1. DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA QUE PERMITA
OBTENER INFORMACION SOBRE LA MEDICION DE MONOXIDO DE
CARBONO (CO) PRESENTE EN EL LABORATORIO DE QU
LABORATORIO QUIMICA
GENERAL Y AYUDE A PREVENIR EFECTOS PERJUDICIALES PARA
LA SALUD DE LOS ESTUDIANTES Y DOCENTES DE LA
UNIVERSIDAD DE CORDOBA
CORDOBA.
Autores:
JOSE LUIS MARTINEZ SOLANO
JORGE ARMANDO OLIVERO IZQUIERDO
Director del proyecto
proyecto:
LUIS OLASCOAGA
S
UNIVERSIDAD DE CORDOBA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA DE SISTEMAS Y
TELECOMUNICAIONES
PROGRAMA DE INGENIERIA DE SISTEMAS
MONTERIA
2013
1

2. DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA QUE PERMITA
OBTENER INFORMACION SOBRE LA MEDICION DE MONOXIDO DE
CARBONO (CO) PRESENTE EN EL LABORATORIO DE QUIMICA
GENERAL Y AYUDE A PREVENIR EFECTOS PERJUDICIALES PARA
LA SALUD DE LOS ESTUDIANTES Y DOCENTES DE LA
UNIVERSIDAD DE CORDOBA.
JOSE LUIS MARTINEZ SOLANO
JORGE ARMANDO OLIVERO IZQUIERDO
Trabajo presentado al Departamento de Ingeniería de Sistemas y
Telecomunicaciones, en cumplimiento parcial de los requisitos para
obtener el grado de Ingeniero de Sistemas
DIRECTOR: LUIS OLASCOAGA
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA DE SISTEMAS Y
TELECOMUNICACIONES
Montería – Córdoba
2013
2

3. ____________________________
Director
____________________________
Jurado
____________________________
Jurado
3

4. AGRADECIMIENTOS
Los autores del presente trabajo de investigación, expresan sus
agradecimientos a:
Dios, por ser nuestra mayor bendición y ayudarnos a terminar este
proyecto con éxito.
Luis Olascoaga yRobert Paternina, por brindarnos sus asesorías y
conocimientos durante este largo proceso.
Hernán Alonso Arteaga, y Oscar Emilio Rodríguez estudiantes de la
Universidad de Córdoba, por ayudar a la culminación de este proyecto
con sus grandes aportes.
A los profesores del programa de Ingeniería de Sistemas, por ser
nuestros guías y ejemplo a seguir durante todo el desarrollo de nuestra
carrera.
A nuestros Padres, familiares y amigos que nos apoyaron en todos los
pasos que llevaron a la culminación del proyecto.
Y a todas aquellas personas, que nos colaboraron de alguna u otra forma
a completar nuestro trabajo.
4

5. TABLA DE CONTENIDOS
1. INTRODUCCION ............................................................................................................. 11
2. RESUMEN......................................................................................................................... 12
3. ABSTRACT ....................................................................................................................... 13
4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................................... 14
5. JUSTIFICACION .............................................................................................................. 16
6. OBJETIVOS ...................................................................................................................... 18
6.1. Objetivo General....................................................................................................... 18
6.2. Objetivos Específicos .............................................................................................. 18
7. MARCO REFERENCIAL ................................................................................................. 19
8. ANTECEDENTES ............................................................................................................ 19
8.1. En el contexto internacional.................................................................................... 19
8.2. En el contexto nacional ........................................................................................... 21
8.3. En el contexto local .................................................................................................. 21
9. MARCO TEORICO .......................................................................................................... 22
9.1. Contaminación del aire ............................................................................................ 22
9.2. El Índice de la Calidad de Aire ............................................................................... 22
9.3. ¿Cómo me afecta la contaminación del aire? ..................................................... 23
9.4. Monóxido de Carbono ............................................................................................. 24
9.5. Características .......................................................................................................... 24
9.6. Riesgos ...................................................................................................................... 24
9.7. Descripción del Toxico ............................................................................................ 24
9.8. Fuentes de Monóxido de Carbono ........................................................................ 25
9.9. Exposición de la Población al Monóxido de Carbono ........................................ 26
9.10. Mecanismos de Acción del Monóxido de Carbono ......................................... 27
9.11. Efectos en la Salud por la Exposición al Monóxido de Carbono .................. 29
9.12. Intoxicación por Monóxido de Carbono ............................................................ 29
9.13. Monitoreo de la exposición a Monóxido de Carbono ..................................... 31
9.14. Carboxihemoglobina en la sangre .................................................................... 31
9.15. Actividad de la enzima arilsulfatasa A. ............................................................. 32
9.16. Monóxido de carbono exhalado. ........................................................................ 32
9.17. Caracterización Epidemiológica ......................................................................... 32
5

6. 10. MARCO CONCEPTUAL ............................................................................................. 36
10.1. Lenguaje del Lado del Cliente ............................................................................ 36
10.1.1. Html 5 ............................................................................................................. 36
10.1.2. Javascript....................................................................................................... 36
10.1.3. Css3 ............................................................................................................... 37
10.1.4. Jquery............................................................................................................. 37
10.1.5. JqueryMobile ................................................................................................. 38
10.1.6. Ajax ................................................................................................................. 38
10.1.7. PhoneGap ..................................................................................................... 39
10.1.8. WebWorks ..................................................................................................... 39
10.2. Lenguaje del Lado del Servidor ......................................................................... 40
10.2.1. Php ................................................................................................................. 40
10.2.2. Ventajas de php ............................................................................................ 40
10.3. Servidor Web ........................................................................................................ 41
10.3.1. Apache ........................................................................................................... 41
10.3.2. Ventajas de Apache ..................................................................................... 42
10.3.3. Sistema de Gestión de Base de Datos ..................................................... 42
10.3.4. PostgresSQL ................................................................................................. 42
10.3.5. Ventajas de PostgresSQL ........................................................................... 43
11. METODOLOGIA ........................................................................................................... 44
11.1. Tipo de investigación ........................................................................................... 44
11.2. Línea de Investigación......................................................................................... 44
11.3. Población Objetivo ............................................................................................... 44
11.4. Estrategias de Recolección de Datos ............................................................... 44
11.5. Proceso de Investigación .................................................................................... 44
11.6. Fase I: Análisis del Tema a Investigar .............................................................. 44
11.7. Fase II: Análisis, Diseño y Montaje ................................................................... 45
11.8. Fase III: Desarrollo del Sistemas ....................................................................... 46
12. PROCESO DE DESARROLLO DEL SISTEMA ...................................................... 47
12.1. Metodología de Desarrollo .................................................................................. 47
12.2. Análisis y Diseño del Sistema ............................................................................ 47
12.3. Programación del Sistema .................................................................................. 47
12.4. Arquitectura del Sistema ..................................................................................... 48
6

7. 12.4.1. Capa de Persistencia................................................................................... 48
12.4.2. Capa de Lógica del Negocio ...................................................................... 48
12.4.3. Capa de Presentación ................................................................................. 48
12.4.4. Modelo ........................................................................................................... 48
12.4.5. Vista ................................................................................................................ 49
12.4.6. Controlador .................................................................................................... 49
12.5. Herramientas y Entorno Desarrollo del Sistema ............................................. 49
12.6. EnterpriseDB ......................................................................................................... 50
12.7. Arduino ................................................................................................................... 50
12.8. SublimeText .......................................................................................................... 50
12.9. NetBeans ............................................................................................................... 50
12.10. PhoneGapBuild..................................................................................................... 51
12.11. Ripple ..................................................................................................................... 51
13. RESULTADOS ............................................................................................................. 52
13.1. Grafica de Los Resultados Obtenidos .............................................................. 52
14. PRUEBAS FUNCIONALES DEL SISTEMA............................................................. 55
14.1. Introducción ........................................................................................................... 55
14.2. Plan de Pruebas del Sistema ............................................................................. 55
14.3. Hardware Requerido ............................................................................................ 55
14.3.1. Kit Arduino ..................................................................................................... 55
14.3.2. PC (servidor) ................................................................................................. 55
14.3.3. Dispositivo móvil (celular) ........................................................................... 56
14.4. Software Requerido ............................................................................................. 56
14.4.1. Arduino UNO ................................................................................................. 56
14.4.2. PC (servidor) ................................................................................................. 56
14.4.3. Dispositivo móvil (celular) ........................................................................... 56
15. PROCEDIMIENTOS PARA LA RELIAZACION DELAS PRUEBAS ................... 57
15.1. Montaje y Ensamble de Hardware..................................................................... 57
15.2. Desarrollo de la Prueba....................................................................................... 59
15.3. Resultados obtenidos .......................................................................................... 60
15.4. Recomendaciones................................................................................................ 61
16. TRABAJO FUTURO .................................................................................................... 62
17. CONCLUSIONES......................................................................................................... 63
7

