Ciclo 2 - Emilia Sporman
| Título | Ciclo 2 - Monitor de Calidad del Aire y Salud |
|---|---|
| Asignatura | Taller de Fabricación |
| Del Curso | Taller de Fabricación 2023 |
| Carreras | Diseño |
| Nº | 3 |
| Alumno(s) | Emilia Sporman |
PROYECTO: Monitor de Calidad del Aire y Salud
El presente proyecto tiene como objetivo principal promover la seguridad y el bienestar de las personas en cuanto a la exposición de ellas contra gases tóxicos. Al integrar un monitor de calidad del aire con un sensor pulsómetro y oxímetro, busca proporcionar información precisa en tiempo real sobre la calidad del aire y su impacto en la salud personal.
El monitor es capaz de monitorear distintos gases toxicos, detecta la presencia de diversos contaminantes y sustancias en el ambiente, como partículas en suspensión, compuestos orgánicos volátiles, dióxido de carbono (CO2), dióxido de azufre (SO2) y otros gases contaminantes. El sensor de aire es esencial para el funcionamiento del monitor, ya que su lectura se utiliza para tomar decisiones y acciones. Por ejemplo, si se detectan altos niveles de contaminación, el monitor puede activar alertas o notificaciones para que las personas tomen medidas de protección, como cerrar ventanas, utilizar purificadores de aire o evitar actividades al aire libre en momentos de alta contaminación.
La información recopilada por el sensor de aire también puede ser utilizada para generar informes diarios y estadísticas sobre la calidad del aire en diferentes ubicaciones y períodos de tiempo. Estos datos son valiosos para la investigación científica, la evaluación de políticas ambientales y la toma de decisiones para mejorar la calidad del aire en una región o lugar determinado.
Además, este proyecto contribuye en tres objetivos de la ONU.
OBJETIVO 3
Cita: "Garantizar una vida sana y promover el bienestar en todas las edades es esencial para el desarrollo sostenible."
El primero, objetivo 3, se enfoca en garantizar una vida saludable y promover la comodidad para todas las personas en todas las edades. Coopera al monitorear el aire y detectar posibles riesgos para la salud, al proporcionar información sobre la presencia de contaminantes y su impacto en el organismo, se fomenta la conciencia y se permite a las personas tomar medidas para proteger la salud.
OBJETIVO 4
El segundo, objetivo 4 busca asegurar la educación inclusiva, equitativa y de calidad, por lo cual este proyecto puede ayudar a la educación sobre la importancia de la calidad del aire y su relación con la salud, al proporcionar datos y alertas, asimismo otorga la posibilidad de ayudar a mantener el lugar de estudio e infraestructura limpio y libre de riesgos.
OBJETIVO 13
El ultimo, tercero y más importante, objetivo 13 busca tomar medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus impactos, al monitorear el aire, se detectan gases contaminantes como el dióxido de carbono y el dióxido de azufre, el monitor obtiene información relevante para la mitigación de emisiones.
contaminantes del aire
La exposición a concentraciones elevadas de dióxido de azufre puede tener efectos negativos en la salud humana, incluyendo irritación en las vías respiratorias, dificultad para respirar, exacerbación de enfermedades respiratorias existentes y un mayor riesgo de enfermedades cardiovasculares.
Es importante destacar que también pueden haber otros gases tóxicos contaminantes presentes en la Quinta Región de Chile, como el dióxido de nitrógeno (NO2) y las partículas PM2.5, que son emitidas por diversas fuentes antropogénicas, incluyendo el tráfico vehicular, las actividades industriales y las emisiones de calefacción residencial. La calidad del aire en la región es monitoreada regularmente por las autoridades ambientales para evaluar y controlar la presencia de estos contaminantes.
El motivo principal de contaminación en la Quinta Región de Chile, particularmente en la zona de Quintero-Puchuncaví, se ha relacionado principalmente con la actividad industrial presente en la zona. Las industrias ubicadas en la zona emiten diversos contaminantes al aire, suelo y agua, incluyendo dióxido de azufre (SO2), material particulado (PM2.5), óxidos de nitrógeno (NOx) y otros compuestos químicos. Esto ha resultado en altos niveles de contaminación que han afectado la calidad del aire y la salud de las personas que viven en la zona. Es importante que se tomen medidas para reducir la contaminación industrial en la zona y proteger la salud de las personas que viven allí.
Algunas de las principales empresas industriales que operan en la zona de Quintero-Puchuncaví en Chile y han sido señaladas como fuentes de contaminación incluyen:
1.Codelco Ventanas: una fundición de cobre y otros metales que ha sido señalada como uno de los mayores emisores de dióxido de azufre (SO2) en la zona.
