REVISTA JUVENTUDYCIENCIASOLIDARIA: Enelcaminodelainvestigación RADI,unasoluciónmediantelaprevención RemigioGonzaloAguirreSánchez,SantiagoNicolásBenavidesHerrera,JoséAndrésBorjaMontenegro,KevinJosuéFajardoLincango Minombrees RemigioGonzaloAguirre Sánchez ,tengo17años.Estudioenel tercerañoEGB,BGUdelColegioTécnico SalesianoDonBosco-Kennedy.Megusta latecnología,laprogramaciónyelciclismo. QuieroestudiarIngenieríaenSoftwareen launiversidad. Minombreses SantiagoNicolás BenavidesHerrera ,tengo17años. EstudioeneltercerañoEGB,BGUdel ColegioTécnicoSalesianoDonBosco- Kennedy.Megustaentrenaryjugarfútbol, ademásdelosvideojuegosyvender.Quiero estudiarAdministracióndeEmpresaso Mercadotecniaenlauniversidad. Minombrees JoséAndrésBorja Montenegro ,tengo17años.Estudioenel TercerañoEGB,BGUdelColegioTécnico SalesianoDonBosco-Kennedy.Megustan losdeportesylamúsica.Quieroestudiar IngenieríaMecatrónicaenlauniversidad. KevinJosuéFajardoLincango , tengo17años.EstudioeneltercerañoBTI delColegioTécnicoSalesianoDonBosco- Kennedy.Megustajugarconmisamigos, dibujarylasmatemáticas.Quieroestudiar IngenieríaMecatrónicaenlauniversidad. Resumen Comociudadanospreocupadosporeldesarrollo sostenible,estudiantesdelColegioTécnicoSalesiano DonBosco-Kennedy,alineadosconlosvaloresdeDon Boscoylossalesianos,llevaronacabounprototipode unaestacióndesensoresquerespondealapregunta: ¿Cómoutilizarlosdatosrecopiladosporunprototipo 86
Enelcaminodelainvestigación 87 anuestrofavorparaconvertiraQuitoenunaciudad sostenible,prevenirenfermedadesydañosalasalud delapoblaciónquelosfactoresambientalespueden llegaracausar? Enestecontexto,nacióelproyecto"RADI",unpro- totipodeestacióndesensoresqueserácapazdemoni- torearvariasmagnitudes,comolahumedad,latempe- ratura,lapresión,elsonido,lapresenciadelluviay, principalmente,laradiaciónultravioletadeunentorno específico.ElmismoutilizatecnologíaIoT(Internet OfThings-Internetdelascosas)ademásdeservicios enlanubequepermitirámonitorearentiemporeal estosparámetrospormediodeunDashboard. Laestacióndesensoresposeeunsemáforoderadiación UVqueinformaráalapoblacióncercanalasprecau- cionesnecesariassugeridasporlaOMS(Organización MundialdelaSalud)atravésdeunaescalaindicativa. Elproyectocuentaconsensoresdigitalesyanalógi- cosqueseconectanaunmicrocontroladorESP8266. Asimismo,presentaunpanelsolarjuntoconunregu- ladordevoltajePWMquegarantizaunaalimentación sostenibleylimpia.Finalmente,paramaximizarla sostenibilidaddelproyecto,escrucialenfatizareluso dematerialesrecicladosparasudesarrolloyconstruc- ción. Elproyectobuscaconcientizaralapoblacióndelos riesgosdesuentornomediantelaculturadepreven- ción,estobasadoenprácticassosteniblesyrespetuosas conelmedioambiente. Palabrasclave: estacióndesensores,IoT,dashboard, sostenibilidad,culturadeprevención Explicacióndeltema Elproyectotienecomoobjetivoinformarsobrelas magnitudescomolahumedad,presión,radiaciónetc. queafectanalapoblaciónqueresideenlascomu- nidadescercanasaldispositivo.Principalmente,busca crearunaculturadeconcienciasobreelcuidadoy laprevencióndelasenfermedadesdelapielenla población,atravésdeunenfoquesostenible.Esteob- jetivosolosealcanzarásisesensibilizaalaciudadanía mediantelaimplementacióndelasrecomendaciones propuestasporlaONUatravésdelaAgenda2030 [1].Estaagendaabordaunaampliagamadedesafíos globales,queincluyenproblemassociales,económicos ymedioambientales,conelfindemejorarlacalidad devidadelaspersonasyprotegeralplaneta.Silos datossedifundendemaneraclara,cadaindividuo podrácontribuirconsuparteparaeldesarrolloyla orientacióndelasociedadhaciaunfuturomejor.Esto nosguiaráhaciaunDistritoMetropolitanodeQuito máscuidadosoysaludable,haciaunQuitomejor.El proyectoRADIseenmarcaen4objetivosplanteados porlaONU,estosson: • Saludybienestar:conayudadelosdatosob- tenidosporelprototipo,selograrápromovery socializarlosriesgosparalasaludhumanacausa- dosporlaradiaciónUV,temperatura,humedad ycalidaddelaire,ofreciendorecomendacionesa laciudadaníaparasucuidadoyprevención[2]. • Energíaasequibleynocontaminante:elpro- totipoposeelacapacidaddeautosustentarse graciasaunafuentedeenergíarenovablelacual estácompuestaporunpanelsolar,unregulador devoltajePWMyunabateríade12V[3]. • Industria,innovacióneinfraestructura:elpro- totiposebasaenIOTestoquieredecirquetiene lacapacidaddetransmitirdatosatravésdela nube.Graciasaesto,adquierelainformaciónen tiemporealypuedeserenviadaatodoslosusuar- iosqueusenlaplataformaUBIDOTS,desde unaempresahastauncentroeducativo[4]. • Ciudadesycomunidadessostenibles:graciasa losdatosexpuestosalaciudadaníasetomarán lasmedidaspertinentesanalizandolosmismosy haciendoasíquelosespaciospúblicosenciudades y/ocomunidadesseanentornoseducativosque logrenserlaprincipalformaparaconcientizara lasociedadsobreelestadoambiental[5] ElproyectoestábasadoenIOT(InternetOf Things/InternetdelasCosas),elcualconsisteenconec- tarytrasmitirdatosy/oinformaciónentrevariosdis- positivosmedianteelinternetocualquierotraredque permitasucomunicaciónyconexión.Asimismo,el proyectoutilizaelconceptodeprogramaciónestruc- turadaquesefundamentaenladivisióndelprograma demaneraorganizadaparaposteriormenteejecutar dichasinstruccionesempleandolafunciónprincipal
88 JuventudyCienciaSolidaria dentrodelaIDEArduino.Enlasiguientetablase puedenverlosmaterialesusadosparaeldesarrollodel prototipo. Tabla1. Materialesusados ImagenDescripción PanelSolar: sonmódulosfotovoltaicosformadosporceldassolares,que conviertenlaenergíaradiantedelsolenelectricidad,provocandoqueelprototipotengaunafuenteautosustentable[6]. ReguladordeVoltajePWM: segúnexplica[7],“Sonreguladores sencillosqueactúancomointerruptoresentrelasplacasfotovoltaicasyla batería.Estosreguladoresfuerzanalosmódulosfotovoltaicosatrabajar alatensióndelabatería,sinningúntipodeinstalaciónextra.” Sensores: sondispositivoscapacesdedetectarelcambiodeciertas magnitudesenelentorno,esteconvierteelfenómenofísicoenvoltajes mediblesoenseñalesdigitales[8]. a) SensorGUVA-S12SD: medicióndelaradiaciónUV. b) SensorDHT22: medicióndetemperaturayhumedad. c) SensorMQ-135: análisisdelacalidaddelaireendiversosporcentajes. Fuente:Autores AlgoritmoyEsquemadelprototipo Enlassiguientesfigurassemuestratantoelalgoritmo decontroldelprototipocomolosesquemasdeconexión delmismo.Elprogramacomienzaverificandoeltokende UBIDOTS[9],validandoelSSIDdelaredparalaconexión ainternet/wificonsurespectivacontraseñayvalidando elenvíodedatoshacialanube.Luego,seejecutalapro- gramacióndelossensores.Estossensoresenvíanlosdatos obtenidosdesdeelESP-32haciaelsoftwareUBIDOTS, dondesevisualizanenunDashboardyenunsemáforode radiaciónlosnivelesquelossensoresrecopilaronsobreel
Enelcaminodelainvestigación 89 ambiente,Principalmente,sedestacaelsensorderadiación enelmencionadoSemáforodeRadiaciónUV,que,me- dianteunaseriedecondiciones(visibleseneldiagramade flujopresentadoenlafigura1ylatabla2),muestralos resultadosesperados. Figura1. DiagramadeFlujodelAlgoritmodeControlFuente:Autores Figura2. EsquemadeConexionesenProteusFuente:Autores
90 JuventudyCienciaSolidaria Tabla2. Condicionesparaelalgoritmoylaestacióndesensores SensorCondiciónResultadoesperado SielsensorUVdetectavalores ≥ 0&& ≤ 74 Cuandoelvalorestédentrodelrango(0- 74)debeencenderseelledverde,loque significa:RiesgoBajo. SielsensorUVdetectavalores ≥ 75&& ≤ 133 Cuandoelvalorestédentrodelrango(75- 133)debeencenderseelledamarillo,loque significa:RiesgoMedio. SensorGUVA-S12SD: SielsensorUVdetectavalores ≥ 134&& ≤ 171 Cuandoelvalorestédentrodelrango(134- 171)debeencenderseellednaranja,loque significa:RiesgoAlto. SielsensorUVdetectavalores ≥ 172&& ≤ 221 Cuandoelvalorestedentrodelrango(172- 221)debeencenderseelledrojo,loque significa:RiesgoMuyAlto. SielsensorUVdetectavalores ≥ 222 Cuandoelvalorestédentrodelrango(ma- yoresoigualesa222)debeencenderseelled morado,loquesignifica:RiesgoExtremo. SensordeGasMQ-135 Sielsensordegastieneunvalor ==0 Laalarmanoenciende Sielsensordegastieneunvalor ==1 Laalarmaseenciendeyempiezaasonar. SensordesonidoKY-037 Sielsensordesonidotieneunvalor ==0 LainterfazUbidotsimprimiráeltexto“no existesonidoenelárea” Sielsensordesonidotieneunvalor ==1 LainterfazUbidotsimprimiráeltexto“sí existesonidoenelárea”. SensordevibraciónKY- 002 Sielsensordevibracióntieneun valor == HIGH (1) Imprimeeltexto“Existemovimientosís- micoenlazona,manténgaseenunlugar seguro” Sielsensordevibracióntieneun valor == LOW (0) Imprimeeltexto“noexistemovimiento sísmicoenlazona” SensordeTemperaturay HumedadDHT22 Paraobtenerlosdatosdehumedady temperaturaserecopiladelalibrería DHT11_adafruit Imprimeconsímbolodecadamagnitud física. Fuente:Autores Resultados Seconstruyóunsemáforoderadiaciónquemuestraala comunidadelíndicederadiaciónUVpresenteatravésde unaescaladecoloresconsurespectivamedida,tiempo máximodeexposición(TME)yprotecciónsugerida,brin- dandoinformaciónconstantealapoblaciónlocalatravés deunainfografíadecómocuidarsupiel.Laestacióndesensoresinalámbricosqueestácomuni- cadaconelsoftwareUBIDOTSnospermiteobservarlos datosrecopiladosdesdecualquierdispositivoyencualquier lugar.ElDashboardpresenteenlanubetienecomocon- tenidodevisualizacióndatossignificativoscomo:unchart deradiaciónquemostraráunhistóricosemanaldelos datosobtenidosdelaradiación.Además,seencuentran cincorecuadrosdondenosindicalosnivelesderadiación etiquetadoscomomuybajo,bajo,medio,alto,extremo yloscuidadosatomar.Posteriormente,seencontraráun apartadoconlosdemáselementoscensados(vibración,gas enelambiente,lluviaysonido)enwidgetsconformaalu- sivaaltipodedatoamostrar,talescomotermómetros, indicadores,ba-rrasyaccionamientos.Estosindicaránen ungráficolosdatosobtenidosentiemporealodurantela semana,lasmedicionesadquiridaseinformaránconstante- mentealapoblaciónlocal.Asimismo,nosolocumplimosla funcióndeinformar,yaqueenlaestacióndesensorescon- tamosconunsemáforoquemuestraelnivelderadiaciónen elquenosencontramos,yademásproporcionaelcuidado delapielsugeridoparaesenivelderadiación.Todoestose presentacongráficossimplesysencillosquecualquierper- sonadelacomunidad,desdeniñoshastaadultosmayores, puedacomprenderfácilmente.
Enelcaminodelainvestigación 91 Figura3. ResultadosobtenidosdelprototipoRADIFuente:Autores Conclusiones Secreóexitosamenteunalgoritmoque,medianteelusode diferenteslibrerías,ejecutacorrectamentelasinstrucciones propuestas,demaneraquelogramosaplicarlosconocimien- tosadquiridosenlainstitución,lograndoasítransmitir losdatosenelmenortiempoposibleysinmayorinconve- nientehacialaplataformadondesepodránvisualizaren unDashboard. Seconstruyóunprototipoqueposeeunaestructura metálicaconmaterialrecicladodelostalleresdelaramade mecánicadelcolegio,esteseequipócontodolonecesario paraalojaratodosloscomponentesdelmismoyasíase- gurarelcorrectofuncionamientodelacircuiteríarealizada paralacomunicacióndelaPCB,latarjetacontroladoray losdesensoresusados. Selogróinformaralapoblacióndemaneradinámica pormediodepaneles,estoconlaayudadegráficasyes- tadísticassobretodoslosdatosarrojadosporelprototipo pormediodeUbidots.Además,losdatosseactualizande manerainmediatamente,loquelohacemáseficaz. Agradecimientos AgradecemosinmensamenteaDiosyalaVirgenAuxilia- doraporbrindarnoscadadíaunanuevaoportunidadpara contribuiraldesarrollodesucreación.Tambiénagradece- mospordarnoslaoportunidaddiariademejoraryalcanzar grandeslogros.Estasmetassolosonposiblesconelapoyo depersonasincreíbles,comolosonnuestrospadres. Gratitudhacianuestrasfamilias,padres,hermanosy hermanas,quienessiemprenoshanbrindadounapoyo incondicionalparaalcanzarnuestrosobjetivosmediantela constancia,elesfuerzoylaperseverancia.Tambiénquere- mosexpresarnuestroagradecimientoanuestrainstitución, elTécnicoSalesianoDonBosco-Kennedy,porpropor- cionarnoslasherramientasnecesariasnosoloenelámbito académicoconsubachilleratotécnico,sinotambiénporim- partirnosunaeducaciónenvalores.Estaeducaciónsebasa enlosprincipiosdeDonBoscode"serbuenoscristianosy honradosciudadanos". Porúltimo,peronomenosimportante,deseamosexpre- sarnuestroprofundoagradecimientoanuestrosprofesores, conunreconocimientoespecialalosIngenierosEsteban MartínezyFranklinRocha.Ellosnosolosonnuestrostu- tores,sinotambiénnuestrosamigosypersonasvaliosas quenoshanrespaldadoenlosmomentosmásdifícilesy cuandomáslonecesitábamos,tantoenloacadémicocomo enlopersonal.Suapoyoyenseñanzasseránfundamentales paraalcanzarnuestrosobjetivosenlavida,comolode- mostróelcasodelProyecto"RADI,unasoluciónmediante laprevención".
92 JuventudyCienciaSolidaria Referencias [1]envera,«Agenda2030:asícontribuyeEnveraa onceObjetivosdeDesarrolloSostenible»,Envera.Ac- cedido:25demayode2024.[Enlínea].Disponibleen: https://shorturl.at/d6O8a [2]NacionesUnidas,«Objetivo3:Garantizarunavidasana ypromoverelbienestarparatodosentodaslasedades», DesarrolloSostenible.Accedido:25demayode2024. [Enlínea].Disponibleen:https://shorturl.at/oYNnQ [3]M.Moran,«Objetivo7:Garantizarelaccesoauna energíaasequible,segura,sostenibleymoderna»,Desa- rrolloSostenible.Accedido:25demayode2024.[En línea].Disponibleen:https://shorturl.at/Y0L7f [4]M.Moran,«Objetivo9:Construirinfraestructuras resilientes,promoverlaindustrializaciónsostenible yfomentarlainnovación»,DesarrolloSostenible.Ac- cedido:25demayode2024.[Enlínea].Disponibleen: https://shorturl.at/qtuRm [5]M.Moran,«Objetivo11:Lograrquelasciudadessean másinclusivas,seguras,resilientesysostenibles»,Desa- rrolloSostenible.Accedido:25demayode2024.[En línea].Disponibleen:https://shorturl.at/c7VLZ [6]Celsia,«Panelessolares¿Cómofuncionanyquéson?», Celsia.Accedido:25demayode2024.[Enlínea]. Disponibleen:https://rb.gy/2evuxi [7]AutoSolar,«¿QuéesunreguladorPWM?|AutoSolar». Accedido:25demayode2024.[Enlínea].Disponible en:https://rb.gy/1kw3tj [8]G.Smith,«¿Quéesunsensoryquéhace?»,Soluciones deAdquisicióndeDatos(DAQ).Accedido:25demayo de2024.[Enlínea].Disponibleen:https://rb.gy/8halq2 [9]Ubidots,«Ubidots-SencilloperopotenteIoTindus- trial».Accedido:25demayode2024.[Enlínea]. Disponibleen:https://rb.gy/ffeqbg