8. 18. REFERENCIAS ............................................................................................................ 64
19. ANEXOS ........................................................................................................................ 67
8

9. LISTA DE TABLAS
Tabla No 1: Relación del índice del aire y los niveles de preocupación
para la salud……………………………………………………...……………23
Tabla No. 2: Relación del tiempo de exposición y efectos de la exposición
al monóxido de carbono………………………………………………………29
Tabla No. 3. Relación concentración de monóxido de carbono con niveles
de carboxihemoglobina y presencia de síntomas………………………….32
Tabla No. 4. Casos de Intoxicación por monóxido de carbono, años 2007
– 2011 en el Distrito Capital…………………………………………………..33
Tabla No. 5. Casos de Mortalidad debido a la intoxicación por monóxido
de carbono, años 2007 – 2011 en el Distrito Capital.………….................34
9

10. LISTA DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1. Funcionamiento del patrón modelo-vista controlador…...…49
Ilustración 2.Resultados pregunta N° 1 de la encues ta……………………52
Ilustración 3. Resultados pregunta N° 2 de la encue sta…………………..52
Ilustración 4.Resultados pregunta N° 3 de la encues ta……………………53
Ilustración 5. Resultados pregunta N° 4 de la encue sta…………….........53
Ilustración 6. Resultados pregunta N° 5 de la encue sta…………….........54
Ilustración 7. Resultados pregunta N° 6 de la encue sta…………….........54
Ilustración 8. Resultados pregunta N° 7 de la encue sta…………….........54
Ilustración 9. Circuito de Gas Pololu…………………...…………...............57
Ilustración 10. Sensor MQ7 de monóxido de carbono……………............57
Ilustración 11. Ensamble 1 Circuito de Gas Pololu y Sensor MQ7……….58
Ilustración 12. Ensamble 2 Circuito de Gas Pololu y Sensor MQ7 con
Arduino…..……….....................................................................................58
Ilustración 13. Montaje Completo……………………………..……………..58
Ilustración 14. Consola de Arduino………………………...........................59
Ilustración 15. Montaje Competo………………………..….........................60
Ilustración 16. Aplicación ejecutándose desde el Celular…………..….....60
10

11. 1. INTRODUCCION
La contaminación ambiental constituye uno de los problemas más críticos
en el mundo, agentes físicos, químicos y biológicos, cada uno por
separado o en combinación son los responsables directos de dicha
contaminación y como consecuencia de la presencia de algunas
afecciones en salud en la población más expuesta a dichos factores. Con
el uso creciente de electrodomésticos y artefactos a gas, además de otros
instrumentos como los mecheros, las estufas y los calentadores que
hacen parte del laboratorio de química se han tornado en un factor de
riesgo importante de intoxicación por monóxido de carbono.
El monóxido de carbono (CO) es un gas tóxico incoloro, inodoro, que es el
producto de la combustión incompleta. Las principales fuentes de este
toxico son los vehículos a motor, calentadores, aparatos que utilizan el
carbono como combustible y el fuego dentro de espacios cerrados. La
intoxicación con monóxido de carbono es una de las principales causa de
muerte debido a la inhalación de este gas.
El monóxido de carbono es un problema de salud pública, de acuerdo con
los registros del SIVIGILA (Sistema de Vigilancia Epidemiológica de
Bogotá), el número de casos mortales por intoxicación aguda con CO en
el Distrito Capital en los años 2007, 2008, 2010 y 2011 fue de 8, 1, 6 y 2
respectivamente. [1]
El desarrollo del sistema permitirá llevar un seguimiento permanente del
nivel toxico presente de monóxido de carbono en el laboratorio de química
general. Ofreciendo información veraz que evitara que se afecte la salud
de cualquier estudiante odocente de la Universidad de Córdoba,
proporcionando la medición de monóxido de carbono en cualquier
momento, notificando a través de mensajes de alerta, desarrollado con
tecnologías web. Ofreciendo una interacción por medio del acceso a una
conexión a Internet, enviando datos que permitirán llevar un monitoreo del
nivel de toxicidad presente, los cuales serán interpretados por una
aplicación web previamente instalada en determinados smartphones.
11

12. 2. RESUMEN
Cada año el número de casos deintoxicación por monóxido de
carbono(CO) aumenta notablemente. A fin debrindar una forma de reducir
estecrecimiento, se desarrolló el sistemaque se describe en el presente
proyecto de investigación.
Apuntando a garantizar sufinalidad, este sistema cuenta con tresformas
de alertar al usuario acerca delnivel de concentración de CO presentes en
el laboratorio de Química General, siendoestos: lectura en pantalla
actualizada cadasegundo, alertasonora y alerta vibratoria del smartphone.
El límite inferiorde detección es de treinta y cinco partes pormillón
(35ppm) y a partir de ese valor, sesiguen los lineamientos de detección de
laGuía para Manejo de Urgencias: Intoxicación por monóxido de
carbono,que establece los puntos específicos deactivación en función de
la concentracióny del tiempo de exposición.
El cerebro de este sistema es unmicrocontroladorArduino, el cualprocesa
la información proporcionada porun sensor de monóxido de carbono
queopera dentro del rango de niveles nocivospara la salud del ser
humano.
Las pruebas de funcionamientose practicaron en una zona cerrada en la
cual se encendió el motor de una motocicleta para generar altos niveles
de monóxido de carbono,y de esta manera con el sensor ensamblado en
Arduino y ubicado en un punto estratégico, se monitoreo y se confirmoa
través de un smartphoneque tenia previamente instalada una aplicación
móvil que se conecta a la base de datos de nuestro sistema de
monitoreo,el correcto funcionamiento de sistemas de alertas cada vez que
se presentaba un nivel de toxicidad perjudicial para la salud,dando como
resultado un equipofuncional y de bajo costo.
PALABRAS CLAVES
ARDUINO, monóxido de carbono, monitoreo de gases, aplicaciones web,
smartphone.
12

13. 3. ABSTRACT
Each year the number of cases of poisoning by carbon monoxide (CO)
increases markedly. To provide a way to reduce this growth, we
developed the system described in this research project.
Aiming to ensure its purpose, this system has three ways to alert the user
on the concentration of CO present in the General Chemistry Laboratory,
namely: screen reading updated every second, and vibrating alert beeper
smartphone.
The lower detection limit is thirty-five parts per million (35ppm) and from
that value, follow the guidelines for detecting Emergency Management
Guide: carbon monoxide poisoning, which establishes specific trigger
points in depending on the concentration and exposure time.
The brain of the system is a microcontroller Arduino, which processes the
information provided by a carbon monoxide sensor that operates within
the range of levels harmful to human health.
Performance tests were carried out in an enclosed area in which went on
a motorcycle engine to generate high levels of carbon monoxide, and thus
with the Arduino and sensor assembly located at a strategic point, the
monitoring and confirmed through a smartphone that had previously
installed a mobile application that connects to the database of our
monitoring system, the proper functioning of warning systems whenever
you had a level of toxicity unhealthy, leading a functional result and
inexpensive.
KEYWORDS
ARDUINO, carbon monoxide, gas monitoring, web applications,
smartphone.
13

