Logo USTALogo CRAI

Diseño de sensores de bajo costo para el monitoreo de parámetros asociados a la calidad del aire en Villavicencio

dc.contributor.advisorCortés Naranjo, Diego Andrey
dc.contributor.authorLeón Salamanca, Johan Mauricio
dc.contributor.corporatenameUniversidad Santo Tomásspa
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001601571
dc.contributor.googlescholarhttps://scholar.google.es/citations?user=yv5DCH4AAAAJ&hl=es
dc.contributor.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1040-6744
dc.date.accessioned2024-01-17T22:27:26Z
dc.date.available2024-01-17T22:27:26Z
dc.date.issued2023-11-21
dc.descriptionEl presente proyecto de investigación tiene como objetivo el generar nuevas herramientas para el monitoreo de la calidad del aire, esto con el fin de promover la investigación en torno a la afectación de la salud por parte de los contaminantes atmosféricos en la población de Villavicencio, como a su vez, promover la implementación de estrategias para mitigar dichas problemáticas. Por otra parte, se busca evaluar la efectividad de los sistemas de monitoreo de bajo costo, todo esto mediante un análisis estadístico descriptivo entre estaciones de monitoreo de la calidad del aire de la ciudad con estos nuevos dispositivos de bajo costo. Para lograr este objetivo se propuso primero, la construcción de los dispositivos de bajo costo implementando algoritmos de programación que permitan la generación de modelos de acceso libre, que a su vez como su nombre lo dicta, son elementos y componentes de bajo costo (en comparación con los utilizados en los sistemas validados), seguido de una metodología para la recopilación de datos en un punto estratégico para el monitoreo de la calidad del aire de la ciudad, esto bajo los niveles máximos permisibles fijados en la resolución 2254 de 2017 y posteriormente se realizaron análisis estadísticos de la correlación entre los datos obtenidos por las estaciones de monitoreo en la ciudad y los arrojados por los sistemas de bajo costo construidos en este proyecto de investigación. Estos análisis estadísticos en el período de agosto a septiembre de 2023 lograron determinar tras realizar regresiones lineales simples y múltiples valores de coeficientes de determinación (R²) desde el más bajo con un 0.8415 para una comparación entre dos sensores de humedad relativa y un R²=0.974 para sensores de PM2.5; además, también se encontró una correlación inversa entre la temperatura y la humedad relativa que iban desde -0.95 hasta -0.98, indicando que al aumentar alguna de las dos variables, significaría la disminución de la otra en una medida casi inversamente proporcional. Para finalizar, en la correlación de los datos monitoreados se encontró un ligero margen de incidencia entre el PM2.5 y el % de humedad relativa, el cual ya era un comportamiento esperado según la información obtenida de la bibliografía empleada en el desarrollo de este proyecto.spa
dc.description.abstractThe present research project aims to generate new tools for monitoring air quality to promote research on the impact of atmospheric pollutants on the health of the Villavicencio population. Additionally, it aims to promote implementing strategies to mitigate these issues. Furthermore, it seeks to evaluate the effectiveness of low-cost monitoring systems through descriptive statistical analysis comparing air quality monitoring stations in the city with these new low-cost devices. In order to reach our goal, the project initially recommended constructing low-cost devices by implementing programming algorithms enabling the creation of open-access models. These devices prove cost-effective when compared to those employed in validated systems. Following that, the project devised a methodology for gathering data at a strategically selected location for monitoring air quality within the city while adhering to the maximum permissible levels