de una página web, al cual los habitantes pueden acceder e informarse de los niveles de concentración de gases tóxicos en los puntos más concurridos de la ciudad. Algo útil e interesante es que los resultados también serán mostrados por medio de un panel Led para alertar a los habitantes sobre el nivel de contaminación de dicha área.
Ricaldi nos explica que este sistema se puede aplicar en cualquier ciudad, “es muy práctico y se utilizan pocos dispositivos para su instalación. Cabe indicar que antes de su instalación es muy importante ver las especificaciones técnicas de cada dispositivo para evitar averías y complicaciones en su instalación”.
“La implementación del sistema es rápida y sencilla. Solo que, para obtener buenos resultados del sensor de gases tóxicos, se debe mantener encendido un mínimo de 24 horas según la hoja de datos del fabricante. Lo que conlleva que su instalación tome 2 días para su operatividad”.
¿Cómo está conformado este sistema de monitoreo?
Ricaldi detalla que este sistema de monitoreo está conformado por accesorios que se pueden adquirir fácilmente como: el Arduino, el módulo ESP-8266 y el sensor mq-135, que son los principales dispositivos para que este sistema trabaje en óptimas condiciones.
Sin embargo, el estudiante de la UCH, menciona que el correcto funcionamiento de este sistema dependerá, principalmente, del sensor mq-135, que es un dispositivo muy utilizado para detectar gases como el benceno, alcohol, amoniaco, entre otros.
Cuando el sensor detecta los valores anormales enviará inmediatamente los datos al Arduino, el cual compartirá (inalámbricamente) al módulo wifi Esp-8266 y este a un servidor web donde se publicará alguno de los cuatro niveles de alerta: Bueno (10- 50 partes por millón o ppm), moderado (50ppm -100ppm), insalubre (100ppm – 300ppm) y muy insalubre (300 -1000ppm).
Sobre el panel con dos luces Led (rojo y verde), Ricaldi nos explica que el verde encenderá cuando se encuentre en un ambiente bueno y moderado, pero el encendido del rojo nos indicará que estamos en un nivel insalubre o muy insalubre, por lo tanto se recomendaría que se evite el tránsito en dicha área debido al alto nivel de concentración de gases tóxicos.
Poniendo a prueba el sistema
Con todos los equipos listos comenzó la etapa de los ensayos. Para ello el sistema se mantuvo encendido un aproximado de 24 horas con el objetivo de que el sensor mq-135 tenga una mayor estabilidad o una mejor lectura del ambiente.
En una de las pruebas, se simuló un ambiente contaminado con un encendedor para generar humo. Al llegar a un nivel de 315ppm, el sistema funcionó y automáticamente hizo encender la luz roja y también se activó la alerta en la página web, confirmándose de esta manera que el sistema trabaja correctamente.
“Cabe mencionar que existen sensores con mayor precisión, como el mq-811. Pero su valor es muy elevado a diferencia del sensor mq-135 que hemos utilizado debido a su bajo costo, así como a la fácil accesibilidad de su comercialización”, destacó nuestro estudiante del 9° ciclo de Ingeniería Electrónica con mención en Telecomunicaciones.
Asimismo existen diversos sistemas para monitorear gases tóxicos, pero en su mayoría emplean software personalizado, así como diversos sensores de alta precisión, lo que requiere una calibración periódica que eleva su valor, convirtiéndose, como destacó Ricaldi, en equipos de difícil adquisición para la mayoría de ciudadanos.
“Esa es la razón de presentar un sistema con un diseño económico, en la cual sus componentes sean comerciales y fiables para la lectura que se requiere; asimismo el servidor web es de fácil acceso y sin restricciones porque la finalidad es informar a los ciudadanos sobre los resultados del monitoreo”, explica Ricaldi.
Sobre su aplicación en otras áreas de investigación
Ricaldi nos explica que el sistema pretende incidir en otras investigaciones sobre las consecuencias de la contaminación, “por ejemplo, del plomo o dióxido de carbono en diversas ciencias, especialmente en medicina y ergonomía”.
“Es importante reconocer que los dispositivos educativos empleados en sistemas como este, son efectivos y fáciles de operar, además que los fabricantes de dicha plataforma, nos generan herramientas libres y compatibles con los sistemas operativos, algo que considero un punto importante”, enfatiza nuestro estudiante de Ingeniería Electrónica con mención en Telecomunicaciones.
“Me siento muy contento y satisfecho al saber que este trabajo de investigación puede contribuir en informar y alertar a los ciudadanos de lugares con pocos recursos económicos sobre la contaminación del aire, en especial aquellas donde se concentran fábricas que emiten gases perjudiciales para la salud”.
La Universidad de Ciencias y Humanidades– UCH promueve la investigación y la proyección social, por ello nuestros estudiantes adquieren una sensibilidad social que les permite ser profesionales que contribuyan en el desarrollo social y productivo del país.
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