14. 4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El medio ambiente es un tema que ha generado mayor preocupación a
los gobiernos del mundo durante los últimos años, se podría decir que
más específicamente desde el año 1997, cuando se dieron a conocer los
resultados de los estudios de gases hechos al planeta en el año 1990.
Desde entonces se empezaron a conformar comités internacionales por
parte de los países industrializados y a firmar acuerdos con el propósito
de reducir por lo menos en un 5% los gases que se consideran
responsables de los fenómenos del calentamiento globaly el efecto
invernadero. [2]
En los diferentes laboratorios del programa de Química de la Universidad
de Córdoba se realizan constantemente prácticas de laboratorios, en los
cuales se presentan niveles tóxicos de monóxido de carbono, que se
produce cuando se queman materiales combustibles como gas, gasolina,
keroseno, carbón, petróleo y madera en ambientes con poco oxígeno. Las
chimeneas, las calderas, los calentadores de agua y los aparatos
domésticos que queman combustible, como las estufas, también pueden
producirlo si no están funcionando correctamente, la inhalación de
monóxido de carbono es muy perjudicial para la salud de los estudiantes y
profesores del programa de Química quienes son las personas que
mayormente frecuentan estos laboratorios.
En el laboratorio de Química General se observa que los diferentes
instrumentos utilizados durante las prácticas de laboratorios como son los
mecheros, las estufas, los calentadores entre otros, están en condiciones
regulares; es decir, no están en las mejores condiciones, la mayoría de
los equipos que se encuentran en el laboratorio se utilizan para realizar
procesos de combustión, teniendo en cuenta que la realización del
mantenimiento o la adquisición de nuevos equipos se realiza por lo
regular anualmente, lo cual es muy poco frecuente y teniendo presente
que los instrumentos son utilizados diariamente, haciendo que su garantía
disminuya por el desgastes diario y sin un mantenimiento regular da como
resultado un mal funcionamiento, convirtiendo estos equipos en posibles
fuentes generadoras de altos niveles de monóxido de carbono,
producidos por la combustión incompleta que realizan los equipos cuando
son utilizados y sumándole el hecho de que la ubicación de las
instalaciones del laboratorio de química general no posee suficiente
ventilación, es una zona cerrada y tampoco tiene habilitadas posibles vías
de evacuación de gases tóxicos; y lo más importante no tiene instalado un
sistemas de alarma que detecte y de aviso oportuno de un posible índice
14

15. toxico de monóxido de carbono que pueda atentar con la salud de los
estudiantes.
Una manera en la que se puede llevar un seguimiento sobre el nivel
toxico que pueden presentarse en el laboratorio de química general, es
haciendo uso eficaz de las nuevas tecnologías que nos permitirán realizar
un monitoreo y un estudio de los niveles de toxicidad del monóxido de
carbono que estén en el laboratorio de Química General donde se lleva
acabo las diferentes prácticas de laboratorio, alertando de manera eficaz
a los maestros y estudiantes para que no se expongan a una situación
peligrosa y que afectaría su salud.
Para establecer sistemas de monitoreo y seguimiento de los recursos
naturales es necesario el desarrollo de indicadores ambientales u otras
herramientas de fácil manejo que transmitan información confiable sobre
las condiciones ambientales, tales como son los sistemas de monitoreo
de gases tóxicos, ante la intervención de la sociedad, por lo que lo
anterior conduce a buscar una respuesta a la siguiente pregunta.
¿Cómo desarrollar un sistemas que permita llevar un monitoreo del
nivel de gas tóxico (CO), alertando a través de notificaciones de
manera directa, clara y oportuna sobre el nivel de toxicidad del
monóxido de carbono presente en cualquier momento en el
laboratorio de Química General?
15

16. 5. JUSTIFICACION
La constante búsqueda de una mejor calidad de vida ha sido el principio
fundamental del que hacer humano durante toda su historia; bajo esta
premisa se han justificado, y aun se justifican, todas las acciones
benéficas y dañinas realizadas por el hombre.
Actualmente el programa de Química de la Universidad de Córdoba,
presenta un gran problema, debido a que en el momento de manipular los
diferentes instrumentos que hacen parte de las prácticas de laboratorios
por fallas técnicas o humanas por parte de los estudiantes, se pueden
presentar combustiones incompletas del carbón produciendo monóxido de
carbono (CO), el cual tendrá un determinado nivel toxico, que al ser
inhalado generara graves consecuencias en la salud de los estudiantes y
docentes, dependiendo de la cantidad de partículas por millón (ppm) de
CO inhaladas; tales consecuencias pueden ser: dolor de cabeza,
náuseas, vómitos, mareos, visión borrosa, confusión, dolor en el pecho,
debilidad, falla cardiaca, dificultad para respirar, convulsiones y estados
de coma. Las personas que sufren de enfermedades al corazón o en los
pulmones son más susceptibles a los efectos del monóxido de carbono,
que en el peor de los casos puede llevar a la muerte.
Teniendo en cuenta las posibles consecuencias anteriormente
mencionadas y que el actual laboratorio de Química General, carece de
herramientas automatizadaspara llevar un seguimiento de la emisión de
los posibles niveles de toxicidad del monóxido de carbono y que permita
tomar decisiones con respecto al nivel toxico del aire en el laboratorio de
manera rápida y precisa, alertando de forma segura la situación de riesgo
al inhalar este gas toxico, se propone como una solución óptima y
preventiva el diseño e implementación de un sistema automatizado que
permita llevar un monitoreo del nivel toxico del monóxido de carbono en el
laboratorio de Química General, que genere de manera automática un
numero de notificaciones para dar aviso del nivel toxico que se está
presentando en un determinado momento de manera rápida y precisa,
informando de forma segura cada vez que se presente una situación de
riesgo previniendo que los estudiantes y docentes se exponga a la
inhalación de este gas toxico (CO) y por lo tanto muy perjudicial para la
salud.
El desarrollo de este proyecto es muy importante, ya que será una
herramienta que permitirá prevenir posibles perjuicios a la salud, dará
aviso de lacantidad presente de CO en el aire, en la zona donde se lleva
16

17. acabo las practica de laboratorio; ya que teniendo un aire lo más libre de
CO se evitara consecuencias a corto plazo, indicando que el espacio
donde se realizaran las prácticas de laboratorios es óptimo o no es
adecuado en determinado momento para realizar dichas prácticas;
convirtiéndose en una herramienta de salud preventiva dirigida hacia los
estudiantes y el cuerpo de docentes de la Universidad de Córdoba.
Teniendo muy en cuenta que la salud es de gran importancia para las
personas y que en nuestros días se está viviendo la era post-PC,
podemos hacer uso de esta, ya que día a día hay una muy amplia gama
de dispositivos móviles, tales como son los smartphonesy la tablets,
sumándole la facilidad del acceso a una conexión a Internet, podemos
darle una solución óptima al problema mencionado; previniendo y
evitando de esta manera posibles consecuencias que afecten la salud, ya
que por medio del uso personal de los celulares podemos informar de
manera directa a cada estudiante y docente que tenga la aplicación
instalada en su dispositivo móvil (smartphone); es decir, no necesitaran
estar cerca de la zona contaminada con monóxido de carbono, por lo
tanto no estarán expuesto puesto que se le informara sin importar el lugar
donde se encuentre;porque solo se necesitara tener una conexión a
Internet que permita conectar el smartphone con el sistemas de monitoreo
automatizado a través de la web app que deberá tener previamente
instalada.
17

18. 6. OBJETIVOS
6.1. Objetivo General
Diseñar e implementar un sistema automatizado que permita obtener
información de la medición de monóxido de carbono (CO) en el
laboratorio de Química General y ayude a la toma de decisiones para la
conservación de la salud de los estudiantes y docentes de la Universidad
de Córdoba.
6.2. Objetivos Específicos
• Identificar las falencias de los procedimientos utilizados en el
laboratorio de Química General parael monitoreo de monóxido de
carbono.
• Diseñar un sistema automatizado orientado al monitoreo de
monóxido de carbono.
• Diseñar una web app para dispositivos móviles, que permita alertar
sobre el nivel de toxicidad de monóxido de carbono.
• Probar e Implantar el sistema automatizado para monitoreo de
monóxido de carbono en laboratorio de Química General.
18