2.AES Gener: una empresa que opera dos centrales termoeléctricas cerca de la Bahía de Quintero y ha sido señalada como un importante emisor de material particulado (PM2.5) y otros contaminantes.
3.Enap Refinerías Aconcagua: una refinería de petróleo que ha sido señalada como una fuente importante de emisiones de dióxido de azufre (SO2) y otros contaminantes.
4.Oxiquim: una empresa química que produce diversos productos químicos, incluyendo ácido sulfúrico y otros compuestos, y ha sido señalada como fuente de material particulado (PM2.5) y otros contaminantes.
5.Gasmar: una empresa que suministra gas licuado y otros combustibles y ha sido señalada como una fuente de emisiones de dióxido de azufre (SO2) en la zona.
Medidas básicas preventivas y alertas
Estas son las medidas que el monitor indicaría si hay una media o alta contaminación por gases tóxicos en el ambiente:
1. Usar mascarillas 2. Cerrar ventanas 3. Usar purificador de aire 4. Reducir el ejercicio en el exterior
Las alertas que indicaría el monitor serian a través de la pantalla LCD y el parlante que emitiría un sonido significativo, como de alarma.
Alertas de carácter de aire
1. Alertas de alta concentración de contaminantes: Cuando se detectan niveles elevados de contaminantes en el aire, como partículas finas (PM2.5), dióxido de carbono (CO2), dióxido de azufre (SO2) u otros gases tóxicos, el monitor podría emitir una alerta para informar a las personas sobre la presencia de una situación de alta contaminación y la necesidad de tomar medidas para proteger su salud.
2. Alertas de mala calidad del aire: Si el monitor detecta que la calidad del aire está por debajo de los estándares aceptables o si se encuentra en niveles que podrían ser perjudiciales para la salud, puede emitir una alerta para advertir a las personas sobre la necesidad de evitar la exposición prolongada al aire contaminado y buscar áreas con una mejor calidad del aire.
3. Alertas de ventilación inadecuada: Si los niveles de gases contaminantes en un ambiente cerrado superan los límites recomendados, el monitor podría emitir una alerta para indicar la necesidad de una mejor ventilación en el espacio. Esto puede ayudar a evitar la acumulación de gases tóxicos y mejorar la calidad del aire interior.
Alertas de carácter de salud
1. Alerta de frecuencia cardíaca elevada: Si el sensor de pulso detecta una frecuencia cardíaca fuera de los rangos normales, el monitor podría emitir una alerta indicando que el pulso está elevado. Esto podría ser un indicador de estrés, esfuerzo físico excesivo o posibles problemas cardiovasculares, y sugeriría la necesidad de descansar o buscar atención médica si la frecuencia cardíaca persiste alta.
2. Alerta de niveles bajos de oxígeno en sangre: Si el sensor de oxígeno en la sangre detecta niveles de oxígeno por debajo de los umbrales saludables, el monitor podría generar una alerta para indicar una posible hipoxemia. Esto podría ser un signo de dificultades respiratorias o problemas de oxigenación, y podría ser necesario buscar asistencia médica si los niveles de oxígeno en sangre permanecen bajos.
3. Alerta de ritmo cardíaco irregular: Si el sensor de pulso detecta un ritmo cardíaco irregular, el monitor podría emitir una alerta para indicar una posible arritmia cardíaca. Esto puede ser una señal de un problema cardíaco subyacente y se recomendaría buscar atención médica para un diagnóstico y tratamiento adecuados.
Gases contaminantes perjudiciales para la salud
Las lesiones por inhalación son lesiones agudas en el sistema respiratorio y los pulmones. Pueden ocurrir si respira sustancias tóxicas, como humo de incendios, productos químicos, contaminación de partículas y gases. Las lesiones por inhalación también pueden ser causadas por calor extremo, un tipo de lesión térmica. Más de la mitad de las muertes por incendios se deben a lesiones por inhalación.
Los síntomas de las lesiones por inhalación pueden depender de lo que respiró. Pero a menudo incluyen:
1. Síntomas Tos y flema. 2. Picazón en la garganta. 3. Senos paranasales irritados. 4. Dificultad para respirar. 5. Dolor en el pecho o sensación de opresión. 6. Dolores de cabeza. 7. Picazón en los ojos. 8. Nariz que moquea.
