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1 Licenciado en Análisis de Sistemas, Facultad de Ciencias Aplicadas- Universidad Nacional de Pilar
mdelpino167@gmail.com; dieguiski95@hotmail.com
2 Investigador Principal del Programa de Investigación “Monitoreo de los humedales del Ñeembucú aplicando
sensoramiento remoto y computación en la nube”, Facultad de Ciencias Aplicadas- Universidad Nacional de
Pilar mdelpino167@gmail.com; dieguiski95@hotmail.com
ISSN: 2617-7374, enero-junio 2023.
Vol. 3 Nro. 1. Pág: 53-65
ARTÍCULO ORIGINAL
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA ESTACIÓN
MICROCONTROLADORA REMOTA PARA LA MONITORIZACIÓN
DE PARÁMETROS DE CALIDAD DEL AIRE
Diego David Delpino Miño1, Víctor Milciades Portillo Sosa2
Recibido: 27/ enero/ 2023
Aprobado: 08/ marzo/ 2023
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Diseño e implementación de una estación microcontroladora remota para
la monitorización de parámetros de calidad del aire
Diseño e implementación de una estación microcontroladora remota para la
monitorización de parámetros de calidad del aire
Resumen:
La propuesta se justifica ante la necesidad de incorporar tecnología en el ámbito de la
salud pública que contribuya con las tareas de alerta y adopción de medidas preventivas ante
determinados escenarios derivados de valores paramétricos fuera de rangos aceptables. El
objetivo es el diseño e implementación de una estación microcontroladora remota para la
monitorización de parámetros de calidad del aire, como alternativa a los dispositivos
comercializados, dada su factibilidad técnica, económica, humana, logística y de
responsabilidad social para su adopción en el ámbito regional. La adopción de dispositivos de
medición de parámetros climáticos ambientales resulta del interés general para el ámbito de la
salud pública y el logro de una calidad de vida aceptable en el ámbito de la vida urbana. La
operativización se ha realizado teniendo en cuenta la bibliografía, los recursos disponibles, las
experiencias desarrolladas en el ámbito nacional y una metodología basada en la identificación,
instalación y uso de software de uso libre basadas en plataformas Android. Los resultados son
auspiciosos, demostrándose el logro del objetivo del trabajo a través de la operativización de
diversas estaciones en la región sur del País, quedando pendiente el relacionado con la
promoción y uso en la comunidad.
Palabras clave: Estación microcontroladora remota, Calidad del aire, Salud pública,
Android.
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Diseño e implementación de una estación microcontroladora remota para
la monitorización de parámetros de calidad del aire
Ñemombyky
Ko tembiapo imbarete oïgui tekotevë oñemoinge haguä tecnología, salud pública-pe,
péicha rupi oipytyvö tembiapo ikatuhaguäicha oipytyvó umi tenda oúva valores paramétricos
noïriva rangos aceptables-pe.Ko jehypytyvoirä ha’e jejapo ha ñemoï peteï estación
microcontroladora remota ojejapo haguä monitorización pe parámetro yvytuguigua,
oguerekógui pe factibilidad técnica, económica, humana, logística ha responsabilidad social,
ojeipuru haguä ñane región-pe.Pe dispositivo de medición de parámetros climáticos
ambientales iporä ojeipuru salud pública-pe ikatuhaguäicha oï tekove poräve tekohápe.Ko
tembipo ojejapo ojehechakuaa bibliografía, ha mba’e ojeguerekóva, mba’ekuaa ojeguerekóva
tetäme ha peteï tapereko ojepuendáva pe identificación, instalación ha sofware libre plataforma
Android jeipurúre.Pe tembiapógui osëva iporä ha ojehupyty tapereko oïva’ekue tembiapópe, pe
operativización rupive tenda sur ñane retäre, ha opyta tembiaporä jeikuaauka távape.
Ñe’ẽ mbarete: Estación microcontroladora, Yvytuguigua, Salud pública-pe, Android
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Diseño e implementación de una estación microcontroladora remota para
la monitorización de parámetros de calidad del aire
Design and implementation of a remote microcontroller station for monitoring air
quality parameters
Abstract
The proposal is justified by the need to incorporate technology in the field of public
health that contributes to the tasks of alerting and adopting preventive measures in certain
scenarios derived from parametric values outside of acceptable ranges. The objective is the
design and implementation of a remote microcontroller station for the monitoring of air
quality parameters, as an alternative to commercialized devices, given its technical, economic,
human, logistical and social responsibility feasibility for its adoption at the regional level. The
adoption of devices for measuring environmental climatic parameters is of general interest
for the field of public health and the achievement of an acceptable quality of life in the field
of urban life. The operationalization has been carried out taking into account the bibliography,
the available resources, the experiences developed at the national level and a methodology
based on the identification, installation and use of free software based on Android platforms.
The results are auspicious, demonstrating the achievement of the objective of the work
through the operationalization of various stations in the southern region of the Country,
remaining pending the one related to the promotion and use in the community
Keywords: Remote microcontroller station, Air quality, Public health, Android.