19. 7. MARCO REFERENCIAL
Para establecer sistemas de monitoreo y seguimiento de los recursos
naturales es necesario el desarrollo de indicadores ambientales u otras
herramientas de fácil manejo que transmitan información confiable sobre
las condiciones ambientales ante la intervención de la sociedad.
8. ANTECEDENTES
A continuación se mencionaran los proyectos más relevantes que se
relacionan con el tema de investigación que se trata en este documento.
8.1. En el contexto internacional
Los trabajos encaminados al desarrollo de indicadores han sido múltiples.
En América, los primeros avances se dieron en los siguientes países:
Cuba el Sistema de Datos e Informaciones sobre Medio Ambiente
(SIMARNA), autoría de García, J.M; Sánchez González, A. con la
característica de ser una base de datos descriptiva sobre los
componentes naturales del medio ambiente, y otros datos e informaciones
de índole económica, social y legal, directamente relacionados con la
gestión y manejo del medio ambiente y el uso racional de los recursos
naturales. El desarrollo y utilización de este sistema ha permitido a las
autoridades cubanas elaborar documentos y diagnósticos de la situación
ambiental del país, vinculada con el desarrollo económico y social.
El sistema SIMARNA se organiza alrededor de dos funciones básicas:
• Actualización (entrada de datos), y
• Recuperación (salida de datos).
Presenta los resultados del diseño de una base de datos e informaciones
sobre el medio ambiente, en operación integral desde mediados de 1989
por la Comisión Nacional de Protección del Medio Ambiente (COMARNA).
Se fortalece la Oficina Nacional de Estadísticas y la Oficina Nacional de
Invenciones, Información Técnica y Marcas. Ha abierto nuevas
posibilidades informativas y de intercambio de información.
Se ha establecido el registro para evaluadores e instituciones autorizadas
para llevar a cabo las Evaluaciones de Impacto Ambiental. Ha sido
revitalizado el Sistema de inspecciones ambientales y un plan de
formación para los inspectores ambientales. [3]
19

20. Estados Unidos CICA, Centro de Información sobre Contaminación
de Aire:es el resultado de una asociación entre los gobiernos, federales,
estatales y locales de los Estados Unidos y México, y con las tribus
existentes en la frontera de los EE.UU. Su misión es proteger el medio
ambiente y la salud pública en la región fronteriza de los EE.UU.-México,
consistente con los principios de un desarrollo sostenible.
CICA proporciona el acceso a datos de monitoreo de la calidad del aire
para la región de la frontera de los EE.UU.-México. Los usuarios pueden
revisar las normas ambientales de la calidad del aire de los EE.UU. y de
México, y generar los reportes en los cuales pueden elegir el formato, las
áreas geográficas específicas, los agentes contaminadores, los años del
expediente, y otros parámetros del reporte.
Han llevado a la creación de una serie de instrumentos para detectar
gases y vapores, así como aparatos para el monitoreo de cuerpos
hídricos que alertan inmediatamente cuando las concentraciones
sobrepasan los parámetros aceptables. [4]
México Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales
(SEMARNAT). Por medio de la Dirección General de Estadística e
Información Ambiental, tiene bajo su responsabilidad el desarrollo y
actualización del Sistema Nacional de Indicadores Ambientales (SNIA)
que forma parte del Sistema Nacional de Información Ambiental y de
Recursos Naturales (SNIARN).
El objetivo del SNIA es proporcionar a los tomadores de decisiones y
público en general la información clave sobre el estado del ambiente y de
los recursos naturales del país, así como su relación con las actividades
humanas, económicas y políticas que tienen efectos sobre el ambiente. El
SNIA pretende integrar los esfuerzos de diversas dependencias del
ejecutivo federal, entidades federativas, instituciones de investigación,
organizaciones no gubernamentales y demás grupos sociales interesados
en la información ambiental.
Actualmente, el Sistema Nacional de Indicadores Ambientales (SNIA)
ofrece, a través de distintos conjuntos de indicadores, una visión breve y
clara de los cambios y la situación actual del medio ambiente y los
recursos naturales del país, así como de las presiones que los afectan y
las respuestas institucionales encaminadas a su conservación,
recuperación y uso sustentable.[5]
20

21. 8.2. En el contexto nacional
Por la descentralización y consolidación de la gestión ambiental
favorecida desde principios de la década de los noventa y ante la carencia
de la información sobre la problemática ambiental y el estado de los
recursos naturales colombianos surgió la necesidad de diseñar e
implementar herramientas unificadas de evaluación y monitoreo de la
gestión ambiental.
Sistema de Información Ambiental para Colombia (SIAC): El cual tiene
a cargo el desarrollo de indicadores ambientales y de sustentabilidad,
además, se definió y desarrolló en la Unidad de Política Ambiental del
Departamento Nacional de Planeación un sistema de información que
permite realizar un seguimiento del ambiente y de los megaproyectos,
planes y políticas que lo afectan de manera significativa. [6]
Como resultado de los estudios anteriormente citados se ha obtenido un
listado de indicadores ambientales pero sin una estrategia que permita
recoger los datos para su estimación y de esta forma hacer el seguimiento
y comparar la gestión ambiental llevada a cabo en las diferentes regiones.
El Sistema de Información para la Planeación y la Gestión Ambiental
(SIPGA):es el conjunto integrado de actores, políticas, procesos, y
tecnologías para conocer y evaluar los procesos de gestión ambiental del
país”.
El Sistema de Información para la Planificación y Gestión Ambiental
(SIPGA) desarrolla la información para la planificación y el seguimiento
ambiental del país, con base en los datos sobre el estado y la condición
de los recursos naturales y el ambiente suministrados por el SIA y
eventualmente el SIAT y el SIARL.
De tal suerte que revisa y evalúa el desarrollo de las políticas
ambientales, los planes de manejo y el cumplimiento de las metas del
plan de desarrollo nacional. El Ministerio del Medio Ambiente Actúa como
coordinador responsable y prioriza y evalúa el cumplimiento de la
normatividad y los desarrollos legales.
Tiene como objetivo evaluar permanente de las respuestas institucionales
y la orientación instrumental y política de la gestión ambiental. [7]
8.3. En el contexto local
Se carece de herramientas de medición automatizada en la emisión de
gases, que le permitan tomar decisiones con respecto a la contaminación
del aire, el cual es uno de los principales factores de calentamiento global
y contaminación.
21

22. 9. MARCO TEORICO
Debido a las emergencias relacionadas con el monóxido de carbono y el
aire como medio de vitalización de los gases, es importante precisar
algunos detalles técnicos para la mejor comprensión del uso y cuidado
que debemos tener con este tipo de gas toxico.
9.1. Contaminación del aire
Desde que las personas se reunieron por primera vez en comunidades ha
habido contaminación. La contaminación generalmente se refiere a la
presencia de sustancias en el medio ambiente donde no pertenecen o a
niveles mayores lo que deben ser.
La contaminación del aire es producida por toda sustancia no deseada
que ingresa a la atmósfera. Es un problema principal en la sociedad
moderna. A pesar de que la contaminación del aire es generalmente un
problema peor en las ciudades, los contaminantes afectan el aire en todos
lugares.
Estas sustancias incluyen varios gases y partículas minúsculas o materia
que pueden ser dañinas para la salud y el medio ambiente. La
contaminación puede ser en forma de gases, líquidos o sólidos. Muchos
contaminantes se liberan al aire como resultado del comportamiento
humano.
La contaminación existe a diferentes niveles: personal, nacional y
mundial.
Algunos contaminantes vienen de fuentes naturales.
• Los incendios forestales emiten partículas, gases y COV
(sustancias que se evaporan en la atmósfera).
• Partículas de polvo ultra finas creadas por la erosión del suelo
cuando el agua y el clima sueltan capas del suelo, aumentan los
niveles de partículas en suspensión en la atmósfera.
• Los volcanes arrojan dióxido de azufre y cantidades importantes de
roca de lava pulverizada conocida como cenizas volcánicas.
9.2. El Índice de la Calidad de Aire
El Índice de Calidad de Aire (ICA) es una herramienta usada por el EPA y
otras agencias para proveerle al público información oportuna y fácil de
comprendersobre la calidad del aire local. También indica si los niveles de
polución que son dañinos a la salud. La ICA informa al público si la
condición del aire debe preocuparlos por su salud. La ICA se enfoca en
22