Noticias y evidencias
NOTICIA 23 DE MAYO DEL 2023 https://www.biobiochile.cl/noticias/nacional/region-de-valparaiso/2023/05/23/suspenden-clases-en-establecimientos-educacionales-de-todo-quintero-por-mala-calidad-del-aire.shtml
En esta noticia, ocurrió una alta fuga de hidrocarburos no metalizados, lo que produjo entre mas de 100 intoxicaciones en menos de una hora, personas intoxicadas la mayoría niños, los cuales en lis establecimientos educacionales, esperan a que los niños se intoxiquen y no toman ninguna medida necesaria para que esto no ocurra. Para que esto no siga ocurriendo, se podría implementar este monitor en todos los establecimientos educacionales en la zona donde se encuentran estas empresas industriales que generan una alta zona de sacrificio, esto ayudaría a poder tomar medidas urgentes antes que los niños y personas mayores se intoxiquen.
monitor
Al acercarse al monitor se podrán medir estos signos vitales a través de un pulsómetro y un oxímetro al posicionar el dedo encima, el Arduino procesara la información de estos sensores y aparecerán en la pantalla LCD, también indicaría si se debe tomar alguna medida si es que el nivel de estos signos son deficientes o se encuentren alterados.
Materiales y componentes
1. Sensor de pulso y oxigeno en la sangre
2. Pantalla LCD
3. Arduino
4. Luces led verde, amarilla y roja
5. Parlante para arduino
6. Sensor MQ-135
Planimetrías y detalles de la caja
La caja esta hecha de material acrílico blanco mate de 10 mm, posee ensambles simples de fácil acople y desacople.
lámina
Proceso de iteración
VIDEO 1
Como primera instancia se observó a personas que se encuentran en un momento de concentración o en donde se debería estar concentrado, por ejemplo cuando se debe poner atención en una clase o cuando otra persona está hablando o diciendo algo importante. Hay gente que se distrae fácilmente al momento de concentrarse, dependiendo del estado de animo o porque hay otro interés por prestar atención a otra cosa.
También es muy común que las personas tengan sueño o se encuentren cansadas cuando se necesita prestar atención, y muchas veces se opta por dejar de lado lo importante y darle al cuerpo esa necesidad de descanso.
Al analizar el origen de estos distractores podemos ver distintas soluciones a partir de los sentidos, como en este caso sería el sentido del olfato, esta comprobado que distintos olores pueden llegar a cambiar el estado de animo de una persona y también influir en la concentración, por ejemplo, a la hora de comer o beber, dependiendo del gusto de cada persona, los olores de estos elementos pueden hacer sentir un bienestar o malestar en la persona, sujetándose del aroma que puede emanar.
Al cocinar algo que nos gusta, nos emociona ya que se ansia comer lo que se esta preparando, por lo que automáticamente nos genera una felicidad A partir de lo observado se investigaron ciertos olores naturales que podrían ayudar a la concentración y rendimiento académico dentro de un aula escolar.
VIDEO 2
En esta segunda propuesta se vio la variable de la contaminación, en este caso el aire. Hay varios factores que pueden influir, especialmente los gases que generan las industrias, como lo son El monóxido de carbono El dióxido de carbono El dióxido de nitrógeno entre otros. Debido a esto las personas optan por usar mascarillas para protegerse de estos contaminantes.
Esta comprobado que ciertos gases influyen en el rendimiento cotidiano de las personas, por lo que se pueden tomar medidas con respecto a la calidad de aire en la que nos encontramos, más específicamente en el aula de clases, tomar las medidas necesarias pueden ayudar a la concentración a la hora de realizar trabajos o prestar la atención necesaria cuando se necesite.
Esto puede ir ayudado de un sistema en el cual se mida la calidad del aire y se puedan tomar ciertos parámetros para mejorarlo y para cuidarnos a nosotros mismos.
El sistema incluye sensores que detectan gases tóxicos y partículas en el aire, que serán detectadas y vistas por medio de una pantalla que indicaría el nivel de malo a bueno, con luces rojas amarillas y verdes, además en la pantalla se indicarían las medidas que se deberían tomar en caso de que el aire se encontrara de mala calidad o media. El sistema de monitoreo de calidad del aire utiliza Arduino y sensores para cumplir con el Objetivo 13 de la ONU, tomando medidas para combatir el cambio climático y sus efectos. El sistema de interacción de diseño se enfoca en utilizar sensores para medir la calidad del aire dentro del salón de clases y enviar la información a través de Arduino a una pantalla, lo que permite a los estudiantes y profesores tomar medidas para mejorar la calidad del aire en el salón de clases.
VIDEO 3
Dispositivo que mide y registra la temperatura, la humedad, la composición del aire, la intensidad de la luz y ruidos molestosos en un entorno determinado. Capaz de alertar a las personas cuando se deben tomar medidas necesarias para mejorar el rendimiento y concentración en una sala de clases.
Para mejorar cada vez mas este sistema se incluirá una encuesta para las personas que se encuentran en un ambiente determinado que este este dispositivo y ver si es que las medidas correspondientes que se han tomado han servido para mejorar el rendimiento académico de parte de estudiantes y docentes.
