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DISEÑO, DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA SOLUCIÓN BASADA

EN TARJETA REDUCIDA (ARDUINO) PARA LA MEDICIÓN DE CO2 Y MATERIAL PARTICULADO DIRIGIDO A LA SECRETARÍA DE LA DIRECCIÓN

DE ASISTENCIA TÉCNICA Y DE MEDIO AMBIENTE – DATMA DEL MUNICIPIO DE GIRARDOT.

FABIAN ALEXANDER CARRASCO FLOREZ

Trabajo de grado

Tutor Emmanuel Rivera Guzman Ingeniero de Sistemas

UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA SECCIONAL DEL ALTO MAGDALENA

FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA SISTEMAS

GIRARDOT 2021

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Nota de aceptación ___________________________

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Firma del presidente del jurado ___________________________

Firma del jurado ___________________________

Firma del jurado

Girardot, 23 de abril del 2021.

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Expreso un inmenso agradecimiento a mi señora madre quién fue la que en todo momento me estuvo acompañando, apoyando y motivando para que a pesar de las malas circunstancias que la vida nos presenta no me diera por vencido sino que por el contrario cogiera el mayor impulso posible para lograr salir adelante con el presente proyecto. Muchas gracias.

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AGRADECIMIENTOS

Este párrafo se lo quiero dedicar a la Ingeniera Ambiental Jakeline Perdomo quien muy amistosamente aceptó ser participe del presente proyecto aportando su voz de experiencia y conocimiento en el área de su competencia para complementar el desarrollo del mismo.

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CONTENIDO

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 9

1. TÍTULO ................................................................................................................. 10

1.1. Tema .............................................................................................................. 10

2. PROBLEMA .......................................................................................................... 11

2.1. Descripción del problema ............................................................................... 11

2.2. Formulación del problema .............................................................................. 12

2.3. Elementos del problema ................................................................................. 12

2.4. Preguntas generadoras .................................................................................. 12

3. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................... 13

3.1. Académica ..................................................................................................... 14

3.2. Técnica ........................................................................................................... 14

3.3. Social ............................................................................................................. 15

4. OBJETIVOS .......................................................................................................... 17

4.1. Objetivo general ............................................................................................. 17

4.2. Objetivos específicos ..................................................................................... 17

4.3. Objetivos del sistema ..................................................................................... 17

5. ALCANCES Y LÍMITES ........................................................................................ 18

5.1. Presentes ....................................................................................................... 18

5.2. Futuro ............................................................................................................. 18

5.3. Límites ............................................................................................................ 19

6. MARCOS DE REFERENCIA ................................................................................ 20

6.1. Antecedentes ................................................................................................. 20

6.2. Marco teórico ................................................................................................. 20

6.3. Marco conceptual ........................................................................................... 26

6.4. Marco legal ..................................................................................................... 29

7. HIPÓTESIS ........................................................................................................... 33

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7.1. Hipótesis del trabajo ....................................................................................... 33

7.2. Variables ........................................................................................................ 33

7.2.1. Variables independientes ........................................................................ 33

7.2.2. Variables dependientes ........................................................................... 33

8. ÁREA DE INVESTIGACIÓN .................................................................................... 34

8.1. Tema de investigación ................................................................................... 34

8.2. Línea de investigación .................................................................................... 34

8.3. Metodología de investigación ......................................................................... 34

8.3.1. Instrumentos de recolección de datos ........................................................ 34

8.3.2. Validación del instrumento y definición de la muestra ................................ 36

8.3.3. Aplicación de los instrumentos ................................................................... 36

8.3.4. Tabulación .................................................................................................. 37

8.3.5. Análisis y resultados de los datos ............................................................... 37

9. METODOLOGÍA DE DESARROLLO DE SOFTWARE......................................... 38

9.1. Fases de diseño del sistema .......................................................................... 39

9.2. Herramientas y diagramas ............................................................................. 39

10. REQUERIMIENTOS .......................................................................................... 41

10.1. Requerimientos funcionales ........................................................................ 41

10.2. Requerimientos no funcionales ................................................................... 41

10.3. Requerimientos técnicos ............................................................................. 41

10.4. Requerimientos de reportes ........................................................................ 42

10.5. Requerimientos de seguridad ..................................................................... 42

11. REQUERIMIENTOS .......................................................................................... 43

11.1. Historias de usuario .................................................................................... 43

11.2. Funcionalidades .......................................................................................... 44

11.3. Product backlog .......................................................................................... 45

12. ANÁLISIS DEL SISTEMA ACTUAL ................................................................... 46

12.1. Proceso general del sistema ....................................................................... 46

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12.2. Diagnóstico del sistema actual .................................................................... 46

12.3. Definición de los casos de uso .................................................................... 46

12.4. Definición del modelo conceptual ............................................................... 47

12.5. Definición de los diagramas de colaboración .............................................. 47

13. DISEÑO Y DESARROLLO DEL SISTEMA PROPUESTO ................................ 48

13.1. Arquitectura del aplicativo ........................................................................... 48

13.2. Diccionario de datos ................................................................................... 49

13.3. Modelo entidad relación .............................................................................. 55

13.4. Diagrama de clase ...................................................................................... 56

13.5. Diagrama de secuencia .............................................................................. 57

13.6. Diagrama de casos de uso ......................................................................... 58

13.7. Diagramas de actividades ........................................................................... 59

14. ANÁLISIS DE RIESGOS ................................................................................... 60

14.1. Definición de escalas .................................................................................. 60

14.2. Identificación de factores ............................................................................ 61

14.3. Factor Humano ........................................................................................... 61

14.4. Factor Técnico o Tecnológico ..................................................................... 62

14.5. Factor Organizacional ................................................................................. 63

14.6. Factor del hardware .................................................................................... 63

14.7. Evaluación de riesgos por factores ............................................................. 65

14.8. Conclusiones del análisis de riesgo ............................................................ 65

15. ANÁLISIS DEL PROYECTO ............................................................................. 66

15.1. Estudio de factibilidad del presupuesto ....................................................... 66

15.1.1. Factibilidad técnica ............................................................................... 66

15.1.2. Factibilidad de rendimiento económico ................................................ 66

15.1.3. Factibilidad ético y legal ....................................................................... 67

15.1.4. Factibilidad operativa ............................................................................ 69

15.1.5. Factibilidad de ejecución ...................................................................... 69

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15.1.6. Cronograma de actividades .................................................................. 70

15.1.7. Presupuesto ......................................................................................... 71

16. PRUEBAS ......................................................................................................... 73

17. RECOMENDACIONES ..................................................................................... 78

18. CONCLUSIONES .............................................................................................. 79

19. ANEXOS ........................................................................................................... 80

20. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. 81

GLOSARIO .................................................................................................................. 88

RESUMEN .................................................................................................................. 92

ABSTRACT ................................................................................................................. 93

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INTRODUCCIÓN En la actualidad existen muchos países (statista, 2019) con altos niveles de contaminación debido a su alta productividad para la generación de ingresos económicos, como consecuencia estos países tienen ciudades que son los mayores contribuyentes a la contaminación por CO2, y aunque a nivel mundial se han creado unas cuotas que no deben ser sobrepasadas por los países con la intención de incentivar la disminución de producción de gases contaminantes al medio ambiente, significando que los países deberían cumplir con el estándar fijado por O.M.S. indicando que para la sustancia PM10 no se deben sobrepasar los 50 Microgramos/m3 en 24h y para PM2.5 los 25 microgramos/m3 en el mismo lapso (O.M.S., 2018).

Es normal ver cómo los gobiernos tratan de implementar medidas correctivas que traten de mitigar la contaminación por CO2 existente, por ejemplo en Bogotá la alcaldesa Claudia López aprobó el decreto distrital No. 077 del 04 de marzo del año en curso (Decreto 077, 2020) con el fin de limitar la circulación de vehículos que sobrepasan el tonelaje allí indicado para tratar de disminuir las emisiones, pero el común denominador es “correctivos”, y desafortunadamente no existe preocupación mientras la calidad del aire es positiva y como aún no existe un problema, entonces nuestras acciones en ciertos casos puedan llegar a ser desmedidas sin tener en cuenta las consecuencias negativas que estas puedan influir en el medio ambiente.

Es por eso que desde ya se quiere comenzar a realizar mediciones periódicas de CO2 presentes en el aire para así informar sobre los posibles picos en los que se pretende de inmediato tomar acciones preventivas.

Actualmente, en el municipio de Girardot no existe un dispositivo que permitir tomar estas mediciones, puesto que las que se han realizado, se han hecho con dispositivos de compañías o empresas externas, quienes a grandes características, llegan y toman la medición para posteriormente emitir un informe e irse de nuevo. Aunque se cumple con la tarea, el municipio sigue sin contar o poseer un dispositivo propio con el cual permita realizar esta labor periódicamente, por estas razones principales es que el presente proyecto desea implementar un dispositivo de medición de la calidad del aire existente en Girardot, para así visibilizar el nivel de contaminación y tomar medidas preventivas.

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1. TÍTULO DISEÑO, DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA SOLUCIÓN BASADA EN TARJETA REDUCIDA (ARDUINO) PARA LA MEDICIÓN DE CO2 Y MATERIAL PARTICULADO DIRIGIDO A LA SECRETARÍA DE LA DIRECCIÓN DE ASISTENCIA TÉCNICA Y DE MEDIO AMBIENTE – DATMA DEL MUNICIPIO DE GIRARDOT.

1.1. Tema Solución tecnológica basada en software y hardware para tomar registros periódicos de los niveles de contaminación por CO2 y material particulado.

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2. PROBLEMA 2.1. Descripción del problema Minuto a minuto el medio ambiente es alimentado con diferentes clases de contaminantes en distintos estados, cantidades y niveles de toxicidad que de una u otra forma terminan afectando a las distintas especies que conviven, incluyendo el humano, en donde, la atmósfera no es ajena a tener que enfrentar las consecuencias negativas que la emisión de estos compuestos genera.

Es así como se tiene que a la capa de ozono se le descubrió en el año 1985 un agujero de aproximadamente 17 millones de Km2 sobre el casquete Antártico (Web oficial de la UE, 2019), debido al uso de sustancias como CFC, en donde para el caso particular del conjunto de estas sustancias, su degradación se logra con la combinación de ozono (O3), permitiendo así la destrucción de dicha capa.

A pesar de que se saben las consecuencias de la contaminación y el impacto del CO2 a nivel mundial, este gas ha venido teniendo un constante aumento desde principios de los años sesenta, fecha en la que se comenzó a tomar registro y seguimiento, dando como balance que para el año 2016 se registró una concentración de 403,3 partes por millón, superando así la cifra del 2015, al cual era de 400 ppm, (Panelles Manuel, 2017).

Por otro lado, se tiene que el material particulado tiene consecuencias negativas para el ser vivo, puesto que el tamaño de estas sustancias sólidas es tan diminuto que logran filtrarse hacia las cavidades pulmonares, llegando incluso a desarrollar cáncer, cuando la exposición es constante y/o se produce aspiración en grandes cantidades (OMS, 2018).

Por lo anteriormente expuesto, es indispensable que se haga uso de dispositivos que tengan la capacidad de realizar lecturas del medio ambiente en cuanto a ciertas sustancias que se sabe que son tóxicas, con la finalidad de que se pueda advertir o emitir alarma sobre el estado negativo que este pueda llegar a tener, y en consecuencia tomar medidas que traten de mitigar la problemática y mantenerla en estado saludable.

Para el caso particular del Municipio de Girardot, que actualmente no posee ninguna clase de dispositivo propio con el que pueda realizar el proceso de toma de muestras para determinar la calidad de aire con el que cuenta, y que para hacerlo debe solicitar con antelación a otra entidad independiente apoyo, es indispensable que se desarrolle

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e implemente una solución tecnológica con el ánimo de realizar labores de monitoreo constantes y así tener base de datos o bitácora con la que se pueda apoyar para tomar medidas en la situación que se requiera o se haga necesaria. Mediante el Dirección de Asistencia Técnica y de Medio Ambiente (DATMA), entidad que se encarga de los asuntos medioambientales del municipio de Girardot y qué además sería la secretaría encargada de recibir y hacer el posterior uso del dispositivo objeto del presente proyecto, para que pueda contar de primera mano con un instrumento capaz de realizar toma de muestras y emitir resultados de calidad del aire con una fiabilidad cercana a los que se encuentran actualmente en el mercado de uso profesional con altos costes de adquisición, y así determinar cuál es la calidad del aire que está respirando en ciudadano de dicho municipio para, ya sea tomar medidas para reducir los niveles en caso que lleguen a ser altos, o conservar las disposiciones como se tienen en la actualidad.

2.2. Formulación del problema ¿Cómo desarrollar una solución tecnológica que permita tomar los niveles de contaminación y hacerles seguimiento periódico? 2.3. Elementos del problema

1. Los niveles de contaminación por CO2 y PM 2.5 y PM10 que actualmente existen en el Medio ambiente son generados por múltiples factores que de una u otra manera dañan la buena calidad de este.

2. La falta de soluciones tecnológicas en los municipios que puedan realizar tareas de medición de contaminación del aire respirable.

2.4. Preguntas generadoras

1. ¿La contaminación en el aire por CO2, PM2.5 y PM10 contribuyen al deterioro de la salud de una persona?

2. ¿La movilización de los vehículos de transporte público y particular contribuyen a la generación de gases nocivos a la salud humana?

3. ¿Son los vehículos de combustión fósil los únicos generadores de contaminantes

que finalmente desembocan en el aire respirable?

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3. JUSTIFICACIÓN Frente a la problemática, los monitoreos que deben hacerse deben ser realizados con la utilización de dispositivos capaces de recoger muestras, procesarlas y determinar la cantidad del conjunto de partículas de una sustancia, que luego puedan ser observadas por el personal encargado de dicha labor;

En la actualidad, en el mercado existen instrumentos profesionales de diferentes marcas y precios cuya funcionalidad principal es la de realizar lecturas de los niveles de partículas en la unidad de medida ppm, que se encuentran presentes en un espacio determinado, es así que se relacionan algunos dispositivos ya existentes; La compañía PCE Instruments, que poseen una variedad de instrumentos de medición como es el caso del Medidor de CO2 PCE-7755 (pce-instruments, 2020), que posee un valor de $1.371.300 sin IVA; el de testo con su modelo testo400 - 0563 0401 (testo, 2020) por valor de 3.684 €, el de PCE-ibérica que posee un dispositivo portátil de medición de partículas desde 0,3 a 25 µm por un costo de $15.021.300 (pce-iberica, 2020); así como también existe un dispositivo de medición de partículas PM2.5 y PM10 que tiene un bajo costo con respecto a los anteriores y es el Detector De Patitas Láser De Calidad De Aire Temtop Medidor (mercadolibre, 2020). Es válido mencionar que los dispositivos anteriormente mencionados tienen la capacidad de realizar medidas a uno de las dos sustancias principales, es decir, determinan los niveles presentes de CO2 o lo niveles de PM2.5, PM10.

En contraparte, la solución tecnológica a desarrollar propuesta por el presente proyecto cuenta con la capacidad de medir 3 tipos diferentes de contaminantes los cuales son CO2, PM2.5 y PM10, ya que cuenta con sensores dedicados a esta labor y que además han sido escogidos buscando el equilibrio entre el rendimiento y el precio junto con la adecuada interconexión con la placa madre que en este caso es Arduino, dando paso a fiabilidad en el proceso de recolección de información para la posterior interpretación, que si bien es cierto no cuenta con un 100% de exactitud en dicha labor, si arroja resultados con los que se podrían apoyar en caso de ser necesario para la toma de decisiones en la situación que se requiera.