23. los efectos de salud que pueden pasar dentro de unas horas o días
después de respirar el aire.
Tabla No. 1: Relación del índice del aire y los niveles de preocupación para la salud.
Valores del índice de la Niveles de preocupación para Colores
calidad del aire(ICA) la salud
Cuando el ICA esta dentro de Las condiciones de la calidad Indicado por este
estos limites del aire son color
0 – 50 Bueno Verde
51 – 100 Moderado Amarillo
101 – 150 No saludable para grupos Naranja
sensitivos
151 – 200 No saludable Rojo
201 – 250 No muy saludable Morado
251 – 300 Peligroso Rojo oscuro
Fuente: Hospital Materno Infantil Universitario La Fe. Valencia. España. 2004.
9.3. ¿Cómo me afecta la contaminación del aire?
Muchos estudios han demostrado enlaces entre la contaminación y los
efectos para la salud. Los aumentos en la contaminación del aire se han
ligado a quebranto en la función pulmonar y aumentos en los ataques
cardíacos.
Niveles altos decontaminación atmosférica según el Índice de Calidad del
Aire de la EPA afecta directamente a personas que padecen asma y otros
tipos de enfermedad pulmonaro cardíaca. La calidad general del aire ha
mejorado en los 20 últimos años pero las zonas urbanas son aún motivo
de preocupación. Los ancianos y los niños son especialmente vulnerables
a los efectos de la contaminación del aire.
El nivel de riesgo depende de varios factores:
• La cantidad de contaminación en el aire.
• La cantidad de aire que respiramos en un momento dado.
• Nuestra salud general.
Otras maneras menos directas en que las personas están expuestas a los
contaminantes del aire son:
• El consumo de productos alimenticios contaminados con
sustancias tóxicas del aire que se han depositado donde crecen,
consumo de agua contaminada con sustancias del aire.
23

24. • Ingesta de suelo contaminado y contacto con suelo, polvo o agua
contaminados.
9.4. Monóxido de Carbono
Es un gas producto de la combustión, que encontramos normalmente en
el tubo de escape de un automóvil y en la combustión de la cocina,
estufas, calefones, etc. Este gas también lo puede producir una estufa a
leña, a gas o a keroseno. El requisito fundamental es que estén
encendidas, con lo que producen esta especie de humo invisible en el
ambiente.
9.5. Características
Tóxico: Es 300 veces más compatible que el oxígeno respecto a la
hemoglobina de la sangre del ser humano. La hemoglobina es un
compuesto que cumple la función de llevar al oxígeno captado en los
pulmones a los tejidos del organismo. Esta mayor afinidad le permite
formar fácilmente en la sangre la carboxihemoglobina, que capta el
oxígeno del aire, pero no lo entrega en los tejidos, lo que produce una
intoxicación general del organismo.
Es un gas incoloro e inodoro: En ausencia de instrumentos, sólo puede
ser detectado por los síntomas que produce en los seres vivos. Sin
embargo, al producir inicialmente perturbaciones de la conciencia, no es
advertido por los afectados, lo que es extremadamente peligroso.
9.6. Riesgos
El funcionamiento de artefactos a gas encierra peligros, a veces fatales,
para los usuarios que no revisan las conexiones o dejan de ventilar el
ambiente. El mal estado de calefones o calentadores genera
combustiones imperfectas, que liberan monóxido de carbono. Este
compuesto se mezcla con la sangre y asfixia las células. También existe
el riesgo de intoxicación directa por gas, a causa de filtraciones.
9.7. Descripción del Toxico
El monóxido de carbono, o CO, es un gas inodoro, incoloro y no irritante
altamente tóxico que puede enfermar y matar repentinamente. Es un gas
ligeramente menos denso que el aire, constituido por un átomo de
carbono y uno de oxígeno en su estructura molecular.
El monóxido de carbono se encuentra en emanaciones de combustión,
tales como las que producen los automóviles y los camiones, los motores
pequeños de gasolina, cocinas, faroles, madera y carbón encendidos,
cocinas de gas y sistemas de calefacción. El monóxido de carbono de
24

25. estas fuentes puede acumularse en espacios cerrados o semicerrados.
Las personas y los animales que se encuentran en estos espacios
pueden intoxicarse si lo respiran.
Se produce cuando se queman combustibles con carbono de forma
incompleta y también mediante procesos naturales o por la
biotransformación de halometanos en el organismo humano. Con la
exposición externa a monóxido de carbono adicional puede comenzar a
aparecer efectos ligeros y las concentraciones más elevadas pueden
provocar la muerte. Los efectos del monóxido de carbono para la salud se
ocasionan después de absorberse fácilmente por vía inhalatoria y llegar al
torrente sanguíneo, donde se forma un complejo reversible con la
hemoglobina, conocido como carboxihemoglobina (COHb), que reduce la
capacidad de transporte de oxígeno de la sangre. [8]
9.8. Fuentes de Monóxido de Carbono
En los espacios cerrados se puede presentar niveles de concentración de
monóxido de carbono como producto del flujo de contaminación en el
exterior y de las fuentes de combustión internas como:
• Calentadores portátiles o de espacio que utilizan gas o kerosene
(gasolina) y no tienen ventiladores o respiraderos chimeneas y
sistemas de calefacción con escapes.
• Corrientes de aire provenientes de la parte trasera de unidades
centrales de calefacción, calentadores de agua de gas, estufas y
chimeneas de leña.
• Estufas de gas.
• Generadores y otros enseres que usan gasolina.
• Tubo de escape de los automóviles provenientes de un garaje
interior a la casa.
• Humo de tabaco en el medio ambiente y humo producto de
incendios.
• Calderas.
• Sistemas de calefacción obsoletos.
• Sistemas de calefacción instalados incorrectamente o los que no
se les ha dado el mantenimiento adecuado.
• Tuberías para el humo que están ajustadas incorrectamente,
obstruidas, desconectadas o con fugas.
• Otras fuentes pueden ser los tubos de escape de autos, camiones
o autobuses ya estén en garajes pegados a la estructura del
edificio o vivienda provenientes de carreteras o estacionamientos
cercanos.
25

26. 9.9. Exposición de la Población al Monóxido de Carbono
Las concentraciones de monóxido de carbono en el medio ambiente
pueden ser perjudiciales para la salud y el bienestar de los seres
humanos, en función de los niveles que alcancen en las zonas de trabajo
y de residencia y de la susceptibilidad de las personas expuestas a los
efectos potencialmente adversos.
La población puede estar en contacto con el monóxido de carbono al
realizar diversas actividades cotidianas, relacionadas con sus actividades
laborales o personales como al transportarse en vehículos automotores,
en el sitio de trabajo, exposición urbana como producto de la combustión
de vehículos, humo del cigarrillo, incendios, al cocinar o calentarse con
fuentes de gas, carbón o leña.
Las exposiciones más importantes al monóxido de carbono para la
mayoría de las personas se producen en el vehículo y en microambientes
internos. La evaluación de las situaciones de exposición humana al
monóxido de carbono indica que la exposición ocupacional en algunos
puestos de trabajo o en el hogar con aparatos de combustión defectuosos
o poco ventilados puede ser superior a 110 mg de monóxido de
carbono/m3 (100 ppm). Es menos frecuente que el público general
expuesto a los niveles del medio ambiente se encuentre con niveles de
exposición tan altos. En la población general es más frecuente la
exposición a menos de 29-57 mg de monóxido de carbono/m3 (25-50
ppm) durante períodos prolongados. [9]
En estudios de exposición se ha puesto de manifiesto que el tabaquismo
pasivo está asociado con un aumento de la exposición de los no
fumadores de 1,7 mg/m3 (1,5 ppm) como promedio y el uso de una
cocina de gas en el hogar con un aumento de alrededor de 2,9 mg/m3
(2,5 ppm). Otras fuentes que pueden contribuir al monóxido de carbono
en el hogar son el espacio de combustión y los calentadores de agua, así
como las cocinas de carbón o de leña. [10]
Se ha comprobado que los gases de escape de los vehículos de motor
son la fuente principal de las elevadas concentraciones de monóxido de
carbono que se dan normalmente. Estos estudios indican que el interior
de los vehículos de motor tiene como promedio la concentración de
monóxido de carbono más alta de todos los microambientes (un promedio
de 10 - 29 mg/m3 [9 - 25 ppm]). Además, se ha puesto de manifiesto que
la exposición durante el desplazamiento diario al trabajo es enormemente
26