established in Resolution 2254 of 2017. Afterward, the project conducted statistical analyses to establish the correlation between data from the city's monitoring stations and the data produced by the low-cost systems developed in this research endeavor. These statistical analyses, conducted from August to September 2023, revealed the coefficient of determination (R²) values through simple and multiple linear regressions. The lowest R² value was 0.8415, observed in a comparison between two relative humidity sensors, while the highest R² value was 0.974, observed for PM2.5 sensors. Additionally, an inverse correlation was found between temperature and relative humidity, ranging from -0.95 to -0.98, indicating that an increase in one of these variables led to a nearly inversely proportional decrease in the other. In conclusion, we observed a slight correlation between PM2.5 and the percentage of relative humidity in the monitored data. This observation aligns with the information we gathered from the literature to develop this project.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameIngeniero Ambientalspa
dc.description.domainhttp://www.ustavillavicencio.edu.co/home/index.php/unidades/extension-y-proyeccion/investigacionspa
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.citationLeón Salamanca, J. (2023). Diseño de sensores de bajo costo para el monitoreo de parámetros asociados a la calidad del aire en Villavicencio. [Trabajo de grado, Universidad Santo Tomás]. Repositoriospa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Santo Tomásspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional Universidad Santo Tomásspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.usta.edu.cospa
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11634/53459
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Santo Tomásspa
dc.publisher.branchCRAI-USTA Villavicenciospa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeniería Ambientalspa
dc.publisher.programPregrado de Ingeniería Ambientalspa
dc.relation.referencesAránguez, E., Ordóñez, J., Serrano, J., Aragonés, N., Fernández, R., Gandarillas, A & Galán I. (1999). Contaminantes atmosféricos y su vigilancia. Esp Salud Pública, 73, 123-132. https://scielo.isciii.es/pdf/resp/v73n2/contam_atmos.pdfspa
dc.relation.referencesArbeláez, C. G. (2016). El acuerdo de parís, así actuará Colombia frente al cambio climático. WWF-Colombia. https://www.wwf.org.co/?266971/Colombia%2Dfrente%2Dal%2Dcambio%2Dclimaticospa
dc.relation.referencesAriza, N. (2019). Análisis y comparación de sensores ópticos de polvo de bajo costo utilizando el internet de las cosas. [Tesis de pregrado, Universidad Industrial de Santander]. https://noesis.uis.edu.co/server/api/core/bitstreams/12a027d3-21ca-416c-a900-4842667bb8da/contentspa
dc.relation.referencesBonilla, C., Sánchez, A., Rubio, Y & Corez, M. (2023). Niveles de concentración por PM2.5 mediante sensores de bajo costo. Caso de estudio: Pamplona, Colombia. Revista UIS Ingenierías, 22(3), 29-38. https://doi.org/10.18273/revuin.v22n3-2023003spa
dc.relation.referencesCampos, P., Esteves, A., Leitão, A & Pires, J. (2021). Design of air quality monitoring network Luanda, Angola: Urban air pollution assessment. Atmospheric Pollution Research, 12(8), 101128. https://www.researchgate.net/publication/353035146_Design_of_air_quality_monitoring_network_of_Luanda_Angola_Urban_air_pollution_assessmentspa
dc.relation.referencesCarazo, L., Fernández, R., González, F & Rodríguez, J. (2013). Contaminación del aire interior y su impacto en la patología respiratoria. Indoor Air Contaminants and their Impact on Respiratory Pathologies. Archivos de Bronconeumología, 1(49), 22-27. https://www.archbronconeumol.org/es-contaminacion-del-aire-interior-su-articulo-S0300289612001196spa