El conjunto de elementos a utilizar para la elaboración del proyecto representan unos bajos costos de fabricación respecto a instrumentos de medición que más adelante se irán a mencionar a razón de lograr comparar los precios y así permitir comprobar que existe una diferencia significativa entre los comerciales y el que se pretende desarrollar por medio de este proyecto, y tan sólo para mostrar un ejemplo se menciona que uno de los sensores que tendrá la solución tecnológica es el sensor MQ9 para detectar CO2 con un valor aproximado de $11.000 (Mercado Libre, 2020).

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La inversión económica del proyecto en hardware se calcula que será aproximadamente de $160.000, logrando así una significativa reducción del costo comercial que podría tener una herramienta de este tipo en el mercado, adicionando el costo del trabajo por concepto de software, el cual será realizado por los proponentes del proyecto.

Por último pero no menos importante es recordar que la solución tecnológica del presente proyecto cuenta con elementos y partes electrónicas que por un lado tiene un reducido coste económico, por otro permite una implementación y/o articulación con el resto de piezas adecuada, también se cuenta con documentación que resulta fundamental para lograr configurar y adaptar de forma correcta según las necesidades y requerimientos, y que en el conjunto de lo inherente se obtiene un dispositivo con excelente relación precio/rendimiento.

Girardot, municipio de podría no ser ajeno a problemas medio ambientales por factores que afecten la calidad del aire, no cuenta con un instrumento que tenga capacidad de realizar la labor de determinar las partículas de una sustancia esparcidas en el aire respirable, y que ni siquiera es en ninguna de las dos, es decir, ni se toman medidas de CO2 y tampoco de PM2.5 y PM10, situación que afecta a diferentes sectores, ya que imposibilita emitir diagnósticos sobre el estado actual de la calidad de aire, así como tampoco permite tener registros históricos que puedan evidenciar aumento, estabilidad o disminución de sustancias tóxicas en el aire. 3.1. Académica En la realización del presente proyecto fue de carácter fundamental obtener conocimiento sobre factores, conceptos, actores y demás inherentes a la contaminación ambiental en sus consecuencias tanto para el medio ambiente en general como para el humano en particular, esto debido a que el área de aplicación es diferente a la de Ingeniería de Sistemas, incluyendo además asesorías de Ingenieros Ambientales que con su conocimiento y experiencia contribuyeron al enriquecimiento del proyecto.

3.2. Técnica En la elaboración del presente proyecto, se hizo necesario la investigación preliminar para determinar cuáles serían los elementos electrónicos idóneos para el desarrollo y posterior implementación y que finalmente terminaría siendo el dispositivo de medición de CO2, PM2.5 y PM10, adicionando que un factor fundamental a tener en cuenta era que estos debían ser totalmente compatibles para que en el conjunto se logrará cumplir

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con una de las funciones principales la cual es tomar muestra de las tres sustancias anteriormente mencionadas y traducirlas en números fácilmente comprendidos para quien se encuentra manipulándolo.

Es así como se ha determinado que con el uso de la placa Arduino, sensores MQ2, MQ9, MQ135 y el sensor de partículas son idóneos para que cumplan con una de las funciones principales como lo es la de realizar toma de muestras de los contaminantes presentes en el aire, recordando que no hay una precisión en los resultado de las lecturas del 100%, pero sí un alto porcentaje cercano al mismo.

Teniendo en cuenta que las partes para el presente proyecto son elementos electrónicos y que estos son muy sensibles al contacto con el agua, también se buscó un recipiente que aporta cierto nivel de resistencia a la intemperie, lo cual permite garantizar que aunque este se encuentre expuesto a la lluvia o ante la amenaza de la misma, no se vaya a ver afectado de forma irreparable, ya que al mínimo contacto con este elemento, existe una alta probabilidad de que se queme y se le dé así un final anticipado a tan valioso instrumento.

En este aspecto igualmente se tiene en cuenta el tiempo de exposición a la intemperie que se recomendará en un plazo no mayor a una semana para realización de tareas de mantenimiento y calibración de los sensores. Esto con el fin de llevar un control más cercano del funcionamiento del dispositivo.

3.3. Social Frente a los beneficios sociales que el presente proyecto aporta, se encuentra que este permite evidenciar el estado actual que se tiene en la calidad del aire de determinado sitio en donde se ubique y se permite la recolección de muestras para su posterior análisis, en este caso particular en el Municipio de Girardot, el cual actualmente no posee algún medio que permita realizar este tipo de labores, omitiendo por completo las consecuencias negativas que se podrían llegar a presentar, si los niveles de contaminación se llegan a sobrepasar en zonas con regular afluencia de personas.

Niveles que se encuentran contenidos en la Resolución No. 2254 del 2017, la cual indica que para un lapso de 24 horas, una persona no debe aspirar más de 100 Mg/m3 de PM10, por ejemplo. Factor que influye directamente en la salud pública ya que por ende debe estar sujeto a constante monitorización.

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Por lo anteriormente mencionado se hace necesario e indispensable que el Municipio de Girardot cuente con un dispositivo de medición de la calidad del aire en cuanto a CO2, PM2.5 y PM10, para rastrear y determinar los sitios en donde la problemática ejerce mayor presencia para así poder generar medidas que logren mitigar dicho flagelo.

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4. OBJETIVOS 4.1. Objetivo general Diseñar, desarrollar e implementar una solución tecnológica basada en tarjeta reducida para la medición de CO2 y Material Particulado dirigido a la secretaría del DATMA del Municipio de Girardot.

4.2. Objetivos específicos

1. Consultar la reglamentación concerniente a los niveles adecuado de CO2 y Material Particulado como referencia del desarrollo del dispositivo que representa la solución tecnológica.

2. Diseño del dispositivo que realizara la toma de muestras conforme a la

necesidad de ubicación descrita la entidad competente.

3. Construir y probar el dispositivo diseñado de acuerdo con los requerimientos funcionales y no funcionales identificados.

4.3. Objetivos del sistema

1. Permitir la movilidad para facilitar su transporte para así ubicarlo en el sitio que se requiera para la captura de datos.

2. Permitir la generación de reporte detallados con los datos registrados

3. Construcción reducida y segura con la finalidad de reducir costos y tiempos

junto con la opción de rápido mantenimiento por parte de personal con un mínimo de conocimiento en informática o afines.

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5. ALCANCES Y LÍMITES 5.1. Presentes

1. Diseñará, desarrollar e implementar un dispositivo que realice captura de los niveles de contaminación por CO2, PM2.5 y PM10 presentes en el aire de la zona en donde se ubique a realizar la medición.

2. Presentar un dispositivo que permitirá la fácil movilización y/o traslado de lugar.

3. Desarrollar y configurar un dispositivo con capacidad para interpretar la información capturada por los diferentes sensores que posee.

4. Resguardar en una base de datos la información capturada para tener registros históricos de las lecturas.

5. Generar informes o reportes de un rango de fechas establecido.

6. Entregar un dispositivo con sensores calibrados conforme lo indica la norma colombiana.

5.2. Futuro En un futuro tal vez no muy lejano, podría existir la posibilidad de que se adquieran más dispositivos de esta categoría o similares mediante proyectos universitarios, en donde se analice la posibilidad de crear una red de dispositivos, los cuales permiten interconectarse y así tener un mayor acaparamiento en el municipio.

Inclusive es posible que dicha interconexión se establezca con dispositivos que realicen la medición de otros gases contaminantes mencionados en la resolución No. 2254 emitida por el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible en el año 2017 como lo son el Ozono (O3), dióxido de azufre (SO2), Dióxido de Nitrógeno (NO2), los cuales también tienen presencia en el aire respirable, además que causan daños a los seres humanos que se encuentran expuestos a los mismos tal cual lo indica un boletín informativo de la OMS (OMS, 2018), con lo que se podría tener así en primer lugar una mayor cobertura y en segundo lugar mayor variedad de mediciones en los gases contaminantes.

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5.3. Límites

1. Que transcurrido cierto tiempo los sensores no sean recalibrados y esto genera fallas en las lecturas o que se hagan lecturas erróneas.

2. Falta del servicio de internet para lograr una conexión remota.

3. Pérdida de interés de parte de la entidad encargada para la correcta administración y mantenimiento del dispositivo generado en el proyecto.

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6. MARCOS DE REFERENCIA 6.1. Antecedentes A lo largo de los años se ha visto el incremento en las emisiones de diferente clase de contaminantes hacia el medio ambiente, el cual es aportado por múltiples actores como lo son las empresas grandes, medianas y pequeñas, además de la propia ciudadanía, entre otros, incremento que poco a poco fue despertando el interés y preocupación de empresas o personas que comenzaron a tener ideas con el objetivo de saber la cantidad de partículas por millón que existen en la aire y así poder determinar la afectación directa o indirecta que están teniendo los ciudadanos. Es así como se han creado ya varios dispositivos en cumplimiento del objetivo ya mencionado. A continuación se mencionan algunos dispositivos.

1. PCE Instruments, que poseen una variedad de instrumentos de medición como es el caso del Medidor de CO2 PCE-7755 (pce-instruments, 2020), el cual posee un valor de $1.371.300 sin IVA

2. Testo con su modelo testo400 - 0563 0401 (testo, 2020) por valor de 3.684 €

3. PCE-ibérica que posee un dispositivo portátil de medición de partículas desde

0,3 a 25 µm por un costo de $15.021.300 (pce-iberica, 2020); Los dispositivos ya relacionados logran el mismo objetivo que el presente proyecto pretende cumplir; es así cómo podemos tomar una panorámica del aspecto económico que representa la adquisición de estos bienes, aspecto en el que se cuenta con ventaja, ya que el dispositivo propio tendrá unos costos reducidos. 6.2. Marco teórico La contaminación ambiental es una de las mayores preocupaciones que tiene la sociedad y en la que se tiene una búsqueda constante ya sea de remediar, solucionar o por lo menos reducir este impacto que afecta a todos los ambientes (agua, aire, suelo) y a su vez a las diferentes clases de ecosistemas que se tienen en el mundo (Dominguez, 2015).

Para el caso particular del presente proyecto, se está interesado específicamente en 3 tipos de contaminantes que se emiten hacia el aire, los cuales son CO2, PM2.5 y PM10,

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en donde existen múltiples factores que desafortunadamente alimentan la problemática haciendo que en lugar de reducir aumenta. CO2, el cual es una de los contaminantes que se tratan en el presente proyecto, en un gas contaminante emitido por diversas fuentes como por ejemplo los vehículos de combustión a gasolina (Oceana, 2020), entre otros como la misma naturaleza (Raffino, 2020), gas que aunque se encuentra presente en el aire, no representa un riesgo inminente para el ser humano, a menos que sus niveles de partículas presentes sean tan altas que logren desplazar de forma significativa el oxígeno, situación que se daría en el evento de que una persona se encuentre en un recinto cerrado sin posibilidades de obtener aire fresco externo, pero que sí representa un riesgo para la salubridad del medio ambiente en sí (Plantarse, 2020).

Por otro lado se tiene el PM2.5 y PM10 que infiere al material particulado de forma sólida o líquida en un tamaño igual o inferior a 2.5 y 10 micras, es decir que en comparación con el cabello humano es mucho más pequeño, ya que este tiene un tamaño aproximado de entre los 50 a 70 micras (Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, 2018), teniendo así que éste sí representa un claro peligro para el ser humano puesto que la aspiración o exposición constante permitirían ingresos a las cavidades pulmonares para posiblemente desencadenar en enfermedades crónicas como el cáncer (OMS, 2018).

Continuando con los gases contaminantes los cuales ejercen una alta presencia en el aire respirable como el CO2, PM2.5 y PM10, los cuales son generados constantemente por empresas y ciudadanos que por necesidad y malas costumbres son arrojados indiscriminadamente a los diferentes medios, tal es el ejemplo de la India, en donde ya es normal que ocupe junto con China los primeros puestos en altos índices de contaminación por PM2.5 (IQAir, 2020), en el listado de las 50 ciudades más contaminadas del mundo por esta sustancia, la India tiene una presencia de 26 de las 50 ciudades que se muestran, hecho que termina siendo una consecuencia negativa para los habitantes de dicho país, puesto que según el Dr. Poonam de la O.M.S. “La muerte prematura de millones de personas productivas por enfermedades no transmisibles están socavando gravemente el desarrollo social y económico.” (Dr. Khetrapal Poonam, director de la Oficina Regional de la OMS para Asia Sudoriental, 2015).

Adicionando las complicaciones que los contaminantes generan tanto a la ciudadanía como al medio ambiente, por cuenta de las emisiones que los diferentes vehículos de transporte masivo aportan al aire respirable y que para mencionar un ejemplo se tiene a las grandes ciudades capitales, las cuales requieren movilizar a miles de personas durante todo el día, todos los días de un sitio a otro para que puedan realizar diferente clases de actividades, en donde en realidad lo malo no es que necesiten transportarse,

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sino que los buses en donde lo hacen no cuentan con altos estándares de calidad en cuanto a emisiones de gases contaminantes al medio ambiente como en países europeos, en donde se trabaja constantemente en expedir nuevas versiones de la norma EURO con el objetivo de ponerle un punto final al uso de vehículos de combustión fósil, en especial los de DIESEL y que a día hoy se piensa que con la expedición de la que tal vez sea la última versión que vendría siendo la 7ma se dé la estocada final al uso es esta clase de combustibles (Alianza Europea de Salud Pública, 2020), norma que además es usada como estándar en otros países como Colombia pero que no implementa las actualizaciones que de allí provienen permitiendo que los vehículos diesel sigan generando una quema incompleta del combustible emitiendo Material Particulado principalmente, prueba de ello es el sistema de transporte masivo Transmilenio de Bogotá D.C. (Alcaldía de Bogotá, 2020), el cual a menudo genera polémicas debido a que a pesar de las nuevas leyes o normas que existen a nivel mundial referentes al establecimiento de límites de la generación de estas sustancias nocivas, como por ejemplo la normativa EURO en su última versión que es la VI (Revista ambiental Catorce6, 2018). la cual impone un mayor control a los fabricantes de vehículos a combustión para que estos tengan un impacto aún menor del que ya tienen, casi que obligando a que los fabricantes comiencen a optar por producir coches con tecnología híbrida o eléctricos para que así sean más amigables con el medio ambiente (Grupo Montalt, 2018).

Las emisiones que son generadas tienen como destino el aire respirable, incluyendo hacia las zonas comunes en donde diariamente se movilizan masas de gente, en donde se calcula que alrededor de 2000 muertes por años son generadas por causa de la respiración de agentes tóxicos (Alcaldía de Bogotá, 2020), ahora bien, no es ni uno ni dos buses sino miles los que están constantemente en esta labor junto con sus consecuencias, para el caso particular de Bogotá, que a según el informe “Movilidad en cifras” del año 2015 (Alcaldía Mayor de Bogotá), cuenta con una flota vehículos automotores para el transporte público de 113.856 vehículos en operación constante más los cerca de dos millones de vehículos particulares, siendo así una alta cifra de fuente de emisiones constantes de gases nocivos a la salud (SIMUR, 2017)

En grandes ciudades como por ejemplo Bogotá DC y Medellín se cuenta con varias estaciones de toma de muestras de aire que terminan conformando redes de monitoreo de gases contaminantes presentes en el aire, los cuales poseen dispositivos especializados y de alto coste en la toma de muestras periódicas del aire para que sean procesadas y así emitir un resultado sobre los niveles en cifras que se tienen en el área de acción de dicha estación, cifras que son representadas con la unidad de medida PPM y que para mejorar la comprensión de la ciudadanía se han establecido rangos que van desde niveles sanos a los perjudiciales mostrados por colores (Red de Monitoreo de calidad de Aire de Bogotá, 2020).

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En ciudades que no son grandes ni capitales como por ejemplo el Municipio de Girardot, no cuenta con ninguna clase de dispositivo, estación ni mucho menos red de monitoreo que permita capturar muestras y evidenciar el estado en el que se encuentra la calidad del aire de dicho lugar y que para lograr tener alguna evidencia sobre estos niveles debe recurrir a entidades externas como la Corporación Autónoma Regional (CAR) para que haga dicha labor en días cercanos al “Día sin carro y sin moto” que allí se celebra específicamente un día antes, durante la jornada y un día después para posteriormente emitir un informe que indica si hubo o no hubo beneficios en la realización de dicho evento.

Es por ello que nace la preocupación del proponente del presente proyecto, en vista de la necesidad de diseñar e implementar un dispositivo que tome muestras de aire y que pueda emitir resultados sobre los niveles de contaminación por CO2, PM2.5 y PM10 con lo que éste municipio no tendría que recurrir a entidades externas para realizar dicha labor sino que además de contar con un dispositivo propio, pueda tomar y/o recopilar muestras periódicas que permitan establecer y dejar evidencia sobre el estado de la calidad del aire respirable de la que depende toda la ciudadanía en general y que en caso de ser necesario se puedan generar medidas preventivas y/o correctivas con base en los resultados emitidos por el dispositivo.

La metodología de trabajo que se ha escogido para llevar a cabo es SCRUMBAN, ya que permite tomar partes de la compleja SCRUM y unirla con la simplicidad de KANBAN para lograr llevar a cabo la exitosa culminación del presente proyecto.

La metodología SCRUM por su parte permite que los desarrolladores puedan estar preparados y atentos ante los constantes cambios que se puedan ir presentando durante el desarrollo de un proyecto, puesto que integra al proceso al mismo cliente, haciéndolo parte fundamental para el desarrollo del mismo, es así como también se contempla que existan reuniones en las que se discuten los avances, inconvenientes, pendientes entre otros que retroalimentan al equipo de desarrollo para poco a poco ir haciendo entregas incrementables, es decir que luego de comenzarse el desarrollo del proyecto se está en constante revisión en compañía del mismo cliente para que proyecto no pierda su norte adecuado. (sinnaps.com. 2021)

Por otro lado se tiene KANBAN, la cual es una metodología más simple y menos robusta enfocada en sacar rápidamente los procesos y tareas pendientes que se han asignado, básicamente consiste en un tablero dividido en tres secciones (Por hacer, en proceso, finalizado) que mediante tarjetas o post-its permite visualizar fácilmente todo el flujo de trabajo, adicionalmente tiene ventajas como la eliminación de interrupciones asignando limitaciones en las tareas que el personal pueda estar elaborando para evitar un desborde en la carga de trabajo, entre otras que hacen ver a esta metodología

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realmente atractiva para quienes deseen comenzar a trabajar sin mayores complicaciones. (kanbanize.com, 2021)

Es así que adicionalmente se debe tener en cuenta el desarrollo del prototipo que poco a poco se debían ir desarrollando de tal forma que se puede ir apreciando los avances en el desarrollo e implementación del dispositivo del proyecto, para lo cual fue indispensable el acompañamiento del personal del DATMA, quienes iban guiando el desarrollo y/o corrigiendo cuando fuera necesario.

Para llegar a construir el prototipo del dispositivo que tomaría las lecturas de los gases contaminantes por CO2, PM2.5 y PM10 se comenzó con la primera fase que es la indagación sobre los requerimientos y necesidades globales para posteriormente determinar los elementos que se debían adquirir para comenzar con la construcción del dispositivo en lo que inicialmente se escogió Arduino.

El gran protagonista en el desarrollo del prototipo es la plataforma Arduino y dentro de sus versiones se ha usado la Nano el cuál hace uso de un microprocesador de referencia ATmega328 basado en RISC en conjunto de 8 bits de alto rendimiento, posee una tensión de operación de 5 voltios que ingresan mediante el puerto Mini USB, mismo que es utilizado también para su programación, también posee 32 KB de memoria de los que 2 KB son usados exclusivamente para el bootloader, en cuanto a los pines de conexión posee tanto análogos como digitales en cantidades de 8 y 14 respectivamente, también 2 pines de reinicio y 6 pines de potencia (Vcc y GND).

Existen versiones de Arduino como por ejemplo la versión UNO, la cual posee zócalo para que allí se hospede el microcontrolador de preferencia tal vez por otro que posea unas especificaciones diferentes como por ejemplo que no sea de 8 bits sino que sea de 32, pero para el caso del Arduino NANO que aplica al presente proyecto en primera instancia no se recomienda cambiar puesto que se encuentra soldado en placa y segundo es lo suficiente para que el presente proyecto sea llevado a cabo.

Una de las grandes ventajas que se tiene al usar la plataforma Arduino es que es de código abierto y la cantidad de información sobre todas y cada una de las placas es abundante y sin mayores complicaciones, es así como se ha buscado es diseño esquemático que ha permitido interconectar los diferentes dispositivos como los sensores a dicha placa, se puede llegar a saber exactamente a donde va cada ruta impresa de la placa por así conectar el periférico.

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El desarrollo del prototipo se ha dividido en 4 fases que comprenden como la primera el análisis y especificación, fase en la que se busca definir el diseño básico e inicial para comenzar la construcción del prototipo, de allí surge que lo ideal y suficiente para el presente proyecto es el uso de la plataforma Arduino.

La segunda fase ya entra en vigor el diseño y construcción del prototipo, es aquí en donde se comienzan a dar los primeros pasos en la construcción del mismo además de determinar forma de ubicación de los diferentes elementos que componen el prototipo y en donde además se comienza a interactuar para poco a poco comprender la forma en que trabajan dichos elementos mencionando también que la programación ya hace parte fundamental del desarrollo.

Luego de que se ha comenzado la construcción del prototipo y se tienen avances significativos de los que se puede medir el funcionamiento y resultados de los diferentes procesos para los que el dispositivo se ha construido, se debe evaluar la calidad de los resultados con el fin de generar retroalimentaciones que permitan corregir fallos o vacíos que puedan estar presentes en el prototipo.

Por último pero no menos importante es la cuarta fase, durante esta se busca realizar las modificaciones o correcciones con base en la retroalimentación de la fase inmediatamente anterior en pro de la mejora continua hasta que finalmente el dispositivo quede funcionando de forma óptima y por supuesto en total cumplimiento de los requerimientos.

El dispositivo cuenta con 3 elementos que son parte fundamental de todo el presente proyecto como lo son los sensores MQ2, MQ135 y el sensor DSM501A, con esto no se quiere dar a entender que los demás elementos no son importantes sino que los sensores son los que en realidad realizaran el trabajo de traducir los datos de una forma a otra con la que puede trabajar. Algo que si tienen en común los sensores es que tienen el mismo principio de funcionamiento, es decir que los tres poseen resistencia la cuál debe ser calentada previamente, el tiempo de calentamiento varía puesto que en uno puede llegar a ser hasta de 4 horas para que comience a arrojar datos confiables.

Al adentrarse más en el funcionamiento de dichos sensores encontramos que son análogos y no digitales debido a que estos últimos solamente cumplen con la función de indicar si hay o no presencia de cierto gas más no puede indicar continuamente la variación en el índice de contaminación que este pueda tener, función que si cumplen los análogos puesto que mediante su resistencia continuamente están registrando valores en voltios.

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Luego de que se tienen valores entonces se debe pasar a la tabla específica para cada tipo de sensor, allí se encontrará la curva de sensibilidad en donde se tiene en cuenta otros factores como la humedad, temperatura, entre otros con los que se complementarán para obtener una secuencia de puntos en un plano que en Y se tendrá valores del gas y en X los valores de la resistencia. Debido a que la secuencia de puntos da la curva y no la ecuación es necesario estimar y por regresión hallar la ecuación, en el que se puede llegar a usar inclusive el programa ofimático Excel ingresando los datos de la curva, la mayor cantidad de puntos que se puedan, y graficarse en el mismo programa, posteriormente se agrega la línea de tendencia y se escoge la ecuación potencial para ahí sí arrojar datos de fácil entendimiento.

El procedimiento anteriormente mencionado resultó ser extremadamente tedioso de elaborar para los tipos de gases en los que se estaba trabajando, en lo que finalmente desembocó en un plan b el cual fue hacer uso de una librería que mediante unos valores iniciales como voltajes, humedad, etc. automáticamente realiza el cálculo traduciéndolos a los valores entendibles que tanto hacen falta para poder saber a cantidad de contaminación presente en el aire por un gas.

Permitiendo así al desarrollador economizar costos en horas/hombre de trabajo además de la carga adicionales de procesamiento en el dispositivo. 6.3. Marco conceptual El dióxido de carbono (CO2) es un gas inoloro e incoloro, el cual se encuentra presente en una proporción de 380 ppm en la atmósfera. Algunos de los principales productores de este gas son la combustión de materiales fósiles (carbón, derivados del petróleo, etc.) y la respiración aeróbica de la especie animal. Existe otro factor natural que contribuye a la emisión de este gas a la atmósfera que son los fenómenos naturales como el volcán, aunque dicha contribución es paupérrima a comparación de los anteriores.

El CO2 no es que no deba tener presencia en lo absoluto, puesto que es una pieza fundamental en lo que se conoce como el ciclo del carbono, de allí el nombre, y es que este es emitido naturalmente por todos los seres que habitan en el planeta tierra, incluida la vegetación, lo importante es que se debe conservar un equilibrio entre la absorción y la emisión, equilibrio que actualmente se encuentra desproporcionado debido a que el humano mediante los procesos industriales realiza uso de los materiales fósiles (recordemos que es uno de los grandes contribuyentes de CO2), así como también para su transporte, y en general en una gran variedad de elementos que diariamente utiliza en su diario vivir, generando que las emisiones se encuentren muy

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por encima de la capacidad de absorción que la propia naturaleza posee, hecho que se ha desencadenado en lo que hoy en día se conoce como Calentamiento Global. S&P (2017).

Por otro parte se encuentra el material particulado o P.M. son un conjunto de partículas de diferentes componentes, los cuales deambulan libremente por el aire respirable una vez que han sido generados o emitidos mediante la quema de alguna clase de combustibles en los automóviles, centrales eléctricas o en las industrias, y el hecho de que tengan la capacidad de mantenerse en el aire podría generar riesgos para la salud humana.

El riesgo para la salud humana es que el diámetro de cada una de estas partículas ronda cifras inferiores a los 10 micrómetros, de allí depende que la partícula sea catalogada como PM10, lo que infiere a que la partícula tiene un tamaño de 10 micrómetros o menos, y luego se encuentra el PM2.5 que indica que el tamaño es de 2.5 o menos micrómetros, se podría hacer una idea del tamaño de estas partículas tomando como objeto de comparación el cabello humano, el cual tiene un diámetro en promedio de 70 micrómetro. En la imagen que se muestra a continuación se puede observar que las partículas de PM10 pueden darle la vuelta al cabello humano y a su vez un conjunto de PM2.5 podría darle la vuelta a las de PM10. (EPA, 2018).

Figura No. 1 Comparación de tamaño de las partículas de PM10 y PM2.5

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Nota: El gráfico representa la comparación de tamaños entre el cabello humano y las partículas PM2.5 y PM10. Adaptado de EPA en español, (2018). (https://espanol.epa.gov/espanol/conceptos-basicos-sobre-el-material-particulado-pm-por-sus-siglas-en-ingles)

Dichas partículas que representan un gran riesgo para la salud humana puesto que al ser de tamaño tan diminuto, pueden llegar a colarse en el sistema respiratorio hasta llegar a las cavidades pulmonares, inclusive, al torrente sanguíneo, lo que se puede traducir como en riesgos de poseer enfermedades respiratorias y otras aún más graves como el cáncer (OMS, 2018).

Por razones como las que anteriormente se mencionan, es que la preocupación en diversos ámbitos ha incrementado puesto que el panorama que se presenta por las emisiones de estos contaminantes no resultan ni favorables ni positivos tanto para las personas como para el medio ambiente en general, en donde una de las grandes herramientas con las que se cuentan para combatir este flagelo son los desarrollos tecnológicos en favor del combate frontal que se debe tener para que la situación no se agrave y genere aún más efectos negativos.

La tecnología se ha convertido en la herramienta que mayor acogida ha tenido convirtiéndose así en el mayor combatiente contra el problema y que a lo largo de los años se ha visto como mediante investigaciones se han logrado desarrollar tanto grandes y complejas como pequeñas y simples soluciones tecnológicas con el fin y objetivo de reducir o por lo menos mantener las emisiones de estos contaminantes a raya. Para traer a colación se colocará algunos de los ejemplos tal vez más comunes que se han presentado a día de hoy, algunos de los cuales ya han sido mencionados a lo largo del presente documento.

1. Coches eléctricos 2. Energía eólica 3. Tecnología Start&Stop 4. Pulsera HandTree

Entre muchas otras formas que se ha encontrado como resultado de grandes y en ocasiones largas investigaciones con el fin de mitigar de alguna forma el incremento de estos gases contaminantes.

En concordancia, el presente proyecto busca demostrar la cantidad de gases contaminantes que existen en una zona o área y pese a que trata con los gases, no busca reducirlos directamente, sino que pretende tomar captura de muestras que

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posteriormente traducirá en lenguaje comprensivo para las personas, es decir, emitirá un aviso del total de este en la unidad de medida PPM, así como posteriormente la generación de informes o reportes sobre la cantidad de presencia de los gases, en particular el CO2, PM2.5 y PM10.

6.4. Marco legal Teniendo en cuenta que el presente proyecto hace uso de componentes tanto en hardware como en el software son de licenciamiento libre, es decir, que las licencias para el uso y/o modificación de dichos elementos en las variantes ya mencionadas, no implica que se deba realizar alguna clase de retribución monetaria, sino que somos libres de hacer tanto uso como de distribución sin riesgo que incurrir en cuestiones legales por violar la propiedad intelectual de los elementos que se están usando para el desarrollo del presente proyecto, salvo dar reconocimiento o mención de los desarrolladores originales, quienes muy laboriosamente han decidido permitir su libre distribución. Es así como se mencionan los dos tipos de licenciamiento que a continuación se relacionan.

Licencia OSH (Open Source Hardware): hardware de Fuentes Abiertas (OSHW en inglés) es aquel hardware cuyo diseño se hace disponible públicamente para que cualquier persona lo pueda estudiar, modificar, distribuir, materializar y vender, tanto el original como otros objetos basados en ese diseño. Las fuentes del hardware (entendidas como los ficheros fuente) habrán de estar disponibles en un formato apropiado para poder realizar modificaciones sobre ellas. Idealmente, el hardware de fuentes abiertas utiliza componentes y materiales de alta disponibilidad, procesos estandarizados, infraestructuras abiertas, contenidos sin restricciones, y herramientas de fuentes abiertas de cara a maximizar la habilidad de los individuos para materializar y usar el hardware. El hardware de fuentes abiertas da libertad de controlar la tecnología y al mismo tiempo compartir conocimientos y estimular la comercialización por medio del intercambio abierto de diseños. (OSHA, 2020).

Licencia GPL (General Public Licence): La licencia GNU GPL (GNU General Public License en español Licencia Pública General de GNU) es una licencia de software libre copyleft publicada por la Free Software Foundation. Los usuarios de un programa con licencia GPL son libres para usarlo, acceder al código fuente, modificarlo y distribuir los cambios; siempre que redistribuyan el programa completo (modificado o no modificado) bajo la misma licencia. MDN Mozilla (2019)

A nivel mundial ha existido preocupación por los considerables aumentos en la contaminación por diferentes clases de gases que resultan tóxicos o nocivos ya sea

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para el ser humano o para la atmósfera, es así como que se han creado diferentes convenidos y/o tratados con el fin de comprometer a que diferentes países cumplan una meta como por ejemplo la reducción de dióxido de carbono hacia el aire en un lapso, es así como se celebraron el protocolo de Kioto y la Cumbre de clima de París que a continuación se relacionan.

Protocolo de Kioto: el Tratado de Kioto (Japón), celebrado en 1997, es un protocolo de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC), y un acuerdo internacional que tiene por objetivo reducir las emisiones de seis gases de efecto invernadero que causan el calentamiento global: dióxido de carbono (CO2), gas metano (CH4) y óxido nitroso (N2O), y los otros tres son gases industriales fluorados: hidrofluorocarburos (HFC), perfluorocarbonos(PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6). Se busca una disminución en un porcentaje cercano al 5 %, dentro del periodo que va de 2008 a 2012, en comparación a las emisiones a 1990.

El Tratado de Kioto sienta las bases para la concreción del compromiso de reducir las emisiones un 7% en la década siguiente, compromiso que habían alcanzado los países que se reunieron en Río cinco años antes.

En 1998, los países industrializados aumentaron sus emisiones hasta un 10%, entre ellos EE.UU., que sobrepasó los límites aumentándolas más de un 20%. Para evitar los controles, muchos de estos países han trasladado sus fábricas a naciones en vías de desarrollo, donde las emisiones están creciendo a una media de un 6% anual.

El acuerdo entró en vigor el 16 de febrero de 2005, después de la ratificación por parte de Rusia el 18 de noviembre de 2004. (ESCUSA, C. 2016)

Cumbre de clima de París: representantes de 195 países, entre los que se encuentra la Unión Europea, se reúnen en la capital francesa desde el 30 de noviembre hasta el 11 de diciembre, con el objetivo de alcanzar un acuerdo global para luchar contra el cambio climático. El objetivo prioritario es reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, para contener el calentamiento del planeta.

El acuerdo, que pretende dar continuidad al Protocolo de Kioto, deberá gestionar la descarbonización de las economías (buscar alternativas energéticas a los combustibles fósiles), para que el incremento de la temperatura media del planeta no supere los 2ºC en 2100.

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Además, asumiendo que el cambio climático es un proceso irreversible que ya está en proceso, la Cumbre de París deberá buscar la manera de gestionar a nivel mundial su impacto negativo, aun cuando no se superen esos 2ºC establecidos como límite asumible.

"La cumbre de París no es la última oportunidad que tenemos, pero es muy importante. Hay urgencia, y creo que hay muchas posibilidades de que se produzca un acuerdo", opina Xavier Labandeira, catedrático de Economía y experto del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático de la ONU (IPCC), que es el organismo internacional que se dedica a estudiar desde diferentes disciplinas el riesgo del calentamiento global. (SAMUEL, P. 2015)

Adicionalmente el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible ha publicado la Resolución No. 2254 de 2017, la cual indica cuales son los niveles de contaminación aceptables para la ciudadanía, así como el rango de emisiones determinantes para catalogar el área como peligrosa, aceptable, entre otros, clasificándolos mediante colores que permitirían a la ciudadanía una mejor interpretación del estado en el que se encuentra la calidad del aire de la zona.

1. Resolución No. 2254 del 2017 del Min. Ambiente y Desarrollo Sostenible

Establece la norma de calidad del aire o nivel de inmisión y adopta disposiciones para la gestión del recurso aire en el territorio nacional para garantizar un ambiente sano y minimizar el riesgo sobre la salud humana.

La ciudad capitalina a cargo de la nueva alcaldesa Claudia López ha emitido decretos en los que restringe totalmente la circulación durante un horario establecido en dichos documentos, en su afán de mitigar los problemas de contaminación de se venían presentando y que las medidas que se habían adoptadas con anterioridad no habían sido suficientes para impedir el crecimiento de la contaminación por la emisión de gases contaminantes hacia el aire respirable, es así como se tiene dos ejemplares como los son los decretos 077 y 078 del 2020, descritos así:

1. Decreto No. 077 de 2020 Modifica las condiciones para la circulación de vehículos de transporte de carga señaladas en el Decreto 840 de 2019, con el objeto de que contribuyan a la mejora de la calidad de aire, reducción de congestión vehicular en horas de máxima demanda, aumento en la productividad de la actividad de los transportadores y disminución del impacto social. Decreto No. 077. (2020)

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2. Decreto No. 078 de 2020 Restringe la circulación de vehículos de transporte de carga con año modelo superior a 10 años, desde las 06:00 y hasta las 12:00 horas y desde las 17:00 y hasta las 22:00 horas, en todo el perímetro urbano de la ciudad. Decreto No. 078. (2020)

También es válido mencionar que en Colombia existe una reglamentación general sobre el medio ambiente decretada en el año 2015, la cual abarca sobre todos los asuntos medioambientales incluidos los de la calidad del Aire.

Decreto No. 1076 del 26 de mayo del 2015 “"Por medio del cual se expide el Decreto Único Reglamentario del Sector Ambiente y Desarrollo Sostenible”

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7. HIPÓTESIS 7.1. Hipótesis del trabajo Diseñar, desarrollar e implementar un dispositivo de lectura de contaminación en el aire que guarde registros históricos y así permitir una adecuada toma de decisiones frente a la problemática. 7.2. Variables 7.2.1. Variables independientes

- Niveles de contaminación en el aire - Mediciones de los niveles de contaminación en el aire por CO2, PM2.5 y PM10.

7.2.2. Variables dependientes

- Alarmas tempranas de salud pública en cuanto a contaminación del aire. - Reportes detallados sobre los niveles de contaminación en el aire.

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8. ÁREA DE INVESTIGACIÓN 8.1. Tema de investigación Software 8.2. Línea de investigación Desarrollo de software, infraestructura de TI y gestión e innovación de sistemas informáticos. 8.3. Metodología de investigación

1. Tipo de investigación: El tipo de investigación es aplicada puesto que el presente proyecto abarca una problemática a la cual se le desarrollará una solución tecnológica que si bien no la soluciona, serviría como instrumento para evidenciar los niveles o índices de las sustancias a rastrear.

2. Enfoque cualitativo: El enfoque de la presente investigación es cualitativa, debido a que se busca describir y/o explicar una problemática a la que la sociedad de hoy día se enfrenta en su diario vivir, conforme se recaban o se obtienen datos. (SAMPIERI et al. 2014)

3. Carácter: La presente investigación es de carácter explicativa puesto que se presente determinar las causas y los efectos entorno a la problemática de la contaminación en el aire por CO2, PM2.5 y PM10. (GROSS, M. 2010)

8.3.1. Instrumentos de recolección de datos Se cree conveniente que se lleven a cabo entrevistas puesto que permite ampliar el campo de recabación de los datos por cuanto las personas poseen la libertad de expresarse frente a las preguntas que se le realicen.

Adicionalmente el trabajo de campo genera bases para que los resultados obtenidos puedan ser analizados con el fin de determinar si estos corresponden o están dentro de los estándares establecidos por la ley colombiana, y por último pero no menos importante es la de poder realizar comparaciones con un dispositivo par existente en el mercado con el que se pueda comprobar la confiabilidad de los resultados del

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dispositivo del presente proyecto, es importante tomar datos contra lo que pueden ser comparados.

Una de las entrevistas realizadas para encaminar el presente proyecto a destino adecuado, fue la realizada a la Ingeniera Ambiental Jakeline Perdomo, quien desde el 2016 hasta el 2019 se desempeñó como contratista encargada de los asuntos medio ambientales de la Oficina Asesora de Planeación de la Alcaldía Municipal de Girardot, en lo que la Ing. Jakeline (2020) expresó:

El proyecto es muy atractivo puesto que actualmente en el Municipio no hay entidad que tenga un dispositivo con prestaciones similares, cada vez que se va a realizar el ´día sin carro´ se debe solicitar apoyo a la CAR para que a su vez escalen el requerimiento y así se puedan tener mediciones antes, durante y después del evento, en lo que posteriormente, emiten un informe. Además expresó que ella como Ingeniera ambiental y que se desempeñó en ese cargo desde el año 2016 hasta el año 2019 sabe y es consciente de que la contaminación en determinados sitios puede llegar a ser preocupante, lo sabe pero desafortunadamente no tiene una forma o manera de comprobarlo mediante alguna clase de dispositivo que le permita corroborar lo que se piensa, admite que se ha realizado la búsqueda para tratar de adquirirlo pero por falta de recursos propios junto con la falta de apoyo externo se le ha hecho imposible dicha adquisición. Dentro de las labores que la ingeniera realizó en la alcaldía municipal del municipio de Girardot las quejas que tuvo formalmente por contaminación en el aire fueron pocas o nulas puesto que normalmente la gente lo comenta pero a causa de que no ven el cielo de color negro u oscuro por smoke, entonces no se hacen solicitudes formales, para lo que cree que no es necesario que las consecuencias sean absolutamente visibles y que las personas comiencen a enfermar existiendo la posibilidad de prevenir.

Retomando a la CAR afirma que si bien dicha oficina posee un área ambiental, no es la indicada para destinar o encaminar el proyecto para la entrega a dicha área, sino que es la Dirección de Asistencia Técnica y de Medio Ambiente (DATMA), quién debe apoyar y posteriormente recibir el dispositivo al ser la oficina encargada de supervisar los asuntos medioambientales del Municipio por parte de la Alcaldía Municipal y que planeación tan solo es un apoyo.

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8.3.2. Validación del instrumento y definición de la muestra El decreto nacional No. 1076 del 26 de mayo del 2015 que tiene por título “"Por medio del cual se expide el Decreto Único Reglamentario del Sector Ambiente y Desarrollo Sostenible” establece toda la reglamentación sobre el medio ambiente en general con cada uno de los aspectos y/o factores que de forma directa e indirecta afectan al medio ambiente. Al desplazarse hasta el Título No. 05 se encuentra el apartado específico sobre el Aire mencionando también la reglamentación sobre diversos factores inherentes al mismo. 8.3.3. Aplicación de los instrumentos Durante la entrevista hubo buena disposición por las partes lo cual permitió facilitar que las preguntas que se realizaban fueran respondidas de una manera más amplia teniendo como consecuencia positiva la ampliación en los temas que fueron tratados en dicha actividad, generando que el campo de visión fuera ampliado por parte del estudiantil, quién además de que sus preguntas fueron respondidas, recibió y escuchó consejos de alguien que posee una mayor experiencia en algunos campos y que podrían serle de utilidad durante el desarrollo del presente proyecto. Durante la actividad de campo, se logró evidenciar que a pesar de que la CAR es la entidad encargada de supervisar los temas ambientales en la región entre los que se encuentra la calidad del aire, no tiene dispositivos a disposición de forma inmediata sino que debe escalar la solicitud a un área competente llamada “laboratorio” con sede en otra ciudad, confirmando así que en el Municipio de Girardot ninguna entidad posee un dispositivo de medición por alguna clase de contaminante presente en el aire y que adicionalmente tampoco estaría en capacidad de recibir el dispositivo en desarrollo del presente proyecto puesto que en teoría, ya poseen. Es así que la mirada se gira hacia la oficina municipal DATMA encargada de los asuntos medioambientales del municipio declarando su disposición a apoyo y posterior recibimiento del dispositivo del presente proyecto.

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8.3.4. Tabulación Tabla No. 1 Reuniones DATMA Relación de acercamientos entre el proponente y personal de DATMA

No. DESCRIPCIÓN

1

Encuentro o reunión en el que se da a conocer el objetivo del proyecto, dando la oportunidad al jefe de la oficina del DATMA, quien es el Dr. Alejandro Uribe para que realizara todas las preguntas pertinentes acerca del tema.

2

Reunión en la que el estudiante muestra de forma física los avances que se tuvieron hasta ese momento en el desarrollo de prototipo en la que el Dr. Alejandro realizó algunas preguntas hacía el estudiante, respondiendo este último a todo.

3

Reunión final en la que se muestra el 100% del desarrollo del dispositivo y posteriormente entregando a conformidad en las manos del Dr. Alejandro Uribe director de la oficina del DATMA, para lo que se levanta un acta y se firma por parte del estudiante y el ya mencionado.

8.3.5. Análisis y resultados de los datos Mediante los diferentes encuentros ya sean personales o telefónicos, se ha logrado obtener unos objetivos adecuados, por cuanto los requerimientos son destinados para que la secretaría pueda hacer un buen uso de las funcionalidades recomendadas, además que se da un instrumento el cual aporta un mayor peso a los informes que esta oficina podría generar mediante los reportes que el dispositivo emite. Es así que mediante común acuerdo se han establecido requerimientos mínimos del dispositivo, además que se ofrece disposición de colaboración por parte del ingeniero del DATMA, Giovanni Tovar.

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9. METODOLOGÍA DE DESARROLLO DE SOFTWARE El presente proyecto utiliza la metodología de trabajo SCRUMBAN, la cual es perteneciente al conjunto de metodologías de desarrollo e infiere a la combinación de SCRUM y KANBAN que por sus particularidades aportan beneficio de trabajo conveniente para el desarrollo del mismo.

1- Ante proyecto 2- Reuniones de aprobación 3- Aprobación 4- Saber cuáles eran los componentes que se iban a necesitar 5- Saber cuál era la placa idónea (Arduino) 6- Investigación sobre la implementación de los elementos 7- Desarrollar el prototipo 8- Reuniones de revisión 9- Entrega

Luego de saberse a ciencia cierta qué Arduino sería la plataforma a partir de la cual se comenzaría, entonces se comenzó a determinar el resto de las componentes como los sensores como por ejemplo el MQ2, MQ135, DSM501A, baterías, entre otros, inclusive se pensó en la posibilidad de que el prototipo contara con paneles solares con la intención de que tuviera una amplia autonomía de energía sin tener preocupaciones por que se agotara.

Luego de realizar el análisis y determinar las especificaciones para el diseño básico del prototipo, se procedió a la construcción del mismo, durante esta fase se hizo uso de una de las grandes ventajas que recién se mencionaba y es la facilidad de adquisición de información sobre las diferentes conexiones así como de la programación que se debía llevar a cabo para que cada uno de los componentes se llegara a entender armoniosamente.

En un inicio el prototipo funcionó exitosamente, cabe aclarar que todo era siempre supervisado por personal del DATMA quienes iban dando sus granos de arena para que el prototipo llegara a feliz término, a pesar de haber funcionado exitosamente con el pasar del tiempo se pudo observar que había falencia en un factor muy importante y determinante a la hora de obtener resultados confiables como lo era el suministro eléctrico, se recuerda que inicialmente se había pensado en hacer uso de paneles solares pero finalmente se vió en la necesidad de desistir de este puesto que todo el dispositivo en conjunto tenía un mayor consumo del que se había previsto y del que los paneles no eran suficientes para satisfacer la demanda, es así que entra en rigor la tercera fase.

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En la tercera fase de la construcción del prototipo se realiza la evaluación del comportamiento en tiempo real del dispositivo encontrando factores como el que recién se comentaba (paneles solares), teniendo que se debía buscar alternativas a tener en cuenta para lograr adelantar los impases y continuar con la construcción del prototipo.

Por último se menciona la cuarta fase que es donde se realizan las modificaciones así prototipo, cabe resaltar que esta etapa entra en vigor dependiendo directamente de la fase 3 (evaluación), según se den observaciones en dicha fase es entonces que mediante la cuarta se toman decisiones para establecer las vías a tomar para lograr solucionar los impases.

Para finalmente y luego de múltiples observaciones se da con el prototipo final y funcional. 9.1. Fases de diseño del sistema

1- Planificación del concepto 2- Definir los requisitos 3- El diseño 4- Fase del desarrollo y pruebas 5- En producción.

9.2. Herramientas y diagramas

1. Herramientas

- Product backlog - Sprints - Tablero Kanban - Tarjetas Kanban - Codificación - Pruebas

2. Diagramas

- Diagrama de actividades - Diagrama de clase - Diagrama de caso de uso - Diagrama de secuencia - Modelo de entidad-relación

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En total son un conjunto de herramientas que permite a los desarrolladores darle una vista general y completa del destino que deben tener todas las etapas del diseño, desarrollo e implementación del dispositivo.

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10. REQUERIMIENTOS 10.1. Requerimientos funcionales

- Realizar mediciones de los niveles de contaminación por CO2.

- Realizar mediciones de los niveles de contaminación PM2.5 y PM10.

- Almacenar los datos en base de datos.

- Generar informes y reportes de la recopilación de los datos.

- Generar gráficas conforme se recopilan datos.

10.2. Requerimientos no funcionales

- Aplicación en ambiente web

- Login de usuarios

- Uso de placa Arduino

- Protección a la intemperie durante algún tiempo

- Uso de materiales plásticos para protección de las partes sensibles.

- Permitir el restablecimiento de contraseña en caso de olvido.

10.3. Requerimientos técnicos

- Placa Arduino para la construcción del dispositivo de medición

- Software base que permita la interacción con los periféricos

- Framework para el dashboard

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10.4. Requerimientos de reportes

- Reportes de los niveles de contaminación en el aire separado por contaminante.

- Reportes históricos de los niveles de contaminación en el aire separado por contaminante.

10.5. Requerimientos de seguridad

- Contraseña de acceso alfanumérica

- Generación de logs

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11. REQUERIMIENTOS

11.1. Historias de usuario

Tabla No. 2 Historias de usuario

Historia No. 1 Historia No. 2 Reporte tipo 1 Reporte tipo 2

V E R V E R

Como Administrador Como Administrador

Quiero Generar un reporte por un rango especifico de fecha.

Quiero Generar un reporte

discriminado por contaminante

Para qué Realizar controles en las lecturas.

Para qué Realizar controles en las lecturas.

Historia No. 3 Historia No. 4

Respaldo base de datos Restablecimiento de contraseña V E R V E R

Como Administrador Como Administrador

Quiero Copiar backups de la base

de datos a medios externos

Quiero En caso de olvido de

contraseña, poder restablecerla

Para qué Reducir el riesgo de la pérdida de datos

Para qué Acceder al dashboard

Historia No. 5 Historia No. 6 Seguridad de acceso Reporte en documento

V E R V E R

Como Administrador Como Administrador

Quiero Seguridad de acceso a la aplicación del dispositivo

Quiero Generar reportes en PDF y Excel.

Para qué Para recudir el riesgo de

intrusiones no autorizadas.

Para qué

Permitir que estos sean manejados y/o copiados

entre los diferentes informes que se deben

hacer.

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Historia No. 7 Historia No. 8

Representación de gráficas Interfaz V E R V E R

Como Administrador Como Administrador

Quiero

Generar gráficas de los niveles de contaminantes que se han registrado por

intervalo de tiempo

Quiero Tener una interfaz de

usuario amigable y de fácil entendimiento

Para qué Mostrar gráficamente los niveles de contaminación.

Para qué Poder administrar fácilmente el dispositivo.

Historia No. 9

Respaldo de datos V E R

Como Administrador

Quiero

Que las mediciones queden registradas en un histórico a modo de base

de datos

Para qué Posterior consulta o

extracción de los datos recopilados.

11.2. Funcionalidades

1. Generación de reportes

2. Captura e interpretación de gas contaminante CO2 y Material Particulado 2.5 y 10.

3. Visualización de los niveles en la unidad de medida PPM.

4. Uso de plataformas libres como Arduino

5. Interfaces compatibles entre los puertos de los sensores y de la placa base

6. Medio de visualización de los resultados de la medición.

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11.3. Product backlog

Tabla No. 3 Product backlog

No. DESCRIPCIÓN

1 Emisión de reportes por fechas

2 Emisión de reportes por contaminantes

3 Respaldo de datos registrados

4 Permitir la extracción del backup

5 Seguridad de acceso al dispositivo

6 Generar reportes en PDF y Excel.

7 Generación de gráficas de los datos registrados

8 Interfaz de usuario amigable

9 Restablecimiento de contraseña

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12. ANÁLISIS DEL SISTEMA ACTUAL El análisis del sistema actual se encuentra limitado por cuanto en la actualidad ni la alcaldía municipal de Girardot o alguna de sus dependencias o secretarías no cuenta con alguna clase de dispositivo que se encargue de realizar labores de lectura de partículas de las sustancias que en el presente proyecto se pretenden analizar.

12.1. Proceso general del sistema Bajo el compromiso de realizar mediciones previas y póstumas al evento del “día sin carro” que se venía realizando en años anteriores y ante la falta de un dispositivo propio capaz de realizar mediciones del estado de la calidad del aire en el Municipio de Girardot, era necesario que se realizará un préstamo a la Corporación Autónoma Regional (CAR) con días de anterioridad al evento con el fin de obtener datos y así poder emitir los informes pertinentes.

12.2. Diagnóstico del sistema actual El Municipio de Girardot - Cundinamarca no cuenta con un dispositivo propio que tenga capacidad de realizar mediciones sobre la calidad del aire por ninguna clase de contaminante que pueda estar afectando en la actualidad el aire respirable de las personas que allí habitan.

Por ende, sería recomendable que se realizará alguna clase de gestión para que esta falta pueda ser resarcida y así permitir que el Municipio esté enterado mediante toma de muestras periódicas sobre los índices o niveles de algunos componentes que puedan estar afectando a la ciudadanía sin que alguien sepa.

12.3. Definición de los casos de uso

En la actualidad para la realización de diagrama de casos de uso es indispensable saber que no se realiza esta labor de ninguna forma porque no tienen como realizarla, no poseen un dispositivo o prototipo que lo permita, es por ello que es de vital importancia el desarrollo del presente proyecto.

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Hace unos años si existía el día en el que se realizaban tomas de datos sobre la calidad del aire en el municipio de Girardot, esto era debido al “día sin carro” estipulado en el plan de gobierno del mandatario de turno, a pesar de que tampoco contaban con el dispositivo lograban hacerlo mediante una solicitud de apoyo formal y anticipada a la CAR, entidad que tiene disponibilidad de solicitarlo a su laboratorio y así poder prestar labor a la Alcaldía del municipio.

Es así que dicha entidad externa a la Alcaldía Municipal se disponía a tomar muestras de la calidad del aire en diferentes puntos del municipio un día antes, durante la jornada del día sin carro y al día siguiente con el fin de evidenciar si había o no disminución en la contaminación del aire para posteriormente la CAR procesaba los datos recopilados y emitía un informe con todos los resultados para que la oficina competente procediera a utilizarlos como mejor parezca.

12.4. Definición del modelo conceptual Situación similar al de diagrama de caso de uso se presenta en el presente diagrama.

12.5. Definición de los diagramas de colaboración Situación similar al de diagrama de caso de uso se presenta en el presente diagrama. 12.6. Definición del diseño de clases Situación similar al de diagrama de caso de uso se presenta en el presente diagrama.

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13. DISEÑO Y DESARROLLO DEL SISTEMA PROPUESTO 13.1. Arquitectura del aplicativo La arquitectura cliente-servidor permite que se atiendan múltiples conexiones desde diferentes nodos con concertación en un solo punto, dicho punto es el servidor, el cual se encuentra encargado de atender todas las solicitudes desde cualquiera de estos nodos, para que se logra una conexión exitosa el servidor debe ofrecer alguna forma de conexión como lo puede ser TCP/IP o FTP. En esta clase de arquitectura de nada sirve o no funciona en lo absoluto si el servidor no se encuentra en producción y operativo puesto que este al ser el nodo central y el que responde las solicitudes, dejará básicamente a todos sin el servicio requerido, suceso que no pasa cuando se trata de los clientes, puesto que estos últimos a pesar de estar con falla no impedirá que los demás clientes realicen solicitudes al servidor y este devuelva una respuesta.

Para complementar la arquitectura cliente-servidor se hizo uso del framework Lavarel, el cual permitía al desarrollador tener ya una base establecida y así evitarse de tener que comenzar desde cero el desarrollo de una aplicación.

Lavarel por su parte es un framework que posee grandes ventajas con respecto a otros ya existentes y que además poseen un mayor tiempo de existencia, ventajas como por ejemplo la comunidad que está detrás de bambalinas dispuestas a apoyar y/o contribuir de buena forma para que los diferentes proyectos que se emprenden bajo esta utilidad lleguen a feliz término así como la licencia de uso libre que posee permitiendo al desarrollador y cliente librarse de costos adicionales por su utilización.

Si bien es cierto que no pretende reinventar la rueda pero sí que busca sacarle el mayor provecho a las diferentes formas que pueden existir y las ventajas de otros entornos utilizando las ultimas características de las versiones de PHP brindándole ayuda adicional al desarrollador para que no se detenga o emplee tiempo en configuraciones que pueden llegar a ser obvias como lo es la conexión a la base de datos, en dicha tarea Laravel emplea los “Modelos” las cuales son clases extendidas de la clase base “Model” representando una tabla en nuestra base de datos, al estar allí alojada permite obviar configuraciones ahorrándole así tiempo al desarrollador.

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13.2. Diccionario de datos Tabla No. 4 tipodato.

Tabla en la que se almacenan los tipos de datos posibles para la recopilación de muestras.

tipodato NOMBRE TIPO PK COMENTARIO

id int x descripcion string created_at timestamp updated_at timestamp

Tabla No. 5 dato.

Tabla en la que se almacenan todos las características del dato tomado como por ejemplo el sensor que tomó la muestra o el prototipo al que pertenece.

dato NOMBRE TIPO PK COMENTARIO

id int x id_lectura int valor int id_sensor int created_at timestamp updated_at timestamp id_tipodato int fechahora timestamp

50

Tabla No. 6 lectura.

Tabla en la que se almacenan todos las muestras que están siendo tomadas periódicamente por el prototipo.

lectura

NOMBRE TIPO PK COMENTARIO id int x id_dispositivo int archivo string fechahora timestamp created_at timestamp updated_at timestamp

Tabla No. 7 sensor.

Tabla en la que se registran los sensores a usar en el prototipo.

sensor

NOMBRE TIPO PK COMENTARIO id x descripcion referencia created_at updated_at

51

Tabla No. 8 disp_sensor.

Tabla en la que se pueden registrar los dispositivos adicionales junto con los sensores que posee.

disp_sensor

NOMBRE TIPO PK COMENTARIO id int x id_dispositivo int id_sensor int created_at timestamp updated_at timestamp

Tabla No. 9 dispositivo

Tabla en la que se relaciona el dispositivo con la entidad a la que pertenece.

dispositivo

NOMBRE TIPO PK COMENTARIO id int x descripcion string id_entidad int created_at timestamp updated_at timestamp ord_lectura string period int

52

Tabla No. 10 entidad

Tabla en la que se registran las entidades a la que podría llegar a prestar servicio un prototipo.

entidad

NOMBRE TIPO PK COMENTARIO id int x descripcion string identificacion string direccion string telefono string celular string id_municipio int created_at timestamp updated_at timestamp

Tabla No. 11 municipio

Tabla en la que se registran los municipios en los que un prototipo podría llegar a pertenecer.

municipio

NOMBRE TIPO PK COMENTARIO id int x descripcion string codigo string id_depto int created_at timestamp updated_at timestamp

53

Tabla No. 12 depto

Tabla en la que se registran los departamentos dependiendo del municipio al que vaya a ser adquirido.

depto

NOMBRE TIPO PK COMENTARIO id int x codigo string descripcion string created_at timestamp updated_at timestamp

Tabla No. 13 controlcambios

Tabla en la que se van registrando todos los cambios que se realicen en la plataforma con el fin de que en la auditoría se pueda evidenciar que usuarios realizaron cambios y que fue lo que hicieron.

controlcambios NOMBRE TIPO PK COMENTARIO

id int x fecha_hora timestamp descrpcion string id_usuario int created_at timestamp updatedat timestamp

54

Tabla No. 14 users

Tabla en la que se registran los usuarios que van a usar el aplicativo.

users NOMBRE TIPO PK COMENTARIO

id int x name string email string email_verified_at timestamp password string nombres string apellidos string contacto string remeber_token string created_at timestamp updated_at timestamp

Tabla No. 15 migrations

migrations NOMBRE TIPO PK COMENTARIO

id int x migration string batch int

Tabla No. 16 passwords_resets

Tabla en la que registran los datos para el restablecimiento de la contraseña.

password_resets NOMBRE TIPO PK COMENTARIO

email string token string created_at timestamp

55

Tabla No. 17 Permissions

Tabla autogenerada por el paquete de laravel en la que registran los permisos que posee cada usuario.

model_has_permissions NOMBRE TIPO PK COMENTARIO

permission_id int x model_type string x model_id int x

permissions

NOMBRE TIPO PK COMENTARIO id int x name string guard_name string created_at timestamp updated_at timestamp

role_has_permissions

NOMBRE TIPO PK COMENTARIO permission_id int x role_id int x

roles

NOMBRE TIPO PK COMENTARIO id int x name string guard_name string created_at timestamp updated_at timestamp

role_has_roles

NOMBRE TIPO PK COMENTARIO role_id int x model_type string x model_id int x

55

13.3. Modelo entidad relación

Figura No. 2 Modelo de entidad – relación

56

13.4. Diagrama de clase Figura No. 3 Diagrama de clase propuesto.

57

13.5. Diagrama de secuencia Figura No. 4 Diagrama de secuencia

58

13.6. Diagrama de casos de uso Figura No. 5 Diagrama de caso de uso propuesto.

59

13.7. Diagramas de actividades Figura No. 6 Diagrama de actividades propuesto

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14. ANÁLISIS DE RIESGOS 14.1. Definición de escalas La escala del impacto se estableció en un rango de 1 a 5 siendo 1 el valor menor impacto y 5 el de mayor impacto, como se muestra a continuación: Tabla No. 18 Definición de escalas. Impacto.

DESCRIPCIÓN VALOR

Muy bajo 1

Bajo 2

Medio 3

Alto 4

Muy alto 5 La escala de prioridad se estableció del mismo modo que la de impacto, de 1 a 5 según su valor de importancia. Tabla No. 19 Definición de escalas. Prioridad

DESCRIPCIÓN VALOR

Muy bajo 1

Bajo 2

Medio 3

Alto 4

Muy alto 5

61

POSIBLES RIESGOS DEL SISTEMA

1. Falla en el suministro eléctrico o que haya fallas en la regulación y que se le suministre un voltaje mayor al necesario.

2. Mala manipulación por parte del personal encargado del dispositivo.

3. Falta de cuidados adecuados para que el dispositivo se mantenga en buenas condiciones

4. Falta de calibración, ya que después de cierto tiempo de uso se hace necesario que los sensores sean recalibrados para que estos sigan tomando lecturas.

14.2. Identificación de factores Durante la definición de los riesgos se identifican los posibles factores que pueden presentarse en el sistema, dichos factores se muestran a continuación: 14.3. Factor Humano

Se refiere a las personas involucradas en el desarrollo del proyecto. Se identifica como un factor indispensable para una culminación exitosa, una afección negativa a este factor representa una amenaza significativa al proyecto. Tabla No. 20 Riesgos del factor humano.

RIESGO PROBABILIDAD EFECTO RESPUESTA ESTRATEGIA

Enfermedad o accidente de alguno

de los involucrados del proyecto.

1 4 ACEPTAR

Suplir actividades de integrante o en su defecto replantear el cronograma

de actividades.

Fallas humanas durante el proceso de

desarrollo e implementación del

proyecto.

2 5 PREVENIR

Corregir errores, hacer pruebas que permitan identificar los errores y

hacer retroalimentaciones sobre los procesos

62

Problemas de relaciones

interpersonales entre los involucrados en el

proyecto.

1 3 PREVENIR

Establecer un canal de comunicación y diálogo para solucionar y evitar

posibles casos.

14.4. Factor Técnico o Tecnológico Se refiere a los recursos de hardware o software relacionados con el todo el proceso desarrollo, puede sufrir una afectación directa o indirecta como daños irreparables por mal manejo o manipulación. Se identifica como un factor indispensable para la culminación exitosa del proyecto, una afectación negativa a este factor podría representar costos adicionales, retrasos, pérdida de tiempo, entre otros. Tabla No. 21 Riesgos factor técnico o tecnológico.

RIESGO PROBABILIDAD EFECTO RESPUESTA ESTRATEGIA

Fallas de hardware. 5 5 PREVENIR

Mantenimiento constante según tiempos

estipulados.

Fallas de software. 5 5 PREVENIR

Mantenimiento preventivo según tiempos

estipulados.

Daño o hurto de equipos. 4 3 PREVENIR

Buen manejo de los equipos y protección

física a elementos de fácil acceso.

63

14.5. Factor Organizacional Se refiere a la planificación y organización de cada una de las actividades necesarias para el desarrollo del proyecto que define los tiempos estimados de realización. Se identifica como un factor importante en el proyecto, una afectación negativa sobre este factor puede representar retrasos, pérdida de tiempo, costos adicionales. Tabla No. 22 Riesgos factor organizacional.

RIESGO PROBABILIDAD EFECTO RESPUESTA ESTRATEGIA

Reducción del presupuesto de desarrollo del

proyecto.

4 4 ACEPTAR

Reevaluación del cronograma de actividades y

reutilización de recursos para compensar el nuevo

presupuesto.

Falta de tiempo para el desarrollo

del proyecto. 4 4 PREVENIR Acoplarse al cronograma de

actividades.

Cambio de algunos requerimientos. 5 5 ACEPTAR

Reestructurar los nuevos requerimientos para

incluirlos. 14.6. Factor del hardware Tabla No. 23 Riesgos factor del hardware.

NO. DESCRIPCIÓN PROBABILIDAD EFECTO SOLUCIÓN

1 Daño de la batería del dispositivo

2 4

Verificar si los bornes presentan alguna clase de sulfatación o que la carga

eléctrica ya no sea suficiente se deberá reemplazar.

2 Daño en el recipiente 1 3

En caso de que la carcasa presente avería, se debe tapar o sellar para que este vuelva a quedar hermético o sin ingreso de líquidos, exceptuando lo necesario para la toma de muestras.

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3 Daño de

algunos de los sensores

1 4 Se deberá abrir físicamente el dispositivo

para verificar cuál es la referencia del sensor que presenta falla y reemplazarlo.

4 Fallas eléctricas 1 3

Si el regulador del voltaje llega a presentar falla, se hace necesario el

reemplazo de este.

En la anterior tabla se observa los riesgos que podrían ocurrir en la parte del hardware, especificando la importancia que uno de estos daños traería ya que son materiales indispensables para poder ejecutar los programas que se vayan a utilizar. Prioridad Tabla No. 24 Prioridad de riesgos.

LISTADO DE RIESGOS PRIORIDAD

Daño de algunos de los sensores 1

Daño en el recipiente 2

Fallas eléctricas 3

Enfermedad o accidente de alguno de los involucrados del proyecto. 4

Fallas humanas durante el proceso de desarrollo e implementación del proyecto. 5

Problemas de relaciones interpersonales entre los involucrados en el proyecto. 6

Reducción del presupuesto de desarrollo del proyecto. 7

Falta de tiempo para el desarrollo del proyecto. 8

Cambio de algunos requerimientos. 9

65

14.7. Evaluación de riesgos por factores Figura No. 7 Evaluación de riesgos por factores.

14.8. Conclusiones del análisis de riesgo Lo anterior permite tanto a los integrantes del proyecto como a los beneficiarios se saber de antemano las posibles fallas que se pueden presentar una vez este sea entregado, adicionalmente se indica la probabilidad y el impacto que la posible falla puede ejercer sobre el dispositivo, dando una mirada técnica respecto a fallos.

66

15. ANÁLISIS DEL PROYECTO

15.1. Estudio de factibilidad del presupuesto Uno de los factores más importantes que se tienen en el presente proyecto, es que los valores de las partes y/o piezas que se requieren para el diseño e implementación del dispositivo es relativamente bajo, valores de los que se han hablado párrafos arriba y que evidencian que existe una gran diferencia presupuestal entre proyecto y otros de mayor envergadura. 15.1.1. Factibilidad técnica

El presente proyecto cuenta con el uso de herramientas que poseen un amplio soporte como lo es la placa base Arduino, desde donde se comenzará a construir el dispositivo que realizará la tarea de medición de gases contaminantes, lo cual permite que se tenga apoyo y respaldo en el momento de la construcción del mismo. Adicionalmente la versatilidad que ofrece permite que su articulación con los sensores y demás partes no tengan mayores complicaciones o representen barreras de gran altura al momento de su implementación. 15.1.2. Factibilidad de rendimiento económico Como parte integral del estudio de viabilidad se realiza, basándonos en las estimaciones económicas que se han ido calculando para cada aspecto y la experiencia que la organización dispone de sus propios costos, un estudio económico aproximativo sobre el ahorro o gasto adicional que la puesta en marcha del software puede aportar a la empresa. Se determinaron los recursos para desarrollar, implantar, y mantener en operación el sistema programado, haciendo una evaluación donde se puso en manifiesto el equilibrio existente entre los costos intrínsecos del sistema y los beneficios que se derivaron de este, lo cual permitió de una manera más precisa las bondades del sistema propuesto. Costo Personal El sistema propuesto no incluye costos en cuanto al personal ya que cuya responsabilidad está la operación y funcionamiento del dispositivo. El equipo de desarrollo no genero inversión, ya que por ser un proyecto elaborado como trabajo de grado, el personal encargado de impulsar el mismo, no implicó gasto alguno; aspecto

67

que favorece aún más el proyecto para la DATMA, pero cabe destacar que dicho dispositivo prestará una funcionalidad con la que a día de hoy no se cuenta, por lo que se hace importante que en medida de lo posible, se mantenga como en su estado inicial a pesar del transcurrir del tiempo y el uso. Costos de Hardware y Software Debido a que la DATMA no cuenta con ninguno de los elementos que se requieren para la implementación del dispositivo, se hizo necesario adquirirlos, adicionando que se tuvo la necesidad de que algunos elementos se solicitarán a otro país por falta de existencia en el propio. Los desarrolladores cuentan con recursos lógicos para el desarrollo del nuevo dispositivo, por lo que no fue necesario algún tipo de inversión en este aspecto. Esta situación facilitó la puesta en marcha del proyecto, su aceleración. El dispositivo para su desarrollo e implementación requiere la compra de unos elementos que son los que permitirán realizar las funciones que se han mencionado en el transcurso del presente proyecto, En el trayecto de todas las etapas del mismo se han obtenido un valor total de ($1,836,200) y que se encuentra discriminado en el apartado Presupuesto de este mismo título. 15.1.3. Factibilidad ético y legal Como desarrolladores que somos formados por la Universidad Piloto de Colombia hago énfasis en la responsabilidad que adquirimos como profesionales, con un código ético sobresaliente lo cual nos hace ejercer un buen perfil de responsabilidad ante este proyecto no generando mal intenciones con el software y dispositivo, es decir facilitar el dispositivo a demás empresas, se trata de mantener fidelidad tanto en el desarrollo como en la implementación del dispositivo para esto se tiene en cuenta el código ético de un ingeniero:

1. Aceptar la completa responsabilidad de su trabajo.

2. Mitigar sus propios intereses, los del empresario, los del cliente y los de los usuarios con los del bienestar público.

3. Dar el visto bueno al software sólo si se tiene fundada creencia de que es seguro,

de que cumple las especificaciones, de que ha pasado las pruebas pertinentes y de que no disminuye la calidad de la vida, la confidencialidad ni daña el medio ambiente. El efecto último del trabajo debería ser el bienestar público.

4. Revelar a las personas o autoridades correspondientes cualquier peligro real o

potencial para el usuario, la sociedad o el medio ambiente, peligro que

68

razonablemente consideren que está asociado con el software o con documentos relacionados.

5. Cooperar en las materias relacionadas con preocupaciones graves causadas por

el software, su instalación, mantenimiento, soporte o documentación.

6. Ser justos y veraces en todas las afirmaciones, especialmente en las que sean públicas, relativas al software o a documentos, métodos y herramientas relacionados.

7. Considerar las cuestiones de discapacidades físicas, asignación de recursos,

desventajas económicas y otros factores que puedan disminuir el acceso a los beneficios del software.

8. No utilizar conscientemente software obtenido o retenido de manera ilegal o no

ética. 9. Utilizar la propiedad de un cliente o patrón sólo de maneras adecuadamente

autorizadas, y con el conocimiento y el consentimiento de éste.

10. Garantizar que cualquier documento en el que se confía ha sido aprobado, cuando así se requiera, por alguien con autoridad para hacerlo.

11. Mantener como privada cualquier información confidencial obtenida mediante el

trabajo profesional, siempre que tal confidencialidad no sea inconsistente con los aspectos de interés general ni con la ley.

12. Identificar, documentar, recoger evidencia e informar con prontitud al cliente o al

empresario si, en su opinión, existe la probabilidad de que un proyecto fracase, resulte demasiado caro, viole la legislación sobre propiedad intelectual o sea problemático.

13. Identificar, documentar e informar al empresario o al cliente sobre cualquier

asunto de interés social, o del que se tenga conocimiento, acerca del software o de documentos relacionados.

14. No aceptar trabajo externo que vaya en detrimento de aquél que desarrollen para

su principal contratante.

15. Mantener la integridad de los datos, siendo sensibles a aquéllos que estén obsoletos o equivocados.

16. No involucrarse en prácticas financieras engañosas, tales como sobornos,

dobles facturaciones u otras prácticas impropias. 17. Comunicar a todas las partes los conflictos de intereses que no puedan evitarse

razonablemente.

69

18. Garantizar que los empleados conocen las políticas y los procedimientos del

empresario para la protección de las claves de acceso, ficheros y otra información que sea confidencial para el empresario o para otros.

15.1.4. Factibilidad operativa Los proponentes del presente proyecto garantizan el funcionamiento del dispositivo por cuanto se tiene conocimiento que este tiene la ventaja de ser portable, lo que indica que existen altas probabilidades que sea trasladado de un lado a otro, junto con lo que ello acarrea, por tal razón este presenta resistencia a algunas condiciones que se podrían presentar en el transcurso del uso.

15.1.5. Factibilidad de ejecución Tabla No. 25 Factibilidad de ejecución del proyecto.

TAREA DURACIÓN COMIENZO FIN

INICIALIZACIÓN 15 días 01 de noviembre de 2020 15 de noviembre de 2020

Estudio Previo 15 días 01 de noviembre de 2020 15 de noviembre de 2020

PLANEACIÓN 15 días 16 de noviembre de 2020 30 de noviembre de 2020

Estudio del sistema actual 4 días 16 de noviembre de 2020 19 de noviembre de 2020

Recolección de datos 9 días 20 de noviembre de 2020 28 de noviembre de 2020

Definición de tareas 1 día 29 de noviembre de 2020 29 de noviembre de 2020

Presupuesto 1 día 30 de noviembre de 2020 30 de noviembre de 2020

ANÁLISIS DEL PROYECTO 6 días 01 de diciembre de 2020 06 de diciembre de 2020

Análisis de la información 4 días 01 de diciembre de 2020 04 de diciembre de 2020

Selección de herramientas 2 días 05 de diciembre de 2020 06 de diciembre de 2020

DISEÑO 20 días 07 de diciembre de 2021 31 de diciembre de 2021

Estudio del diseño 2 días 07 de diciembre de 2021 08 de diciembre de 2021

70

Diseño del modelo del sistema 2 días 09 de diciembre de 2021 10 de diciembre de 2021

Diseño del servicio web 14 días 11 de diciembre de 2021 24 de diciembre de 2021

Factibilidades 2 días 26 de diciembre de 2021 27 de diciembre de 2021

DESARROLLO DEL SISTEMA 70 días 02 de enero de 2021 12 de marzo de 2020

Desarrollo de programación 60 días 02 de enero de 2021 02 de marzo de 2021

Gestión de recursos 5 días 03 de marzo de 2021 07 de marzo de 2021

Tecnología 5 días 08 de marzo de 2021 12 de marzo de 2021

EVALUACIÓN 10 días 13 de marzo de 2021 22 de marzo de 2021

Evaluación del producto 4 días 13 de marzo de 2021 16 de marzo de 2021

Validación de errores 2 días 17 de marzo de 2021 18 de marzo de 2021

Resultados 2 días 19 de marzo de 2021 20 de marzo de 2021

Verificación de objetivos 2 días 21 de marzo de 2021 22 de marzo de 2021

DOCUMENTACIÓN 20 días 23 de marzo de 2021 11 de abril de 2021

Manual del usuario 10 días 23 de marzo de 2021 01 de abril de 2021

Manual técnico 10 días 02 de abril de 2021 11 de abril de 2021

ENTREGA DEL PROYECTO. 1 día de 2021 de 2021 15.1.6. Cronograma de actividades Documento anexo con nombre “Cronograma de actividades 2021”.

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15.1.7. Presupuesto Tabla No. 26 Relación de elementos y su respectivo costo.

ETAPA DESCRIPCIÓN DURACIÓN COSTO

PROPUESTA 1 semana $50,000

ANTEPROYECTO 3 semanas $50,000

Transporte

$50,000

Asesoría $100,000

Total Análisis y Diseño $150,000

DESARROLLO

Arduino nano

2 meses

$18.000

Cable DuPont $6.000

Protoboard mini $2.000

Lector uSD $5.000

Sensor DSM501A $56.900

MQ135 $5.900

MQ2 $5.900

DHT11 $6.000

Ventilador 5V $6.000

Bornera bloque $1.000

Baquela universal $1.500

Header $2.000

Bornera 2ps $500

Conversor nivel $2.500

MicroSD $10.000

Adaptador MicroSD a USB $10.000

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Otros $20,000

Total Implementación $159.200

CAPACITACIÓN Tiempo de capacitación

3 días $100,000

Total Capacitación $100,000

TOTAL DEL PROYECTO $509.200

73

16. PRUEBAS Tabla No. 27 Datos de muestras del prototipo

5868.88 7504.29 183.70 976.11 49.00 32.60 0.00 0.00 1790.85 4156.52 120.43 643.09 49.00 32.50 0.00 0.00 2117.26 4530.76 128.08 674.55 48.00 32.50 0.00 0.00 442.82 4530.76 128.08 488.03 47.00 33.30 2311.40 0.62 346.93 4530.76 128.08 473.72 42.00 34.70 2507.20 0.62 1756.06 5623.51 149.47 639.65 39.00 35.60 0.00 0.00 1843.87 5623.51 149.47 648.30 39.00 35.60 124.66 1497.88 2449.42 5623.51 149.47 705.23 37.00 35.90 849.72 986.59 2686.45 3669.56 110.17 726.43 37.00 35.90 0.00 0.00 2984.91 4833.31 134.14 752.41 36.00 35.90 0.00 0.00 3085.29 4833.31 134.14 760.99 38.00 36.10 2023.63 0.62 2609.54 4833.31 134.14 719.61 37.00 36.00 2876.28 0.62 3228.79 4107.94 119.42 773.12 37.00 36.20 0.00 0.00 2524.77 4164.32 120.59 712.03 37.00 36.30 0.00 0.00 2333.36 3700.37 110.83 694.65 37.00 35.90 0.00 0.00 2439.53 4367.79 124.77 704.34 37.00 35.80 0.00 0.00 2198.48 3861.48 114.26 682.17 38.00 35.80 0.00 0.00 2331.48 4251.90 122.40 694.48 38.00 35.80 0.00 0.00 2448.80 4251.90 122.40 705.18 38.00 35.80 1320.57 0.62 2293.41 4251.90 122.40 690.98 38.00 35.70 1202.54 0.62 2267.66 4083.83 118.92 688.60 38.00 35.70 0.00 0.00 2462.23 4083.83 118.92 706.39 38.00 35.80 1186.99 0.62 2938.48 4083.83 118.92 748.42 39.00 35.80 817.98 0.62 3595.90 4083.83 118.92 803.50 39.00 35.90 1336.77 0.62 3595.90 4083.83 118.92 803.50 40.00 35.70 830.65 0.62 4057.24 4083.83 118.92 840.51 39.00 35.90 1446.66 0.62 2938.48 4083.83 118.92 748.42 41.00 36.00 925.29 299.54 2801.72 4083.83 118.92 736.56 39.00 35.90 1191.24 0.62 2757.31 4083.83 118.92 732.67 40.00 36.00 1041.47 0.62 2585.36 4083.83 118.92 717.46 40.00 36.00 1579.30 0.62 3178.54 4083.83 118.92 768.89 40.00 35.90 1485.74 0.62 4057.24 4083.83 118.92 840.51 41.00 35.90 1179.78 0.62 4369.54 4083.83 118.92 864.91 42.00 36.00 1729.94 0.62 13812.03 381628.43 3045.25 1473.28 44.00 36.10 0.00 0.00

74

213444.10 381628.43 3045.25 8253.71 45.00 36.10 595.18 0.62 173241.82 381628.43 3045.25 7148.24 52.00 34.10 649.48 0.62 145092.65 381628.43 3045.25 6332.13 54.00 33.70 786.93 0.62 3190.33 381628.43 3045.25 769.88 56.00 33.60 533.85 0.62 2767.08 381628.43 3045.25 733.53 50.00 33.40 1089.07 0.62 2192.83 381628.43 3045.25 681.64 50.00 33.10 806.80 0.62 1761.58 381628.43 3045.25 640.19 50.00 33.20 630.86 0.62 1307.54 381628.43 3045.25 593.40 51.00 33.10 799.56 0.62 1057.21 381628.43 3045.25 565.72 51.00 33.10 2780.07 1730.77 5322.70 5389.10 144.99 936.62 55.00 33.20 0.00 0.00 2754.37 3881.91 114.69 732.41 55.00 33.30 0.00 0.00 202.94 3881.91 114.69 449.92 55.00 33.20 2609.07 2006.41 86.79 3881.91 114.69 426.92 53.00 33.40 1733.13 0.62 97.98 3881.91 114.69 429.40 52.00 33.70 2200.98 0.62 2016.75 6416.49 164.25 665.01 51.00 34.20 0.00 0.00 3578.60 4204.87 121.43 802.09 51.00 34.00 0.00 0.00 2258.98 3692.73 110.66 687.79 51.00 33.90 0.00 0.00 2413.11 4920.11 135.86 701.94 51.00 34.00 0.00 0.00 2336.60 4223.01 121.80 694.95 50.00 34.10 0.00 0.00 2745.75 4699.65 131.48 731.66 50.00 34.00 0.00 0.00 2010.09 4470.68 126.87 664.38 50.00 34.00 0.00 0.00 2425.71 918.12 40.93 703.08 50.00 34.20 0.00 0.00 1868.25 3895.80 114.98 650.68 50.00 34.40 0.00 0.00 2730.99 5289.11 143.06 730.36 50.00 34.40 0.00 0.00 2684.32 5059.36 138.59 726.25 50.00 34.40 0.00 0.00 1380.28 5059.36 138.59 601.16 50.00 34.40 2549.46 0.62 2541.27 4398.14 125.39 713.51 50.00 34.10 0.00 0.00 2075.69 4398.14 125.39 670.62 50.00 34.20 974.08 666.53 2241.36 4675.99 131.00 686.16 50.00 33.90 0.00 0.00 1999.06 2646.36 87.22 663.32 50.00 33.80 0.00 0.00 2649.79 11803.26 253.91 723.19 49.00 33.70 0.00 0.00 2750.08 10093.39 227.04 732.04 50.00 33.60 0.00 0.00 2117.91 10093.39 227.04 674.61 50.00 33.70 95.24 82.71 2558.18 4478.62 127.03 715.03 49.00 33.90 0.00 0.00 2954.09 1601.71 60.92 749.77 49.00 33.90 0.00 0.00 3291.59 3134.88 98.44 778.38 49.00 34.10 0.00 0.00 3051.69 4597.16 129.42 758.13 49.00 34.10 0.00 0.00 2672.40 4597.16 129.42 725.19 48.00 34.20 682.24 182.65 1363.23 5165.72 140.67 599.36 48.00 34.30 0.00 0.00 2582.73 4906.68 135.59 717.22 48.00 34.20 0.00 0.00

75

2422.43 5066.26 138.73 702.78 48.00 34.20 0.00 0.00 2233.12 4157.02 120.44 685.39 48.00 34.20 0.00 0.00 2376.08 5457.91 146.31 698.56 49.00 34.20 0.00 0.00 2583.71 4878.16 135.03 717.31 49.00 34.00 0.00 0.00 2543.51 4537.01 128.21 713.71 50.00 33.90 0.00 0.00 2475.01 3937.60 115.86 707.55 51.00 33.80 0.00 0.00 2778.76 4751.16 132.51 734.55 51.00 33.90 0.00 0.00 2376.91 4834.19 134.16 698.64 51.00 33.90 0.00 0.00 3155.34 5757.38 152.01 766.93 52.00 33.80 0.00 0.00 2045.01 2471.63 83.06 667.71 52.00 33.60 0.00 0.00 1296.29 2471.63 83.06 592.19 52.00 33.70 1286.58 1806.34 2531.42 5032.50 138.07 712.63 52.00 33.90 0.00 0.00 7179.70 5002.36 137.48 1067.04 57.00 31.00 0.00 0.00 3244.81 5067.81 138.76 774.47 57.00 31.10 0.00 0.00 5132.68 11754.12 253.16 922.62 57.00 30.60 0.00 0.00 5541.19 12195.97 259.92 952.54 62.00 30.60 0.00 0.00 2634.14 5386.48 144.94 721.80 62.00 30.40 0.00 0.00 1122.80 4731.89 132.12 573.13 60.00 30.40 0.00 0.00 1415.25 4731.89 132.12 604.86 60.00 30.70 3857.40 634.68 4769.28 6170.29 159.72 895.46 60.00 31.20 0.00 0.00 4136.67 6170.29 159.72 846.76 60.00 31.20 2382.86 402.19 2717.12 4617.83 129.84 729.14 58.00 31.50 0.00 0.00 2389.05 5364.09 144.51 699.75 58.00 31.60 0.00 0.00 807.79 5364.09 144.51 536.27 58.00 31.60 1280.92 250.45 2559.99 4704.65 131.58 715.19 57.00 31.90 0.00 0.00 2262.60 3876.00 114.56 688.13 57.00 31.90 0.00 0.00 2056.00 3876.00 114.56 668.75 56.00 32.20 1982.74 927.85 1665.60 3876.00 114.56 630.61 56.00 32.40 3784.50 0.62 1918.23 3876.00 114.56 655.54 55.00 32.40 2582.81 391.44 1891.62 3876.00 114.56 652.96 55.00 32.40 334.58 39.18 2453.18 3876.00 114.56 705.57 54.00 32.70 2967.98 304.07 1187.20 3876.00 114.56 580.29 53.00 32.70 170.12 0.62 1618.54 3876.00 114.56 625.85 52.00 32.80 5605.81 520.02 1665.60 3876.00 114.56 630.61 52.00 32.80 2576.25 186.86 2388.22 3876.00 114.56 699.67 52.00 32.80 1703.16 316.29 1813.62 3876.00 114.56 645.33 51.00 32.90 197.44 1767.80 2495.71 5239.01 142.09 709.42 52.00 33.10 0.00 0.00 2242.97 4899.13 135.44 686.31 52.00 33.10 0.00 0.00 3286.91 1439.95 56.45 777.99 52.00 33.30 0.00 0.00 3120.64 3739.71 111.67 763.99 51.00 33.20 0.00 0.00

76

2636.70 3837.88 113.76 722.03 51.00 33.20 0.00 0.00 2378.66 4190.01 121.12 698.80 51.00 33.40 0.00 0.00 2355.84 7350.16 181.00 696.71 51.00 33.30 0.00 0.00 2157.61 4431.59 126.07 678.35 51.00 33.40 0.00 0.00 2157.61 4431.59 126.07 678.35 51.00 33.50 1777.47 0.62 1543.43 4431.59 126.07 618.18 50.00 33.70 2238.94 0.62 1729.46 4431.59 126.07 637.00 50.00 33.80 1012.99 45.66 2885.54 5834.89 153.47 743.85 50.00 33.90 0.00 0.00 2353.11 7101.08 176.59 696.46 50.00 33.80 0.00 0.00 2643.22 5643.74 149.85 722.61 50.00 34.00 0.00 0.00 2138.38 4459.93 126.65 676.54 50.00 33.90 0.00 0.00 4690.09 5718.53 151.27 889.46 50.00 33.90 0.00 0.00 1342.28 4082.86 118.90 597.12 50.00 33.90 0.00 0.00 2502.87 3769.38 112.30 710.06 50.00 33.90 0.00 0.00 3732.07 4998.28 137.40 814.56 50.00 34.00 0.00 0.00 3389.24 4820.03 133.88 786.51 50.00 34.10 0.00 0.00 2648.66 5609.89 149.21 723.09 50.00 34.20 0.00 0.00 2677.92 4012.07 117.42 725.68 46.00 34.30 0.00 0.00 2902.72 4012.07 117.42 745.33 39.00 35.00 1708.72 488.54 3451.86 4012.07 117.42 791.69 39.00 35.00 1966.87 509.84 3560.29 4012.07 117.42 800.59 39.00 35.20 1993.46 0.62 3346.16 4012.07 117.42 782.93 39.00 35.30 761.89 0.62 3346.16 4012.07 117.42 782.93 39.00 35.30 677.69 249.60 2949.47 4012.07 117.42 749.37 39.00 35.20 300.45 0.62 3902.46 4012.07 117.42 828.23 39.00 35.20 2034.72 187.14 3398.67 4012.07 117.42 787.29 39.00 35.40 187.53 0.62 2902.72 4012.07 117.42 745.33 39.00 35.50 199.08 27.63 3560.29 4012.07 117.42 800.59 38.00 35.70 0.62 210.10 3044.83 4012.07 117.42 757.54 37.00 35.90 0.62 0.62 2592.08 4012.07 117.42 718.06 37.00 36.10 150.32 451.19 3093.45 4012.07 117.42 761.68 37.00 36.20 2305.60 0.62 2110.23 4168.02 120.67 673.89 38.00 36.20 0.00 0.00 1973.93 4384.60 125.12 660.91 39.00 36.10 0.00 0.00 2087.93 4799.56 133.47 671.78 39.00 36.20 0.00 0.00 2059.88 4799.56 133.47 669.12 40.00 36.10 2900.01 0.62 2348.77 5100.68 139.40 696.06 41.00 36.10 0.00 0.00 1362.56 5100.68 139.40 599.28 41.00 36.20 624.09 0.62 1421.89 5100.68 139.40 605.56 41.00 36.10 0.62 0.62 2396.61 4293.33 123.25 700.44 41.00 36.10 0.00 0.00 1937.76 5579.90 148.64 657.43 41.00 36.10 0.00 0.00

77

2540.09 3162.93 99.07 713.41 40.00 35.40 0.00 0.00 2707.99 5436.73 145.91 728.33 41.00 36.10 0.00 0.00 1843.25 5507.02 147.25 648.24 40.00 36.10 0.00 0.00 1759.76 5153.69 140.44 640.01 38.00 35.90 0.00 0.00 1238.31 5153.69 140.44 585.90 39.00 36.10 2326.23 1663.52

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17. RECOMENDACIONES

1. Evitar el contacto con el agua o líquidos en general, puesto que tiene componentes electrónicos muy susceptibles.

2. Conservar en un lugar seco.

3. Realizar mantenimiento físico, cuyo objetivo es evitar que ingresen y se alojen cantidades significativas de polvo que puedan generar fallos en la toma de las lecturas del dispositivo.

4. Encender el dispositivo y dejarlo en calentamiento durante al menos 5 horas o

tener en cuenta las lecturas a partir de este tiempo.

5. El prototipo arroja unas aproximaciones en los resultados, no son resultados exactos o 100% iguales a los que podría emitir un dispositivo comercial dedicado a esta labor.

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18. CONCLUSIONES Que el proyecto de la solución tecnológica aporta un gran beneficio para la Secretaría del DATMA, debido a que esta no cuenta con un instrumento similar para poder realizar la toma de contaminantes en el aire por CO2, PM2.5 y PM10, por cuanto se incrementa la gestión que se puede hacer desde dicha oficina, al poder realizar o emitir informes periódicos con el fin de demostrar el estado en el que se encuentra el Municipio de Girardot a la fecha. Hecho que posteriormente permitiría que se tomen medidas en búsqueda del beneficio común para que la ciudadanía no se vea perjudicada con el concepto en cuanto a la calidad del aire que actualmente se respira, adicionalmente que las campañas del “Día sin carro y moto” tengan un mayor fundamento, debido a que ya se tendrán bases o argumentos sólidos que logren demostrar que campañas como la ya mencionada si trae o genera beneficios para toda la ciudadanía de dicho municipio. En búsqueda de lo anterior se ha pretendido escoger entre la gran cantidad de elementos electrónicos que tienen la funcionalidad de realizar estas labores, la que mejor se ajusta a la relación existente entre el rendimiento y el precio, ya que no se debe omitir el hecho de que otra de la grandes ventajas que tiene el dispositivo es que su costo no es tan elevado como lo que comercialmente se consiguen en el mercado, pero tampoco se podía sacrificar las buenas prestaciones que los componentes puedan ofrecer a costas de reducir el valor final del dispositivo. Es así como finalmente se ha obtenido un dispositivo elaborado para cumpla con todos los requerimientos que se mencionan páginas arriba en conjunto con un valor económico relativamente más bajo en comparación con los dispositivos que han mencionado en anteriores apartados del presente documento, los cuales permiten que tener una mayor facilidad de adquisición adecuado al presupuesto de los desarrolladores, logrando así un buen balance y equilibrio entre las prestaciones frente al precio.

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19. ANEXOS

Para el presente trabajo de grado se adjuntan tres documentos debido a que por diversas causas no es posible incluirlos directamente en este documento, estos son:

1. Documentos perteneciente al ítem 15.1.6 Cronograma de actividades.

2. Documento de Manual de Usuario

3. Documento de Manual técnico

4. Acta No. 01

5. Acta No. 02

6. Acta No. 03

7. Acta No. 04

8. Acta de entrega con fecha del 30 de marzo del 2021

9. Certificado de entrega con fecha del 19 de abril del 2021

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35. Raffino M. (2020, 22 de junio). Dióxido de carbono (CO2). Consultado el 20 de julio del 2020. https://concepto.de/dioxido-de-carbono-co2/#:~:text=El%20CO2%20en%20nuestro,los%20dep%C3%B3sitos%20en%20tierra%20firme.&text=All%C3%AD%20intervienen%20los%20ciclos%20de,forma%20gaseosa%20a%20la%20atm%C3%B3sfera.

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38. Alcaldía Mayor de Bogotá. 2020. Red de Monitoreo de calidad de Aire de Bogotá RMCAB. Consultado el 20 de julio del 2020. http://201.245.192.252:81/home/map

39. kanbanize.com. 2021. Qué es Kanban: Definición, Características y Ventajas. https://kanbanize.com/es/recursos-de-kanban/primeros-pasos/que-es-kanban. Consultado el 13 de marzo del 2021.

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42. Isaac. Arduino Nano: todo lo que necesitas saber sobre esta placa de desarrollo.

https://www.hwlibre.com/arduino-nano/. Consultado el 16 de marzo del 2021. 43. SAMPIERI, H. FERNÁNDEZ, C. BAPTISTA, M. (2014). Metodología de la

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https://www.sinnaps.com/blog-gestion-proyectos/metodologia-scrumban

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LISTA DE FIGURAS

Figura No. 1 Comparación de tamaño de las partículas de PM10 y PM2.5 ................ 27 Figura No. 2 Modelo de entidad – relación .................................................................. 55 Figura No. 3 Diagrama de clase propuesto. ................................................................ 56 Figura No. 4 Diagrama de secuencia .......................................................................... 57 Figura No. 5 Diagrama de caso de uso propuesto. ..................................................... 58 Figura No. 6 Diagrama de actividades propuesto ....................................................... 59 Figura No. 7 Evaluación de riesgos por factores. ........................................................ 65

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LISTA DE TABLAS

Tabla No. 1 Reuniones DATMA ................................................................................. 37 Tabla No. 2 Historias de usuario ................................................................................ 43 Tabla No. 3 Product backlog ...................................................................................... 45 Tabla No. 4 tipodato. .................................................................................................. 49 Tabla No. 5 dato. ........................................................................................................ 49 Tabla No. 6 lectura. .................................................................................................... 50 Tabla No. 7 sensor. .................................................................................................... 50 Tabla No. 8 disp_sensor............................................................................................. 51 Tabla No. 9 dispositivo ............................................................................................... 51 Tabla No. 10 entidad .................................................................................................. 52 Tabla No. 11 municipio ............................................................................................... 52 Tabla No. 12 depto ..................................................................................................... 53 Tabla No. 13 controlcambios ...................................................................................... 53 Tabla No. 14 users ..................................................................................................... 54 Tabla No. 15 migrations ............................................................................................. 54 Tabla No. 16 passwords_resets ................................................................................. 54 Tabla No. 17 Permissions .......................................................................................... 55 Tabla No. 18 Definición de escalas. Impacto. ............................................................ 60 Tabla No. 19 Definición de escalas. Prioridad ............................................................ 60 Tabla No. 20 Riesgos del factor humano. .................................................................. 61 Tabla No. 21 Riesgos factor técnico o tecnológico. .................................................... 62 Tabla No. 22 Riesgos factor organizacional. .............................................................. 63 Tabla No. 23 Riesgos factor del hardware. ................................................................ 63 Tabla No. 24 Prioridad de riesgos. ............................................................................. 64 Tabla No. 25 Factibilidad de ejecución del proyecto. ................................................. 69 Tabla No. 26 Relación de elementos y su respectivo costo. ...................................... 71 Tabla No. 27 Datos de muestras del prototipo ........................................................... 73

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GLOSARIO

ARDUINO: es una plataforma de desarrollo basada en una placa electrónica de hardware libre que incorpora un microcontrolador re-programable y una serie de pines hembra. Estos permiten establecer conexiones entre el microcontrolador y los diferentes sensores y actuadores de una manera muy sencilla (principalmente con cables dupont). https://arduino.cl/. (2020). https://arduino.cl/que-es-arduino/. BASE DE DATOS: una base de datos es simplemente una colección de datos estructurados. Imagina que te tomas una selfie: presionas un botón y capturas una imagen de ti mismo. Tu foto es información y la galería de tu teléfono es la base de datos. Una base de datos es un lugar en el que los datos son almacenados y organizados. La palabra «relacional» significa que los datos almacenados en el conjunto de datos son organizados en forma de tablas. Cada tabla se relaciona de alguna manera. Si el software no es compatible con el modelo de datos relacionales, simplemente se llama DBMS. https://www.hostinger.co/. (2020). https://www.hostinger.co/tutoriales/que-es-mysql/. DIÓXIDO DE CARBONO: el dióxido de carbono, o CO2, es una molécula muy común de origen natural que contiene dos átomos de oxígeno y un átomo de carbono. En las condiciones cotidianas en la Tierra, el dióxido de carbono es un gas común que está a nuestro alrededor. Es incoloro, inodoro, está naturalmente presente en la atmósfera de la Tierra y es una parte importante del ciclo del carbono de la Tierra. Todos los seres humanos y animales exhalan dióxido de carbono cuando respiran, y las plantas lo absorben durante un proceso llamado fotosíntesis para crecer. https://www.ecoportal.net/. (2018). https://www.ecoportal.net/temas-especiales/que-es-el-co2-y-como-se-conecta-con-el-cambio-climatico/ CÓDIGO ABIERTO: código abierto significa que eres libre de usarlo y modificarlo. Cualquiera puede instalar el software. También puedes aprender y personalizar el código fuente para que se adapte mejor a tus necesidades. Sin embargo, la GPL (licencia pública de GNU) determina lo que puedes hacer según las condiciones. La versión con licencia comercial está disponible si necesitas una propiedad más flexible y un soporte avanzado. https://www.hostinger.co/. (2020). https://www.hostinger.co/tutoriales/que-es-mysql/. CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL: las Corporaciones Autónomas Regionales y de Desarrollo Sostenible (CAR) son entes corporativos de carácter público, integrados por las entidades territoriales, encargados por ley de administrar -dentro del área de su jurisdicción- el medio ambiente y los recursos naturales renovables, y propender por el desarrollo sostenible del país.

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Por esto, la Oficina Asesora de Planeación, con el fin de contribuir al diseño y mejoramiento del proceso de planificación y seguimiento ha elaborado una serie de instrumentos para uso y aplicación en las Corporaciones Autónomas Regionales y de Desarrollo Sostenible (CAR) los cuales están a disposición del público como documentos guía CREATIVE COMMONS: todas las licencias de Creative Commons tienen muchas características importantes en común. Cada licencia ayuda a los creadores - a los que llamamos licenciadores al utilizar nuestras herramientas - a retener los derechos de propiedad intelectual al mismo tiempo que permiten a otros copiar, distribuir y hacer algunos usos de su obra - al menos para finalidades no comerciales. Cada licencia de Creative Commons también asegura que los licenciadores sean reconocidos como autores de su obra como se merecen. Cada licencia de Creative Commons es vigente en todo el mundo y dura tanto como duran los derechos de propiedad intelectual aplicables (porque están construidas a partir de las leyes de propiedad intelectual). Estas características comunes sirven como base, sobre la cual los licenciadores pueden optar por otorgar permisos adicionales en el momento de decidir cómo quieren que sea utilizada su obra. El licenciador de Creative Commons responde a unas pocas cuestiones sobre el camino de escoger una licencia — en primer lugar, quiero permitir el uso comercial o no? y segundo quiero permitir obras derivadas? Si el licenciador decide permitir obras derivadas, podrá a su vez exigir eso mismo a cualquiera que utilice la obra — las llamamos — para hacer una obra accesible bajo los mismos términos de licencia. Lo llamamos "Compartir Igual" y es uno de los mecanismos que (de ser escogido) permite que con el tiempo el patrimonio digital crezca. Compartir Igual se inspira por la GNU General Public License, utilizada por muchos proyectos libres y de software abierto. CREATIVE COMMONS CC. (2017) GASES F: los gases fluorados (o "gases F") son una familia de gases artificiales utilizados en una amplia gama de aplicaciones industriales. La UE está tomando medidas reglamentarias de control de los gases fluorados en el contexto de su política de lucha contra el cambio climático. Los gases fluorados se utilizan a menudo como sustitutos de las sustancias que agotan la capa de ozono, ya que no dañan la capa de ozono atmosférica. No obstante, los gases fluorados son potentes gases de efecto invernadero, con un efecto de calentamiento hasta 23.000 veces superior al del dióxido de carbono (CO2), y sus emisiones están registrando un fuerte aumento. MYSQL: es un sistema de gestión de bases de datos relacionales de código abierto (RDBMS, por sus siglas en inglés) con un modelo cliente-servidor. RDBMS es un software o servicio utilizado para crear y administrar bases de datos basadas en un

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modelo relacional. https://www.hostinger.co/. (2020). https://www.hostinger.co/tutoriales/que-es-mysql/. NEUMOPATÍA: a diferencia de la bronquitis, que sólo afecta a las vías respiratorias inferiores (los bronquios), la neumopatía afecta al pulmón profundo y es mucho menos frecuente. Las personas más afectadas son las que presentan una fragilidad pulmonar, como el asma, el enfisema y la bronquitis crónica. SIMAEL, M. (2018). PCB: siglas de Placa de Circuito Impreso, pero utilizamos las siglas en inglés (Printed Circuit Board) para no confundirla por ejemplo con las ranuras PCI de nuestro PC. Pues una PCB básicamente es un soporte físico en donde se instalan componentes electrónicos y eléctricos y se interconectan entre ellos. Estos componentes pueden ser, chips, condensadores, diodos, resistencias, conectores, etc. Si echas un vistazo a un ordenador por dentro, verás que hay múltiples placas planas con un montón de componentes pegados a ella, se trata de una placa base y está compuesta por una PCB y los componentes que hemos citado. CASTILLO, J.A. (2019). https://www.profesionalreview.com/2019/02/11/pcb-que-es/ MATERIAL PARTICULADO 2.5: la materia particulada o PM (por sus siglas en inglés) 2.5, son partículas muy pequeñas en el aire que tiene un diámetro de 2.5 micrómetros (aproximadamente 1 diezmilésimo de pulgada) o menos de diámetro. Esto es menos que el grosor de un cabello humano. La materia particulada, uno de los seis criterios de contaminantes del aire de la U.S. EPA, es una mezcla que puede incluir sustancias químicas orgánicas, polvo, hollín y metales. Estas partículas pueden provenir de los automóviles, camiones, fábricas, quema de madera y otras actividades. https://oehha.ca.gov/. (2020). https://oehha.ca.gov/calenviroscreen/indicator/pm25 MATERIAL PARTICULADO 10: Las PM10 se pueden definir como aquellas partículas sólidas o líquidas de polvo, cenizas, hollín, partículas metálicas, cemento o polen, dispersas en la atmósfera, y cuyo diámetro varía entre 2,5 y 10 µm (1 micrómetro corresponde la milésima parte de 1 milímetro). Están formadas principalmente por compuestos inorgánicos como silicatos y aluminatos, metales pesados entre otros, y material orgánico asociado a partículas de carbono (hollín). Se caracterizan por poseer un PH básico debido a la combustión no controlada de materiales. http://www.prtr-es.es/. (No se conoce el año). http://www.prtr-es.es/Particulas-PM10,15673,11,2007.html PARTES POR MILLÓN: las partes por millón se abrevian en ppm, que es lo que normalmente encontramos en la bibliografía, normativa y documentación. Esta unidad es la empleada de forma habitual para indicar la existencia de elementos en muy pequeña cantidad, lo que se conoce como traza en una mezcla, concretamente, aire. Recordemos que el aire es una mezcla de principalmente oxígeno (en un 21%) y nitrógeno (en un 79%), existiendo concentraciones de otros gases en niveles muy bajos o insignificantes en comparación con estos dos compuestos. Aunque la presencia de

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esos otros gases es, pese a su baja concentración, habitualmente problemática para la salud y para el ser humano. Cuando hablamos de ppm es importante distinguir entre ppm para sólidos y ppm para gases, ya que el concepto es bastante diferente. De forma general nos referimos a porcentajes en peso en el caso de sólidos y en volumen en el caso de gases, siendo este último el caso de ppm utilizado en calidad del aire. El indicar que existen X ppm de un compuesto en el aire indica que existen X unidades de volumen (este es el aspecto clave, volumen) por cada millón de partes de volumen de aire. Por enunciar un ejemplo 15 ppm de CO equivale a decir que existen 15 unidades de volumen de CO por cada millón de unidades de volumen de aire, a lo que podremos por lo tanto aplicar cualquier unidad de volumen, siendo siempre la relación verdadera. Si por trabajamos en litros, volviendo al ejemplo, 15 ppm de CO serían 15 litros de CO en cada millón de litros de aire. S&P (2016) SENSOR: es un concepto genérico que hace referencia a diferentes tipos de sensores. Bajo esta palabra de sensores se entiende tanto las unidades que emite una señal analógica, como las unidades que emitSensores para múltiples aplicaciones en la industria e investigación de una señal binaria (encendido o apagado). En todos aquellos lugares donde no sea posible detectar magnitudes eléctricas se requiere los sensores. Convierte una magnitud física en una magnitud eléctrica. https://www.pce-iberica.es/. (2020). https://www.pce-iberica.es/instrumentos-de-medida/sistemas/sensores.htm SISAIRE: el Sistema de Información sobre Calidad del Aire es un sistema para la captura, almacenamiento, transferencia, procesamiento y consulta de información. También permite la generación de información unificada de las redes de calidad del aire del país. (Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales IDEAM, Colombia) SUSTANCIAS CFC: los clorofluorocarburos, denominados también CFC, son sustancias derivadas de los hidrocarburos saturados obtenidos mediante la sustitución de átomos de hidrógeno por átomos de cloro y flúor. Estas sustancias no son productos naturales, sino fruto de la química industrial, por esta razón su degradación es muy difícil y su presencia en la atmósfera se prolonga durante muchos años (50–100). Son gases inertes que no reaccionan con los tejidos animales ni vegetales y se degradan combinándose con el ozono estratosférico, en condiciones de frío y luminosidad. Esta reacción química también implica la destrucción del ozono. (Ministerio para la transición ecológica y el reto demográfico, España)

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RESUMEN El presente proyecto, el cual consiste en el desarrollo e implementación de un dispositivo capaz de realizar mediciones de gases contaminantes presentes en el aire como el CO2 y Material Particulado PM2.5 y PM10, en donde los dos últimos tienen efectos nocivos a la salud de las personas que se encuentren expuestas a niveles no recomendados y que por ende los estén inhalando, sobre todo el PM2.5, ya que el número decimal indica el tamaño de la partícula en micrómetros, la cual puede ingresar sin mucha resistencia a las cavidades pulmonares generando así daños al organismo. Para lo que se pretende crear un dispositivo de bajo costo que logre realizar mediciones de los contaminantes presentes en el aire respirable en el Municipio de Girardot anteriormente mencionados, ya que no se cuenta con algunos ejemplares que permitan realizar esta tarea para así determinar los niveles que se tienen de dichos elementos y permitir establecer los posibles riesgos a los que los ciudadanos se están exponiendo sin tener conocimiento o ser conscientes de ello. Mediante la metodología ágil híbrida SCRUMBAN se busca obtener provecho tanto de la metodología SCRUM como de KANBAN, en donde cada una ofrece ventajas de desarrollo como por ejemplo las entregas incrementales, retroalimentación y la visualización de notas para obtener una visión general de lo pendiente y elaborado y qué prosigue, en donde en su conjunto ayudan a que el presente proyecto llegue a un feliz término.

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ABSTRACT This project, which consists of the development and implementation of a device capable of measuring polluting gases present in the air such as CO2 and Particulate matter PM2.5 and PM10, where the latter two have harmful effects on the health of people who are exposed to uns recommended levels and who are therefore inhaling them , especially PM2.5, since the decimal number indicates the particle size in micrometers, which can enter without much resistance to the lung cavities thus causing damage to the body. For this purpose, it is intended to create a low-cost device that manages to make measurements of the contaminants present in the breathable air in the municipality of Girardot mentioned above, since it does not have some specimens that allow to carry out this task in order to determine the levels that are held of these elements and allow to establish the possible risks to which citizens are exposing themselves without knowing or being aware of it. The SCRUMBAN hybrid agile methodology seeks to take advantage of both the SCRUM methodology and KANBAN, where each offers development advantages such as incremental deliveries, feedback and the visualization of notes to get an overview of what is pending and elaborated and what continues, where together they help this project reach a happy term.