Desarrollo de un Sistema para Monitoreo de Variables Ambientales

Abstract

La medición de parámetros físicos es útil para la determinación de la calidad del aire, predicción de lluvia, agricultura, ganadería, acuicultura, sistemas de energía renovable, entre otros. En la región de los Valles del estado de Jalisco se realiza una gran cantidad de actividades del sector primario, incluyendo agricultura, ganadería, silvicultura, acuicultura, etc. En todos estos casos, es necesario contar con mediciones de variables meteorológicas confiables, obtenidas en tiempo real y con un registro histórico del comportamiento climático Algunas de principales instituciones nacionales para medición de variables ambientales cuentan con estaciones meteorológicas en la región de los valles, sin embargo, tienen la limitante de no contar con actualizaciones en tiempo real y no se tiene disponible el registro histórico de las mediciones realizadas por periodos de tiempo. La presente tesis presenta una solución a la falta de información climatológica en la región con el desarrollo de un sistema para monitoreo de variables ambientales, el cual tiene disponibles los resultados de las mediciones en tiempo real, el sistema realiza el registro de las mediciones en una base de datos, para poder consultar las mediciones de periodos de muestreo anteriores, incluyendo la fecha y hora de la captura de la información. La información puede ser almacenada y visualizada en tiempo real por medio de una computadora con acceso a la red, el entorno de desarrollo que se utiliza para este propósito es Matlab. Con ayuda de este entorno de desarrollo se tiene acceso a los periféricos de comunicación de la computadora que están conectados con el hardware del sistema, el algoritmo ejecutado en Matlab logra el almacenamiento de los datos adquiridos, así como su visualización. La tarjeta de adquisición está basada en un microprocesador con programación en lenguaje C, lo que ayuda a su portabilidad, las variables que puede medir el sistema son velocidad del viento, dirección del viento, cantidad de lluvia, temperatura ambiental, humedad relativa, dióxido de carbono y radiación solar. En esta tesis se realizaron pruebas al sistema, el registró de datos resultante se comparó con el reporte de la estación meteorológica perteneciente al Servicio Meteorológico Nacional (SMN) ubicada en la comunidad de Valtierrilla Guanajuato a 30 km de la ubicación del sistema para monitoreo de variables ambientales propuesto, para el CO2 se tomó como referencia el reporte de la Secretaría de Medio Ambiente y Ordenamiento Territorial sobre la concentración global atmosférica de bióxido de carbono. Se observó en los registros de las lecturas tomadas por el sistema que la comunicación se mantuvo estable no se encontró pérdida de comunicación de los sensores con el sistema, el sistema funcionó adecuadamente, incluso en periodos con lluvia moderada, se obtuvo una exactitud promedio de temperatura del 1.3 %, humedad del 3.57 %, radiación del 0.21 %, dirección de viento del 4.67%, velocidad de viento del 2.34 %, cantidad de lluvia del 0.09% y CO2 del 0.59%, una de las causas de las diferencias de medición puede corresponder a la distancia que se tiene con la estación meteorológica que se tomó como referencia, ya que la distancia es considerable.