27. variable, respirando algunos viajeros concentraciones de monóxido de
carbono superiores a 40 mg/m3 (35 ppm). [11]
Determinadas ocupaciones lleva consigo un riesgo mayor de exposición a
concentraciones elevadas de monóxido de carbono (por ejemplo, las
ocupaciones directamente relacionadas con la conducción, el
mantenimiento o el parqueo de vehículos). Entre los grupos profesionales
expuestos al monóxido de carbono procedente de los gases de escape
figuran los mecánicos de automóviles; los empleados de parqueaderos y
de gasolineras; los conductores de autobuses, camiones o taxis; los
policías y los trabajadores de almacenes. Determinados procesos
industriales pueden provocar la exposición de los trabajadores al
monóxido de carbono producido directamente o como subproducto; entre
ellos cabe mencionar la producción de acero, los hornos de coque, la
producción de negro de humo y el refinado del petróleo. Los bomberos,
los cocineros y los trabajadores de la construcción pueden verse también
expuestos en el trabajo a concentraciones altas de monóxido de carbono.
La exposición ocupacional en industrias o en lugares de producción de
monóxido de carbono es de las exposiciones individuales más altas
observadas en los estudios de vigilancia sobre el terreno.
Accidentes laborales pueden presentarse en minas subterráneas o en
áreas enclaustradas donde se presente combustión de hidrocarburos
(industrias, garajes, talleres), lo que exige programas eficientes de salud
ocupacional en beneficio de los trabajadores. Todas las personas y los
animales corren riesgo de intoxicarse con monóxido de carbono. Ciertos
grupos (bebés, mujeres embarazadas y personas con enfermedad
cardíaca crónica, anemia, o problemas respiratorios) son más
susceptibles a los efectos de este gas. [12]
9.10. Mecanismos de Acción del Monóxido de Carbono
El monóxido de carbono se une a la hemoglobina con una afinidad 250
veces mayor que el oxígeno, provocando una desviación y/o alteración de
la curva disociación de la hemoglobina. La unión del monóxido de
carbono a la hemoglobina produce carboxihemoglobina y reduce la
capacidad de transporte de oxígeno de la sangre, principal mecanismo de
acción que desencadena la inducción de los efectos tóxicos de la
exposición a monóxido de carbono.
Una característica única de la exposición al monóxido de carbono es que
el nivel de carboxihemoglobina en la sangre representa un marcador
biológico útil de la dosis que ha recibido la persona.
27

28. La formación de carboxihemoglobina es un proceso reversible; sin
embargo, debido a la fuerte unión del monóxido de carbono a la
hemoglobina, el periodo de semieliminación es bastante largo, oscilando
entre 2 y 6,5 horas, en función de la concentración inicial de
carboxihemoglobina y de la tasa de ventilación de las personas. Esto
podría llevar a la acumulación de carboxihemoglobina, y bastarían
concentraciones relativamente bajas de monóxido de carbono para
producir niveles considerables de carboxihemoglobina en la sangre. [13]
El monóxido de carbono se absorbe a través de los pulmones y la
concentración de carboxihemoglobina en la sangre dependerá en todo
momento de varios factores:
• Concentración de monóxido de carbono y de oxígeno inspirados.
• Duración de la exposición.
• De la ventilación pulmonar.
• Del ejercicio (que aumenta la cantidad de aire inhalado por unidad
de tiempo).
• De la temperatura ambiente.
• Del estado de salud.
• Del metabolismo específico de la persona expuesta.
• Concentración de carboxihemoglobina originalmente presente
antes de la inhalación del aire contaminado.
La toxicidad es consecuencia de hipoxia celular e isquemia, por lo que no
importa el peso corporal de la persona que esté expuesta y tampoco el
número de personas presentes, sino que cada uno de ellos está
igualmente expuesto al riesgo.
Las personas que sufren de anemia corren un peligro mayor de
intoxicarse, pues el monóxido de carbono impide la liberación del oxígeno
de la oxihemoglobina no alterada.
Además de su reacción con la hemoglobina, el monóxido de carbono se
combina con la mioglobina, los citocromos y las enzimas metálicas, como
la citocromo c oxidasa y el citocromo. [1,2]
28

29. 9.11. Efectos en la Salud por la Exposición al Monóxido de
Carbono
Tabla No. 2: Relación del tiempo de exposición y efectos de la exposición al monóxido de
carbono.
CONCENTRACION TIEMPO DE SINTOMAS
EXPOSICION
50 ppm 8 horas No hay efectos
o cefalea leve
200 ppm 2-3 horas Ligero dolor de cabeza,
cansancio, fatiga,
náuseas
400 ppm 1- 2 horas Dolor de cabeza
Frontal
800 ppm 45 minutos Desvanecimiento,
2 horas náuseas, convulsiones
2-3 horas Inconsciencia
Muerte
1600 ppm 20 minutos Desvanecimiento,
1 hora Muerte
3200 ppm 5-10 minutos Inconsciencia
30 minutos Muerte
Fuente: Hospital Materno Infantil Universitario La Fe. Valencia. España. 2004.
9.12. Intoxicación por Monóxido de Carbono
Con el uso creciente de los artefactos a gas, además de otros elementos
como chimeneas y sistemas de calefacción, las viviendas se han tornado
en un factor de riesgo importante de intoxicación intradomiciliaria por
monóxido de carbono.
Los efectos asociados con la exposición a este contaminante van desde
los cardiovasculares y de neurocomportamiento más leves a
concentraciones bajas en el medio ambiente hasta la inconsciencia y la
muerte tras una exposición aguda a concentraciones elevadas de
monóxido de carbono. La mortalidad debida a estas últimas exposiciones
puede ser motivo de preocupación importante para la salud pública.
29

30. Los conocimientos actuales relativos a la fijación del monóxido de
carbono intracelular apuntan a que con toda probabilidad son la
mioglobina, que se encuentra fundamentalmente en el corazón y en el
esquelético, y la citocromo oxidasa las proteínas cuya función queda
inhibida por la presencia de concentraciones elevadas de
carboxihemoglobina. [9]
Es escasa la correlación entre los síntomas y los signos de la intoxicación
aguda por monóxido de carbono y el nivel de carboxihemoglobina medido
en el momento de la llegada al hospital, por lo tanto es importante
mencionar que los valores de carboxihemoglobina no revelan la gravedad
de la exposición.
Los niveles de carboxihemoglobina inferiores al 10% no se suelen asociar
con síntomas. A concentraciones mayores de carboxihemoglobina, del 10
- 30%, pueden producirse síntomas neurológicos debidos a la intoxicación
por monóxido de carbono, por ejemplo dolor de cabeza, mareo, debilidad,
náuseas, confusión, desorientación y alteraciones visuales. Con una
exposición continua, que produce niveles de carboxihemoglobina del 30%
al 50%, se observa disnea por esfuerzo, aumento del ritmo del pulso y la
respiración y síncope. Cuando las concentraciones de
carboxihemoglobina son superiores al 50%, puede producirse coma,
convulsiones y paro cardiopulmonar. [10]
El monóxido de carbono no sólo causa hipoxia, sino que se une a otras
proteínas corporales, entre ellas los citocromos, vitales en múltiples
procesos orgánicos. La depuración del tóxico desde estos sitios es más
lenta, lo cual posibilita que actúen como reservorio, causando una
intoxicación persistente, a pesar del tratamiento. Esto, junto con la
perturbación de estas otras proteínas, podría ser responsable de una
buena parte de las complicaciones persistentes y tardías. [11]
En la intoxicación por monóxido de carbono se producen con frecuencia
complicaciones (muerte inmediata, trastornos del miocardio, hipotensión,
arritmias, edema pulmonar). Tal vez el efecto más insidioso de la
intoxicación por monóxido de carbono sea la aparición retardada de
trastornos neuropsiquiátricos en un plazo de una a tres semanas, junto
con consecuencias para el neurocomportamiento, especialmente en los
niños. [1]
La intoxicación por monóxido de carbono, si bien infrecuente durante el
embarazo, puede tener devastadoras consecuencias para el binomio
30