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Diseño e implementación de una estación microcontroladora remota para
la monitorización de parámetros de calidad del aire
Introducción:
La calidad del aire es un problema global preocupante debido a su impacto en la salud
humana y el medio ambiente (WHO, 2021). La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha
informado que la contaminación del aire causa aproximadamente 7 millones de muertes
prematuras cada año (OMS, 2021). En consecuencia, la monitorización continua de los
parámetros de calidad del aire resulta fundamental para evaluar y mejorar la calidad del aire en
diversos entornos (EPA, 2020).
En este contexto, la implementación de tecnologías de sensores remotos ha permitido la
monitorización en tiempo real de diferentes parámetros de calidad del aire. Según González-
Márquez et al. (2019), la utilización de redes de sensores para la monitorización de la calidad
del aire ha posibilitado la obtención de datos más precisos y en tiempo real, lo que facilita la
toma de decisiones en relación a la gestión ambiental.
El diseño e implementación de una estación microcontroladora remota para la
monitorización de parámetros de calidad del aire se presenta como una solución práctica y
efectiva. Según Cetinkaya et al. (2021), el uso de microcontroladores permite la integración de
múltiples sensores en una sola plataforma, lo que facilita la recolección de datos en tiempo real
de diversos parámetros, como temperatura, humedad, concentración de gases y partículas en
suspensión, entre otros. Esta estación permite la recolección de datos en tiempo real a través de
una red de sensores conectados a un microcontrolador.
La importancia de la monitorización continua de los parámetros de calidad del aire ha
sido ampliamente reconocida en todo el mundo. Según la Organización Mundial de la Salud
(OMS), "La contaminación del aire es el mayor riesgo ambiental para la salud en todo el mundo
y causa más de siete millones de muertes prematuras cada año" (OMS, 2018). Por lo tanto,
resulta vital contar con soluciones prácticas y efectivas para evaluar y mejorar la calidad del
aire en diferentes entornos.
La implementación de una estación microcontroladora remota para la monitorización de
parámetros de calidad del aire se presenta como una solución efectiva y accesible. López et al.
(2021) afirmaron que el diseño y la implementación de esta estación permiten la recolección de
datos en tiempo real, proporcionando información valiosa para la toma de decisiones y la
planificación de acciones específicas.
El uso de esta tecnología permite la recolección de datos precisos y en tiempo real de
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la monitorización de parámetros de calidad del aire
diversos parámetros, como temperatura, humedad, concentración de gases y partículas en
suspensión, entre otros. Estos datos son esenciales para evaluar la calidad del aire y tomar
medidas para mejorarla.
El objetivo de este artículo es describir el diseño e implementación de una estación
microcontroladora remota para la monitorización de parámetros de calidad del aire y analizar
los resultados obtenidos en diferentes entornos. Se detallará la metodología utilizada para la
selección de los sensores, la configuración del microcontrolador, la programación y la conexión
de la red de sensores. En consecuencia, este artículo busca aportar al avance de la investigación
en la calidad del aire al presentar una solución práctica y efectiva para la monitorización de sus
parámetros a través de una estación microcontroladora remota.
Objetivos:
Desarrollar y evaluar una estación microcontroladora remota para la monitorización de
parámetros de calidad del aire, que contribuya a proporcionar una solución eficiente y
económica para el seguimiento en tiempo real de los niveles de contaminantes en el aire, con el
fin de coadyuvar la mejora de la calidad del aire y proteger la salud pública.
Métodos:
Para el desarrollo e implementación de una estación microcontroladora remota para la
monitorización de parámetros de calidad del aire, se siguieron los siguientes pasos:
1. Revisión bibliográfica: Se realizó una revisión bibliográfica exhaustiva, a fin de
contextualizar el estado del arte relacionado con el tema a abordar y comprender las
metodologías y tecnologías empleadas en la monitorización de la calidad del aire, las
características de los sensores disponibles en el mercado y las ventajas y limitaciones de
los sistemas microcontrolados aplicables al propósito establecido.
2. Diseño y construcción de la estación microcontroladora remota: A fin de definir las
especificaciones técnicas de la estación, seleccionar los componentes, y diseñar y
montar el circuito electrónico de la estación microcontroladora; teniendo en cuenta los
tipos de sensores seleccionados para su uso, la arquitectura del microcontrolador, el
protocolo de comunicación y la fuente de energía.
3. Calibración y validación de la estación: Consistente en la realización de pruebas para
validar la funcionalidad de la estación y verificar la precisión de los datos obtenidos.
Para ello, se realizaron mediciones para su posterior comparación de los resultados
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Diseño e implementación de una estación microcontroladora remota para
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obtenidos con los datos de referencia.
4. Análisis de datos: Procesamiento realizado de manera automática a partir de los datos
obtenidos por la estación microcontroladora. Los datos son accesibles de manera remota
por dispositivos habilitados al propósito. Los datos son analizados para determinar la
calidad del aire en tiempo real tomando como referencia la escala AQÍ (EPA, 2016). En
este paso se pueden utilizar herramientas estadísticas y de visualización de datos para
identificar patrones y tendencias en los datos de los sensores.