dc.relation.referencesCenturión, J. & Fababa, E. (2020). Análisis de la concentración de Material Particulado 2.5 y Gases de Efecto Invernadero de Lima Metropolitana antes y durante la cuarentena por SARS-COV-2. [Trabajo de grado, Universidad Peruana Unión]. https://repositorio.upeu.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12840/3268/Julia_Trabajo_Bachillerato_2020.pdf?sequence=5&isAllowed=yspa
dc.relation.referencesChojer, H., Branco, P., Martins, F., Alvim, M & Sousa, S. (2022). Can data reliability of low-cost sensor devices for indoor air particulate matter monitoring be improved? – An approach using machine learning. Atmospheric Environment, 286. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2022.119251spa
dc.relation.referencesChoque, N. & Hancco E. (2018). Aplicación de actividades de expresión oral para desarrollar el pensamiento divergente en niños y niñas de 5 años de la IEI n°294 Aziruni de la ciudad de Puno. [Tesis de pregrado, Universidad Nacional del Altiplano – Puno]. https://vriunap.pe/repositor/docs/d00002866-Borr.pdfspa
dc.relation.referencesCoker, E., Buralli, R., Manrique, A., Makoto, C., Kofi, A & Gouveia, N. (2022). Environmental Research: Association between PM2.5 and respiratory hospitalization in Rio Branco, Brazil: Demonstrating the potential of low-cost air quality sensor for epidemiologic research. Environmental Research, 1(214). ttps://doi.org/10.1016/j.envres.2022.113738spa
dc.relation.referencesDuarte, I. (2018). Análisis de las emisiones atmosféricas generadas por los vehículos de uso público en función de su antigüedad para el municipio de Villavicencio-Meta. [Trabajo de grado, Universidad Santo Tomás]. http://repository.usta.edu.co/handle/11634/12085spa
dc.relation.referencesDubey, R., Kumar, A., Joshi, J., Blankenberg, D., Rao, S., Madhu, B & Raval, S. (2022). Evaluation of low-cost particulate matter sensors OPC N2 and PM Nova for aerosol monitoring. Atmospheric Pollution Research, 3(13). https://doi.org/10.1016/j.apr.2022.101335spa
dc.relation.referencesFerrer, P., Barcelo, J & Garcia, J. (2022). Data reconstruction applications for IoT air pollution sensor networks using graph signal processing. Journal of Network and Computer Applications, 205. https://doi.org/10.1016/j.jnca.2022.103434spa
dc.relation.referencesGené, E. (2011). Introducción a la electronica digital. Universitat Oberta de Catalunya. http://hdl.handle.net/10609/54943spa
dc.relation.referencesHe, J., Hsuan, C., Yuan, N., Austin, E., Seto, E & Novosselov, I. (2022). Network of low-cost air quality sensors for monitoring indoor, outdoor, and personal PM2.5 exposure in Seattle during the 2020 wildfire season. Atmospheric Environment, 285. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2022.119244spa
dc.relation.referencesHernández, L. (2013). Fundamentos de la programación. Facultad informática Universidad Complutense. http://www.fdi.ucm.es/profesor/luis/Fp/FP.pdfspa
dc.relation.referencesKortoçi, P., Hossein, N., Arbayani, M., Lun, P., Varjonen, S., Rebeiro, A., Niemi, J., Nurmi, P., Hussein, T., Petäjä, T., Kulmala, M & Tarkoma, S. (2022). Air pollution exposure monitoring using portable low-cost air quality sensors. Smart Health, 23. https://doi.org/10.1016/j.smhl.2021.100241spa
dc.relation.referencesMaloy, G. (2020). ¿Qué es un sensor y qué hace? DEWEsoft. https://dewesoft.com/es/blog/que-es-un-sensorspa
dc.relation.referencesMinisterio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT). (2010). Manual de Diseño de Sistemas de Vigilancia de la Calidad del Aire. https://www.minambiente.gov.co/wp-content/uploads/2021/06/Protocolo_Calidad_del_Aire_-_Manual_Diseno.pdfspa
dc.relation.referencesOrganización Mundial de la Salud (OMS). (2022). Calidad del aire ambiente (exterior). Who int. https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-and-healthspa
dc.relation.referencesOrdóñez, G. (2000). Salud ambiental: conceptos y actividades. Public Health, 7(3). https://www.scielosp.org/pdf/rpsp/v7n3/1404.pdfspa
