Dispositivo electrónico portable para la medición de la contaminación del aire

Abstract

Actualmente, la calidad del aire afecta la salud de las personas en las grandes ciudades; es también una de las causas principales de cáncer y de enfermedades  cardiovasculares y respiratorias. Se estima que la contaminación del aire produce aproximadamente 7 millones de muertes anuales.Los altos costos de los equipos tradicionales de monitoreo de calidad del aire, así como su complejidad, tamaño, consumo de energía y requerimientos de operación, han restringido sus aplicaciones a los ámbitos académicos, industriales y gubernamentales, limitando la disponibilidad geográfca y temporal de datos sobre los niveles de contaminación en ciudades y zonas rurales. Surge así la necesidad de implementar un dispositivo electrónico portable de bajo costo para medir la contaminación del aire. Para ello, se realizaron las siguientes etapas: a) revisión documental, b) comparación de características de los sensores, c) selección y compra de elementos, d) ensamble del dispositivo y análisis de señales y e) pruebas en campo con mediciones en tiempo real.Como resultado, se obtiene un dispositivo electrónico para medir los niveles de exposición personal de la población a la contaminación del aire y que puede usarse para ampliar el cubrimiento de las redes de vigilancia de la calidad del aire en zonas rurales y urbanas; además, provee datos con mayor cubrimiento geográfco y temporal que los sistemas tradicionales y permite evaluar mejor las tendencias y los episodios de contaminación. Las pruebas y validaciones realizadas muestran resultados de medidas en variables que permiten determinar la calidad del aire en diferentes lugares de Bogotá.AbstractCurrently, air quality affects the health of people in large cities, it is also one of the leading causes of cancer and cardiovascular and respiratory diseases. It is estimated that air pollution produces approximately 7 million deaths annually.The high costs of traditional air quality monitoring equipment, as well as their complexity, size, energy consumption and operating requirements have restricted their applications to the academic, industrial and government spheres, limiting the geographical and temporal availability of data on pollution levels in cities and rural areas. This gives rise to the need to implement a low-cost portable electronic device to measure air pollution. To do this, the following steps were performed: a) document review, b) comparison of sensor characteristics, c) selection and purchase of elements, d) device assembly and signal analysis, and e) feld tests with real-time measurements.As a result, an electronic device is available to measure personal exposure levels of the population to air pollution and can be used to extend the coverage of air quality monitoring networks in rural and urban areas. In addition, the device provides data with greater geographic and temporal coverage than traditional systems and allows for a better evaluation of the trends and incidents of contamination. The tests and validations carried out show results of variable measurements in order to determine the air quality in different places of Bogota.Resumo Na atualidade, a qualidade do ar prejudica a saúde das pessoas nas grandes cidades; assim como é uma das principais causas de câncer e doenças cardiovasculares e respiratórias. Estima-se que a poluição do ar produz aproximadamente 7 milhões de mortes por ano. Os altos custos do equipamento tradicional de monitoramento da qualidade do ar, do mesmo modo que a sua complexidade, tamanho, consumo de energia e exigências operacionais têm limitado as aplicações nos domínios acadêmico, industrial e governamental, restringindo a disponibilidade geográfca e temporal de dados sobre os níveis de poluição nas cidades e áreas rurais. Isso levanta a necessidade de implementar um dispositivo eletrônico portátil de baixo custo para medir a poluição do ar. Com esse objetivo, foram realizadas as seguintes etapas: a) revisão de documentos, b) comparação das características dos sensores, c) seleção e compra de elementos, d) montagem do dispositivo e análise de sinal, e e) testes de campo com medições em tempo real. Como resultado, obteve se um dispositivo eletrônico para medir os níveis de exposição pessoal da população à poluição do ar e pode ser usado para ampliar a cobertura das redes de monitoramento da qualidade do ar nas áreas rurais e urbanas; e além disso, fornece dados com maior cobertura geográfca e temporal do que os sistemas tradicionais, e permite avaliar melhor as tendências e os incidentes de contaminação. Os testes e as validações realizadas apresentam resultados de medidas em variáveis que permitem a determinação da qualidade do ar em diferentes locais de Bogotá