5. Resultados y discusión: Se presentan los resultados obtenidos de la estación
microcontroladora remota y se discuten algunas de las implicaciones de los hallazgos
para la monitorización de la calidad del aire, considerando las limitaciones y las mejoras
a ser adoptadas en la estación.
6. Conclusiones y recomendaciones: En que se resume los resultados del estudio y se
abordan algunas recomendaciones para futuras investigaciones y mejoras en la estación
microcontroladora remota, destacándose la relevancia de la estación para la
monitorización de la calidad del aire y su potencial impacto en la salud pública.
Figura 1. Esquema de funcionamiento de la estación y materiales utilizados.
•
Sensor de calidad del
aire Plantpower
PMS7003
•
Placa ESP8266
•
Caja plástica exterior
100x100mm
•
Cable micro USB
•
Cargador USB
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Resultados:
Los resultados obtenidos se sintetizan en los siguientes puntos:
A partir del objetivo y la metodología presentados en este trabajo, es necesario
desarrollar pericias y competencias para operar estos dispositivos con el fin de difundirlos y
utilizarlos masivamente. Durante la etapa de propuesta, un equipo de personas vinculadas al
Programa de Investigación "Monitoreo de los humedales del Ñeembucú aplicando
sensoramiento remoto y computación en la nube", de la Facultad de Ciencias Aplicadas de la
Universidad Nacional de Pilar, ha participado en el desarrollo del proyecto. Este grupo de
trabajo, formado por estudiantes, docentes e investigadores, ha demostrado el potencial técnico
y tecnológico de la facultad al operar el dispositivo y ha proporcionado soluciones a las
necesidades locales, lo que se refleja en este trabajo.
Con el desarrollo de esta propuesta, se ha logrado una descripción exhaustiva de la
estación microcontroladora remota. Se cuenta con información completa que incluye las
especificaciones técnicas, el diseño del circuito electrónico, los componentes utilizados y el
protocolo de comunicación. Esto ha permitido tener un conocimiento detallado y preciso de la
estación en su totalidad.
La estación ha sido validada y sus mediciones cumplen con los estándares establecidos.
Se realizaron pruebas para validar su funcionalidad y verificar la precisión de los datos
obtenidos. En cuanto al análisis de los datos, se procesan y ponen a disposición en línea para
reflejar la calidad del aire en tiempo real, utilizando la Escala AQI. Además, los datos históricos
están disponibles para su procesamiento y obtención de lecturas estadísticas, lo que permite
identificar patrones y tendencias en los datos de los sensores.
Como resultado significativo, se destaca la obtención de datos que reflejan el estado de
la calidad del aire por presencia de partículas de una manera gráfica, intuitiva y fácil de
interpretar para los usuarios. Estos datos están disponibles para cualquier usuario a través de un
enlace web, lo que ayuda a prevenir problemas de salud pública y mejorar la calidad de vida
sin incurrir en costos adicionales para la población. La estación microcontroladora remota es
una herramienta valiosa para monitorear la calidad del aire en tiempo real y contribuir a la
mejora de la calidad del aire y la salud pública.
Desde una perspectiva técnica, tecnológica y económica, la operativización de esta
estación demuestra que es factible disponer de dispositivos de este tipo que cumplan con
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estándares de calidad a un costo relativamente bajo.
En resumen, los resultados obtenidos en el desarrollo de la propuesta demuestran la
eficacia y viabilidad de la estación microcontroladora remota para monitorear los parámetros
de calidad del aire en tiempo real, y su potencial para contribuir significativamente a la mejora
de la calidad del aire y la salud pública.
Figura 2. Vista General de la pantalla de acceso a los datos colectados, la identificación del
dispositivo y su ubicación geográfica.
Conclusión:
El diseño e implementación de una estación microcontroladora remota para la
monitorización de parámetros de calidad del aire se presenta como una herramienta valiosa para
contribuir a la mejora de la calidad del aire y el bienestar en la salud pública. Estos dispositivos
pueden proporcionar datos precisos y en tiempo real sobre los niveles de contaminación
atmosférica, permitiendo a las autoridades y a la población en general tomar medidas
preventivas para reducir la exposición a la contaminación del aire.
El desarrollo de esta propuesta evidencia la viabilidad de implementar estos
dispositivos, así como los resultados significativos obtenidos en la captura, disponibilización,
análisis de datos y su potencial uso. Los resultados demuestran que la estación puede ser
utilizada para detectar diferentes contaminantes y proporcionar información valiosa para la
toma de decisiones y la implementación de medidas para mejorar la calidad del aire. En
resumen, esta propuesta ha demostrado la efectividad de la estación microcontroladora remota
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la monitorización de parámetros de calidad del aire
como herramienta para la monitorización de la calidad del aire y su potencial para contribuir a
la salud pública y al bienestar de la población en general.
En resumen, la implementación de una estación microcontroladora remota, el acceso
público a los datos recopilados y la capacidad para analizarlos, representan una contribución
significativa a la monitorización de la calidad del aire y, en última instancia, a la mejora de la
salud pública. Se espera que esta tecnología continúe desarrollándose y mejorando en el futuro,
convirtiéndose en una herramienta ampliamente implementada que contribuya a abordar el
problema global de la contaminación del aire.
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