dc.relation.referencesMinisterio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS). (2017). Resolución 2254 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, de 1 de noviembre de 2017. Minambiente.gov.co. https://www.minambiente.gov.co/documento-entidad/resolucion-2254-de-2017/spa
dc.relation.referencesRíos, J., Olaya, Y & Nieves, D. (2021). Calibration of Low-Cost Sensor for Particulate Matter in an urban área of the Aburrá Valley. Congreso Colombiano y Conferencia Internacional de Calidad del Aire y Salud Pública (CASAP). 1-4. 10.1109/CASAP54985.2021.9703400spa
dc.relation.referencesRoca, B., Beltrán, M & Gómez R. (2019). Cambio climático y salud. Revista clínica española, 5(219), 260-265. https://doi.org/10.1016/j.rce.2019.01.004spa
dc.relation.referencesRojano, R., Pérez, J & Freyle, E. (2012). Efecto de la humedad relativa en la determinación de PM10 utilizando un DataRam 4, en una zona costera de Colombia. Scielo, 35(2), 204-212. http://ve.scielo.org/pdf/rtfiuz/v35n2/art10.pdfspa
dc.relation.referencesSunyer, J & Rivas, I. (2022). Air pollution and health 20 years later. Medicina Clínica, 159, 334-335. 10.1016/j.medcli.2022.04.006spa
dc.relation.referencesTryner, J., Phillips, M., Quinn, C., Neymark, G., Wilson, A., Jathar, S., Carter, E & Volckens, J. (2022). Design and testing of a low-cost sensor and sampling platform for indoor air quality. Building and Environment, 206. 10.1016/j.buildenv.2021.108398spa
dc.relation.referencesZheng, H., Krishnan, V., Walker, S., Loomans, M & Zeiler, W. (2022). Laboratory evaluation of low-cost air quality monitors and single sensors for monitoring typical indoor emission events in Dutch daycare centers. Environment International, 166. https://doi.org/10.1016/j.envint.2022.107372spa
dc.rightsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia
dc.rightsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia
dc.rightsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
dc.subject.keywordProgrammingspa
dc.subject.keywordStatistical analysisspa
dc.subject.keywordLow-cost sensorspa
dc.subject.keywordRemote monitoringspa
dc.subject.keywordAir qualityspa
dc.subject.keywordEnvironmental healthspa
dc.subject.keywordElectronicsspa
dc.subject.lembRecurso airespa
dc.subject.lembCalidad del aire - Monitoreospa
dc.subject.lembIngenieria ambiental - Sensoresspa
dc.subject.lembAnálisis estadístico - Programaciónspa
dc.subject.lembTesis y Disertaciones académicasspa
dc.subject.proposalProgramaciónspa
dc.subject.proposalAnálisis estadísticospa
dc.subject.proposalSensor de bajo costospa
dc.subject.proposalCalidad del airespa
dc.subject.proposalMonitoreo remotospa
dc.subject.proposalSalud ambientalspa
dc.subject.proposalElectrónicaspa
dc.titleDiseño de sensores de bajo costo para el monitoreo de parámetros asociados a la calidad del aire en Villavicenciospa
dc.type.categoryFormación de Recurso Humano para la Ctel: Trabajo de grado de Pregradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.coarversionhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.type.driveinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.localTrabajo de Gradospa
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion

Archivos

Bloque original

Mostrando 1 - 4 de 4
Cargando...
Miniatura
Nombre:
2023johanleon.pdf
Tamaño:
4.59 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Trabajo de grado
Cargando...
Miniatura
Nombre:
2023johanleon1.pdf
Tamaño:
1.5 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Anexo datos
Cargando...
Miniatura
Nombre:
2023johanleon2.pdf
Tamaño:
57.47 KB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Aprobación facultad
Cargando...
Miniatura
Nombre:
2023johanleon3.pdf
Tamaño:
436.16 KB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Derechos de autor

Bloque de licencias

Mostrando 1 - 1 de 1
Cargando...
Miniatura
Nombre:
license.txt
Tamaño:
807 B
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descripción: