Desarrollo de un Satélite Artificial para monitoreo del Cambio Climático usando Arduino y Raspberry ( actualizado)

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Nuevo semestre, proyectos, grupo, asignatura.

Esta vez, la meta es más alta; el desarrollo de un satélite artificial usando Arduino, Raspberry para el monitoreo ambiental.

Hace unos días, nuestro Gobernador, anunciaba la creación de un parque Aeroespacial, lo cual me dio mucho gusto, ya que hace algún tiempo desarrollé un ” Modelo de Formación Integral de Especialistas en la Fabricación de partes Aeroespaciales”, con esto me certifique en Negocios Tecnológicos por la Universidad de Texas, gracias al apoyo de Conacyt, Fumec, La Embajada Norteamericana, Secretaría de Economía, y a la propia Universidad de Texas en Austin.

Pero en este hermoso, bello y loco país, nadie me peló con el tema de la Certificación, así que me dedique a hacer algo que aprendí; desarrollar proyectos innovadores en mi Institución.

Publicado en el periódico, la noticia se plasmaba de la siguiente forma.

Presentan 22 proyectos innovadores
Alumnos de CONALEP león I
El Sol de León
27 de junio de 2014

 

Redacción

León, Guanajuato.- Como parte de la evaluación final, alumnos del CONALEP plantel León 1 Felipe Benicio Chapa Martínez presentaron una serie de trabajos innovadores ante autoridades educativas en cada una de las diferentes áreas que se imparten en el plantel en la “Expo Proyectos 2014”.

Alrededor de 22 proyectos de los alumnos de 4º semestre de las diferentes áreas que se imparten en el plantel CONALEP León 1 ubicado sobre el Camino al Ramal rumbo a los Ramírez fueron presentados con el apoyo del profesor Rubén Martínez Varela, Jefe de Proyecto de Formación Técnica y el Director del plantel León 1, Ulises Márquez de la Parra.

Entre los trabajos más innovadores se encuentra un elevador a escala que se compone de tres niveles y en el cual los 6 alumnos que lo desarrollaron como parte de la materia de Análisis de Fallas de Sistemas Electromecánicos, impartida por Francisco Javier Candelas Oliva, usaron un sistema de gran potencia que es usado en máquinas industriales, así como un micro que detecta cualquier situación de riesgo.

Este innovador modelo de elevación con apoyo del micro que implementaron capta señales de alerta como el que un pasajero saque o meta cualquier parte de su cuerpo por accidente, en ese momento el elevador detiene su movimiento de manera automática para evitar cualquier accidente.

Así mismo el profesor Jesús Carpio, quien está a cargo del área de Electromecánica guió a sus alumnos para presentar una serie de proyectos, entre ellos un tambor industrial que funciona por medio de un Arduino Mega el cual como cerebro de la máquina regula la velocidad a la que se necesita gire el tambor, lo cual beneficiaría mucho a la industria curtidora, sobre todo si se logra que el encendido de la máquina sea desde un teléfono celular como pretenden los alumnos.

Otro de los destacados trabajos fue un prototipo que muestra el funcionamiento de los sistemas hidráulicos automotrices, neumáticos y de dirección el cual además de mostrar diferentes tipos de aprendizaje en el área automotriz resulta divertido al integrar luz, sonido y un par de llantas que se elevan con un sensor.

Además de los trabajos anteriores, el alumnado presentó proyectos relacionados con el curtido de pieles a cargo del profesor Mauricio Ramos, creación de microempresas entre refaccionarias y talleres automotrices y venta de rines, bajo la batuta de la profesora María de los Ángeles Bonilla, quien imparte la clase de Promoción de Servicios Automotrices, del área de Producción de Calzado a cargo de la maestra Miriam Teresa Dávalos Zamora un grupo de alumnas realizó la elaboración de diversos productos en piel con la merma del calzado con la intención de no desperdiciar nada de los sobrantes de piel y reciclar todo lo posible.

El profesor Omar Vallarta Sandoval a cargo de las materias de Soldadura, Mantenimiento de Transmisión de la Potencia e Interpretación de los Fenómenos Físicos orientó a sus alumnos en la elaboración de muebles tubulares y de herrería, entre los que destacaban lámparas, bancas, diablitos de carga, percheros, candelabros, entre muchos otros elaborados con material reciclado.

En el área de Contabilidad el profesor Margarito Rodríguez presentó a través de sus alumnos un informe de algunas empresas, así como estados, razones e interpretación financiera y precaución con los títulos de crédito.

La intención principal de las autoridades educativas del CONALEP así como de su Director Ulises Márquez de la Parra es que los alumnos lleven a la práctica lo aprendido en la teoría con la elaboración de productos y proyectos innovadores, es como el mismo Director lo dijo: “Desarrollar tecnología CONALEP para todo tipo de industria”. “

Esta última frase, era mía y se adjudicaron al Director, pero en fin, desarrollamos un tambor industrial usando una tarjeta programable, que hasta entonces no se conocía en el plantel.
Pasa el tiempo, y hemos venido con la ayuda de los estudiantes, desarrollando más proyectos, en donde hoy conjuntaré dos en uno; mi estación de monitoreo ambiental, con el satélite artificial a fabricar.
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 Este es el primero de los dos proyectos a conjuntar.

MONITOREO AMBIENTAL USANDO ARDUINO E INTELIGENCIA

ARTIFICIAL.

JESUS FRANCISCO CARPIO MENDOZA

Instituto Mexicano de Acústica.

International Network Complex System.

Conalep Guanajuato.

El siguiente  Abstract, pretende, conformar una Red en Latinoamérica, con el fin de
conectarnos vía servidores, para monitorear  el medio ambiente usando  Arduino como tarjeta para adquisición de datos, desarrollando un dispositivo pequeño.

En mi ciudad; León, Gto, existen tres estaciones de monitoreo ambiental dispersos en

distintos puntos, los cuales ya han sido rebasados por el crecimiento de la misma urbe, surgiendo más sitios, los cuales pueden ser focos rojos en contaminación, partículas suspendidas en el aire, etc.

La mancha urbana va siendo mayor, y los nuevos puntos a monitorear, están dentro de la zona, otros en puntos muy distantes o remotos, sean zonas semi-urbanas, o rurales.

También hay que señalar que algunas industrias están quedando ya dentro de la
mancha urbana, y su contaminación puede ser discreta, pero existe y es real

La estación que opera actualmente, tiene un costo mas menos de 4.5 millones, con
dimensiones de 2.5 de alto, 4 de largo y 3.5 de ancho, ubicada en el Condominio de
Instituciones Empresariales, enfrente de Telégrafos Mexicanos, esquina con Miguel Alemán.

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Una segunda está arriba de la estación de Bomberos de Centro Max, visible a la vista
de los transeúntes.

La última, se encuentra arriba de la  Torre Nissan, casi enfrente del Estadio de Fútbol
Nou Camp.

Tiene un consumo de energía eléctrica la cual alguien paga, puede ser el propio
municipio.

Existe a figura de monitor o supervisor para estas estaciones, quienes se encargan de
su buen funcionamiento, llevar el registro interno de la propia estación, recolectar las muestras que son captadas a través de un tubo que caen y se atrapan en una película plástica.

De este residuo, el cual parece cinta adhesiva, pero con un punto negro, pretendo
realizar una serie de estudios en el Centro de Investigaciones en Óptica (CIO), con el Grupo de Propiedades Ópticas de la Materia (GPOM), bajo la dirección del Dr. Oracio Barbosa, excelente amigo, con quien ya he colaborado anteriormente; nuestro objetivo, determinar los químicos que están atrapados en esta película, y sus efectos en el medio ambiente.

De hecho estoy planeando realizar estudios con un espectrofotómetro para el análisis de las partículas suspendidas en el aíre, del agua que cae a la tierra, para determinar su acidez; a esto le podemos ya nombrar “Espectrofotometría ambiental”

Pero mi propuesta es hacer estaciones más pequeñas, económicas, automatizadas,
donde el monitoreo es a distancia, alimentadas por celdas solares, y conectadas al internet.

Todo esto es por medio de la tarjeta programable Arduino, la cual contará con los
siguientes sensores:

 Temperatura

 Humedad

 Presión Barométrica

 Interferencia Electromagnética

 Ruido ambiental

 GPS

 Dirección del Viento

 Anemómetro y contador de rps, amperaje y watts producido.

 Detector de Gas o contaminantes

 Wi-fi

Con este equipo se pretende hacer un mapa eólico de la ciudad, ya que no se ha

elaborado alguno.

Correlacionar el mapa de riesgos de cada ciudad que nos permita hacer tener una mejor perspectiva del lugar donde vivimos, al tener los datos en un segundo plano sobre lo que está encima de nosotros.

Todo esto, estará en un estuche no mayor a una caja de zapatos, en las azoteas que nos
permitan colocarlos, y que cuenten con internet.

La alimentación del equipo será a través de paneles solares, con su debida batería
recargable para la noche, o fallo de la energía eléctrica.

De los datos recabados, se elabora una base de datos, un mapa ubicando cada equipo,
donde los cortes son cada minuto, actualizando siempre el monitoreo.

Todo esto, se puede observar con la App a desarrollar, donde el usuario puede filtrar los datos seleccionando dejando el mapa en cuestión; la aplicación tiene un costo de su tiempo aire, saldo, etc. Se actualiza cada cierto tiempo, con un costo bajo.

Lo medular es que podemos con esta tecnología, no frenar el cambio climático, pero si,
reducir la cantidad de cáncer en la piel, exposición a la luz del sol, radiación ultravioleta.

Si es mejor colocar paneles solares o un aerogenerador para producir corriente eléctrica en nuestros hogares.

A gran escala, podemos colocar, paneles solares para hospitales, oficinas
gubernamentales, centros comerciales, e iniciar un freno al calentamiento global.

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Cabe señalar, que con esta propuesta, se ha participado en dos concursos siendo estos:

 CleanTech Challenger 2015, con la propuesta 7932: monitoreo ambiental usando arduino e inteligencial artificial.

 SINNCO ( Sistemas de Innovación y Competitividad 2015), organizado por el
Concyteg, que tendrá su Foro Internacional en la ciudad de León, Gto los días 18 y
19 de septiembre.

Actualmente contamos acceso al Servidor o Clúster Científico denominado Arnulfo, que pertenece a la Universidad de Guanajuato, en el cual se harán las primeras pruebas con los algoritmos desarrollados.

Existe un convenio de colaboración cuya carta se anexa a este trabajo, para el desarrollo de Algoritmos e Inteligencia Artificial; el experto Dr.Hiram Eredin Ponce Espinoza, miembro y presidente de la Sociedad Mexicana de Inteligencia Artificial. Su empresa Solarium, apoya en muchos aspectos y desarrollos; se pretende generar cursos, diplomados y nuevas líneas de investigación en Sistemas Dinámicos Adaptativos.

De funcionar en este bello Municipio, imagine en el Estado, País, o bien Latinoamérica.

Como puede leer, el proyecto tiene mucho potencial, y etapas a desarrollar, para lo
cual su apoyo, así como el de su laboratorio es importante, ya que estoy integrando el equipo de colegas latinoamericanos miembros de la OEI para poderlo llevar a cabo.

La idea del Satélite surge hace poco, para lo cual, estoy armando un esquema maestro, y a lo largo del semestre escolar desarrollarlo.
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Mi idea, es formar, especialistas, jóvenes y docentes investigadores, buscando apoyos para seguir con las investigaciones y lograr colocar un buen número mis estudiantes en proyectos de alto impacto.
El dia 11 de agosto del 2017, en el marco del 10mo. Verano Estatal de Investigación organizado por la Secretaría de Innovación, Ciencia y Educación Superior ( SICES- Concyteg).
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De los resultados obtenidos fue, que a los 70 metros de altura, se sigue detectando la señal vía bluethoo, para la transmisión de los datos de humedad, temperatura y la lectura de gases con el sensor.
El Colega Prof. Carlos Bravo, se encargó de hacer el proyecto, y es un logro, ya que vamos a desarrollar el demás equipamiento para que alcance más altura, y poderlo recuperar para volverlo a reutilizar.
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El camino es largo, pero vamos avanzando, y el equipo va creciendo.
¿Qué opina mi estimado lector?

 

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