Componentes
- Arduino: procesa la información
- Ampolletas verde amarilla roja: indicarían una luz verde puede indicar un aire de buena calidad, una luz amarilla puede indicar una calidad aceptable y una luz roja puede indicar una calidad deficiente.
- Parlante: alerta cuando hay que tomar una medida urgente
- Sensor de humedad: mide la humedad y temperatura del ambiente
- Sensor de gases: gases tóxicos
- Sensor de luz: detecta si es que hay poca o mucha luz
- Sensor de sonido: detecta ruidos molestosos
- Santalla LCD o LED (por definir): indica lo que detectan los sensores y que medidas de precaución hay que tomar.
conceptos que alteran la concentración y rendimiento
1. Calidad del aire: La presencia de contaminantes en el aire, como partículas finas (PM2.5), dióxido de carbono (CO2), compuestos orgánicos volátiles (COV) y gases tóxicos, puede afectar negativamente la calidad del aire. La exposición prolongada a altos niveles de contaminantes puede provocar irritación de las vías respiratorias, fatiga, disminución de la función cognitiva y dificultades de concentración.
2. Ventilación: La ventilación inadecuada en espacios cerrados puede llevar a una acumulación de contaminantes y dióxido de carbono, lo que reduce la calidad del aire interior. La falta de flujo de aire fresco puede provocar somnolencia, falta de concentración y malestar general.
3. Temperatura y humedad: Un ambiente demasiado caliente o demasiado frío, así como una humedad excesiva o insuficiente, pueden afectar el confort y el rendimiento de las personas. El exceso de calor puede causar fatiga y disminución de la concentración, mientras que el frío extremo puede dificultar la atención. Además, la humedad inadecuada puede causar sequedad en los ojos, garganta y piel, lo que también puede afectar el bienestar y la concentración.
4. Ruido: La presencia de ruido excesivo en el entorno puede ser una distracción y dificultar la concentración. Ambientes ruidosos pueden generar estrés, interferir con la comunicación y afectar negativamente el rendimiento cognitivo.
5. Iluminación: La calidad y cantidad de luz en un espacio también puede influir en la concentración y el rendimiento de las personas. La falta de luz natural adecuada o una iluminación deficiente puede provocar fatiga ocular, dificultad para enfocar y disminución de la productividad.
VIDEO 4
Se ve que Para proteger la salud, es fundamental monitorear y controlar la calidad del aire, reducir las emisiones de fuentes contaminantes y tomar medidas para minimizar la exposición a las partículas PM2.5 (partículas 2,5 micrómetros) el dióxido de azufre y dióxido de nitrógeno, que son los principales gases tóxicos que contaminan el aire en la región de Valparaíso, esto debido a procesos industriales como fundición de cobre, termoeléctricas, refinería de petróleo, diversos productos químicos, gas licuado, entre otros.
Las medidas básicas que se pueden tomar son usar mascarillas protectoras en áreas con altas concentraciones y buscar refugio en espacios interiores con buena ventilación cuando la calidad del aire sea deficiente. Siguiendo con la idea de la contaminación del aire, surgió la idea de un monitor en donde se informe sobre la calidad del aire y qué medidas tomar respectivamente cuando la calidad es deficiente, se le agregó un sistema de medición de signos vitales, estos utilizarlos a la hora en donde el aire este altamente contaminado, esto ayudará a prevenir situaciones de desgracia y a tomar una medida urgente hacia una persona que pueda estar expuesta a una intoxicación por gases contaminantes. Esto será a través de un medidor de pulso y oxigeno en la sangre (oxímetro) y un sensor medidor de pulso (pulsímetro).
monitor
Al acercarse al monitor se podrán medir estos signos vitales a través de un pulsómetro y un oxímetro al posicionar el dedo encima, el Arduino procesara la información de estos sensores y aparecerán en la pantalla LCD, también indicaría si se debe tomar alguna medida si es que el nivel de estos signos son deficientes o se encuentren alterados.
interacción
Aquí se muestra la interacción del dedo sobre los sensores de oxigeno en sangre y presión cardiaca. Estos signos vitales, a la hora de encontrarse con gases altamente contaminantes, disminuyen, debido a la intoxicación que generan.
Referencias de la revista Make
ejemplo 1: fresh air
https://makezine.com/fresh-air/
ejemplo 2: Plan CO2 — A Thing or Two About Monitoring CO2
https://makezine.com/article/technology/iot/plan-co2-a-thing-or-two-about-monitoring-co2/
ejemplo 3: Plan CO2: Making A Public Display
https://makezine.com/article/science/health-science/plan-co2-making-a-public-display/
FUENTES
https://www.fundacionaquae.org/wiki/causas-y-tipos-de-la-contaminacion-del-aire/
https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/climate-change-2/
https://www.iqair.com/es/chile/valparaiso/quintero