31. madre - hijo. Representa un riesgo elevado para la madre, aumentando la
tasa de complicaciones a corto plazo, y también para el feto, provocando
la muerte fetal, trastornos del desarrollo y lesiones anóxicas cerebrales.
Su diagnóstico precoz es fundamental, y requiere un alto índice de
sospecha. [1, 12]
En la edad pediátrica el cuadro clínico difiere muy poco del que se ha
descrito para los adultos a excepción de los síntomas gastrointestinales
que son típicos en los niños (náuseas, emesis y diarrea) y que aparecen
con niveles muy bajos de carboxihemoglobina, a los cuales incluso los
adultos no presentan clínica alguna, lo cual hace que el tratamiento deba
iniciarse con niveles muy bajos de carboxihemoglobina. Además, el hecho
de que la frecuencia respiratoria en el niño sea mayor que en el adulto
hace que la intoxicación por CO en el niño sea más grave que en el adulto
aunque ocurra bajo las mismas condiciones. [13]
9.13. Monitoreo de la exposición a Monóxido de Carbono
El monitoreo de la exposición a monóxido de carbono, se puede realizar a
través de la determinación de biomarcadores y medición de
concentraciones ambientales. [14]
9.14. Carboxihemoglobina en la sangre
Es un biomarcador de exposición de alta especificidad, refleja la dosis
interna de monóxido de carbono en sangre, es considerado de efecto
precoz en cuanto refleja alteraciones bioquímicas y fisiológicas en la
estructura de la hemoglobina y en el proceso fisiológico de oxigenación
celular y tisular.
Para el diagnóstico se debe contar con niveles específicos de la
concentración de carboxihemoglobina. La persistencia de hemoglobina
fetal puede producir niveles elevados falsos de carboxihemoglobina en
sangre en infantes jóvenes. La medición de gases arteriales y la oximetría
de pulso no permiten medir la intoxicación al monóxido de carbono [15].
31

32. Tabla No. 3. Relación concentración de monóxido de carbono con niveles de
carboxihemoglobina y presencia de síntomas.
Fuente:Myriam Gutiérrez MD, Intoxicación por monóxido de carbono. Guía para Manejo de
Urgencias. Bogotá: FEPAFEM; 2008.
Otros estudios de laboratorio deben incluir electrolitos, glucosa, nitrógeno
ureico en sangre (B.U.N. por sus siglas en ingles), creatinina,
electrocardiograma (ECG) y prueba de embarazo. En el
electrocardiograma se puede observar alteraciones de la onda T,
depresión del segmento ST, taquicardia sinusal y fibrilación ventricular. [9]
9.15. Actividad de la enzima arilsulfatasa A.
Este es un biomarcador de susceptibilidad. La enzima arilsulfatasa A es
esencial en el metabolismo de la mielina, ya que participa en su
degradación normal e impide la acumulación de grupos sulfatides.
Cuando la actividad de la enzima arilsulfatasa A es inferior al 10 %, se
produce acumulación de los grupos sulfatides. Individuos que presenten
una disminución previa de la actividad de esta enzima en porcentajes
entre 10% y 30 % que no se ha expresado clínicamente, al exponerse a
monóxido de carbono, desarrollan un cuadro clínico de encefalopatía
retardada.[16]
9.16. Monóxido de carbono exhalado.
Marcador de exposición de alta especificidad, que permite tener una
medición de dosis interna. La American ConferenceGovernmental
Industrial Hygienist, fija su valor límite biológico en 20 partes por millón.
[17]
9.17. Caracterización Epidemiológica
El monóxido de carbono es responsable hasta del 50% de las muertes por
intoxicación, siendo la principal causa de muerte por envenenamiento en
32

33. Estados Unidos, llegando a tener una incidencia de 0,5 a 1 por 100.000
habitantes año; el origen más frecuente de esta intoxicación son los
incendios en los cuales causa hasta 6.000 muertes y 2.600 muertes con
suicidio relacionado y provoca hasta 40.000 visitas a urgencias/año en
EEUU. [18]
Unos 50.000 niños de edades comprendidas entre los 0 y 14 años
mueren cada año como consecuencia de intoxicaciones no intencionadas.
En los países en desarrollo las sustancias más relacionadas con muertes
accidentales son, entre otras, los plaguicidas, el monóxido de carbono
(producido por aparatos de combustión deficientes), o el queroseno,
empleado como combustible doméstico. [19]
El Instituto Nacional de Medicina Legal y Ciencias Forenses sede Bogotá
en revisión de protocolos de autopsia años 1996 a 2001 reportó 34
muertes por CO, pero no se tienen datos nacionales sobre
morbimortalidad dado el subregistro y la poca confiabilidad por la
imprecisión del diagnóstico. [20]
Según estadísticas de la Dirección Centro Regulador de Urgencias y
Emergencias CRUE de la Secretaría Distrital de Salud, en el 2006, se
realizaron 236 traslados de pacientes en ambulancia, intoxicados por
monóxido de carbono de los cuales 116 es decir el 49.1% son
secundarios a incendios, seguidos por 65 casos por gas domiciliario
(27.5%) y el resto a humo por diferentes causas. La mayoría de las
intoxicaciones se presentaron en las temporadas más frías y lluviosas del
año, esto es, durante los meses de enero, julio, agosto y diciembre. [12]
Tabla No. 4. Casos de Intoxicación por monóxido de carbono, años 2007 – 2011 en el
Distrito Capital.
AÑO NUMEROS DE CASOS
2007 98
2008 85
2009 65
2010 76
2011 90
Fuente: Vigilancia Epidemiológica. Hospital de Suba. 2011.
La mayoría de los casos se relacionan por presencia de monóxido de
carbono en las viviendas ocasionado por el mal mantenimiento de los
artefactos a gas.
33

34. Dentro de las fuentes de emisión se identificanlos artefactos a gas en mal
estado predominando la estufa, calentador y motobombas en orden de
relevancia. [11]
Para el periodo comprendido entre los años 2007 y 2011 los casos
identificados en menores de edad por debajo de 14 años y entre 15 – 44
años representan un porcentaje importante del total de casos (85,48%).
Este grupo poblacional permanece más tiempo en sus viviendas cerca de
sus madres y la dinámica familiar está muy relacionada con los espacios
intramurales cerca de las fuentes de emisión del monóxido como puede
corresponder a la cocina, lugar donde se instalan los artefactos a gas. [11]
Los eventos de mortalidad debido a la intoxicación por monóxido de
carbono se relacionan en la tabla No. 4; la confirmación de los casos es
definida por parte del Instituto Nacional de Medicina Legal y Ciencias
Forenses para los eventos en donde se encuentran concentraciones de
carboxiheglobina por encima del 40% en sangre.
Tabla No. 5. Casos de Mortalidad debido a la intoxicación por monóxido de carbono, años
2007 – 2011 en el Distrito Capital.
AÑO NUMEROS DE CASOS
2007 8
2008 1
2009 0
2010 6
2011 2
Fuente: Vigilancia Epidemiológica. Hospital de Suba. 2011.
En un estudio realizado por la Universidad de los Andes, sobre la
“Caracterización de la Exposición a Contaminantes Atmosféricos en
Ambientes Interiores Relacionados con el uso de Artefacto a gas” se
encontró que la estufa de gas es el artefacto a gas más frecuente en
Bogotá, seguido del calentador de agua.
Del total de artefactos a gas inventariados el 20% fueron considerados en
mal estado o que estaban siendo operados después de su vida útil,
presentándose muchos desgastes e inconvenientes de mantenimiento, el
75% de estos se registraron en estratos 2 y 3.
34

35. Se encontró además que más del 60% de los calentadores de agua
operados con gas natural se instalaban en interiores y de éstos el 50%
carecen de ductos de evacuación de gases, los cual se asocia esta
condición con los más altos niveles de contaminación por monóxido de
carbono en los hogares objeto del estudio. El 23 % de las viviendas
observadas presentaron instalaciones inadecuadas en los artefactos a
gas y se evidenció en todos los estratos socioeconómicos. [7]
35

36. 10. MARCO CONCEPTUAL
10.1. Lenguaje del Lado del Cliente
A continuación se realizara una descripción de las diferentes tecnologías
que se imprentaron del lado del cliente para la realización del proyecto de
investigación.
10.1.1. Html 5
El HTML, Hyper Text MarkupLanguage (Lenguaje de marcación de
Hipertexto) es el lenguaje de marcas de texto utilizado establecido como
estándarpar la maquetación web por la www (World Wide Web). Hace
referencia al lenguaje de marcado predominante para la elaboración de
páginas web que se utiliza para describir y traducir la estructura y la
información en forma de texto, así como para complementar el texto con
objetos tales como imágenes. El HTML se escribe en forma de
«etiquetas», rodeadas por corchetes angulares (<,>). HTML también
puede describir, hasta un cierto punto, la apariencia de un documento, y
puede incluir un script (por ejemplo JavaScript), el cual puede afectar el
comportamiento de navegadores web y otros procesadores de HTML. [20]
El lenguaje HTML 5 es utilizado en el desarrollo del sistema automatizado
para la creación de cada una de las páginas que se visualizan en los
diferentes navegadores.
10.1.2. Javascript
JavaScript es un lenguaje de scripting basado en objetos sin tipo y liviano,
utilizado para acceder a objetos en aplicaciones. Principalmente, se utiliza
integrado en un navegador web permitiendo el desarrollo de interfaces de
usuario mejoradas y páginas web dinámicas. JavaScript es un dialecto de
ECMAScript y se caracteriza por ser un lenguaje basado en prototipos,
con entrada dinámica y con funciones de primera clase. JavaScript ha
tenido influencia de múltiples lenguajes y se diseñó con una sintaxis
similar al lenguaje de programación Java, aunque más fácil de
implementar. [21]
El lenguaje javascript será implementado en el desarrollo del sistema
propuesto debido a su contenido de Scripts que permite una mayor
interacción con la aplicación sin necesidad de recurrir a consultas o
peticiones constantes con el servidor Web .Esta tecnología le otorgará a
la aplicación web una mayor dinámica en lo procesos y acciones interfaz-
usuario.
En el sistema de monitoreo de monóxido de carbono es usado en cada
una de las páginas por las que está compuesta la aplicación para hacer
36

37. que se dibujen las graficas que monitorean el nivel de toxicidad de
monóxido de carbono en el aire. Alguna de las funciones que cumple
JavaScripts en nuestro proyecto es mandar mensajes de alertas en caso
de que se superen los niveles de monóxido de carbono perjudiciales para
la salud de los estudiantes.
10.1.3. Css3
CSS son las siglas de Cascading Style Sheets, en español Hojas de estilo
en Cascada. CSS, es una tecnología que nos permite darle un toque
personal a nuestras páginas ya que permite implementar un numero
inagotables de propiedades para el diseño y por lo tanto darle las formas,
tamaños y color a nuestras páginas web de una manera más exacta.
Gracias a las CSS somos mucho más dueños de los resultados finales de
la página, permitiendo hacer muchas cosas que no se podía hacer
utilizando solamente HTML, como incluir márgenes, tipos de letra, fondos,
colores, etc.
CSS permite dar una apariencia creativa y un mejor diseño a las páginas
web. Permite controlar la apariencia de todos los elementos incluyendo
posiciones, estilos, colores, tamaños, etc. Permite administrar el estilo,
poner reglas a las etiquetas de HTML es decir aplicando estilos por
porciones de página, no necesariamente por cada elemento. También
puede dar estilos a documentos XML.
Funciona a partir de reglas, que están divididas en dos partes, el selector
y la declaración, el selector es el elemento seleccionado y dentro de la
declaración se especifican las propiedades y sus determinados valores.
[22]
Para dar estilo a cada una de las páginas que conforman el sistema de
monitoreo se utilizó Hojas de Estilo en Cascada (CSS), las cuales se
encargan de dar formato y estilo a todos los botones, link, textos y demás
complementos que hacen parte del esquema gráfico del proyecto. Con
esto se logra que nuestra aplicación tenga una mejor visualización gráfica
que facilite el manejo de cada una de sus funciones y se adapte a las
diferentes resoluciones existente haciendo uso de la propiedad media
query para poder realizar un diseño responsive web design.
10.1.4. Jquery
JQuery es un frameworkJavascript. Framework es un producto que sirve
como base para la programación avanzada de aplicaciones, que aporta
una serie de funciones o códigos para realizar tareas habituales. Por
decirlo de otra manera, framework son unas librerías de código que
37

38. contienen procesos o rutinas ya listos para usar. Los programadores
utilizan los frameworks para no tener que desarrollar ellos mismos las
tareas más básicas, puesto que en el propio framework ya hay
implementaciones que están probadas, funcionan y no se necesitan
volver a programar. [23].
Así pues, este frameworkJavascript, nos ofrece una infraestructura con la
que tendremos mucha mayor facilidad para la creación de aplicaciones
complejas del lado del cliente. Por ejemplo, con jQuery obtendremos
ayuda en la creación de interfaces de usuario, efectos dinámicos,
aplicaciones que hacen uso de Ajax, etc. Cuando se programa Javascript
con jQuery se tendrá a nuestra disposición una interfaz para
programación que nos permitirá hacer cosas con el navegador que
estemos seguros que funcionarán para todos nuestros visitantes.
Simplemente hay que conocer las librerías del framework y programar
utilizando las clases, sus propiedades y métodos para la consecución de
nuestros objetivos.
En el nuestro proyecto, jQuery desempeña un papel muy importante
dentro su funcionamiento, ya que es el framework que se encarga de
controlar cada una de las acciones que se realizan en todas los servicios
que ofrece la red. JQuery hace que se ejecuten las funciones creadas con
las librerías que realizan las graficas que se muestra en nuestra
aplicación ya que jQuery es la librería de la cual depende las demás
librería javascript que estamos implementado, es decir, es el core de
todas la funciones javascript que estamos utilizando.
10.1.5. JqueryMobile
Jquerymobile consiste en un frameworkjavascript, que nos permite escribir
una aplicación web para móviles, completamente funcional.Se basa en el
core de jQuery y proporciona una serie de métodos para el manejo del
DOM de HTML y XML, el control de eventos y lacomunicación con el
servidor a través de Ajax, así como los efectos de animacióny de
imágenes para páginas web.Su importancia dentro del proyecto radica en
que gracias a las diferentes funciones que posee el framework podemos
hacer que la interfaz grafica de la aplicación sea responsivewebdesing, es
decir, que sin importar la resolución o el tamaño del dispositivo móvil, la
aplicación se adatara y permitirá verse de manera adecuada y usable.
10.1.6. Ajax
Ajax quiere decir Asynchronous JavaScript and XML, el objetivo principal
de Ajax es intercambiar datos con un servidor web sin refrescar la página
en su totalidad, es decir sólo el área que se necesita. Es una tecnología
38

39. para hacer las páginas web más interactivas y con mejores
funcionalidades. A través de JavaScript se realiza la comunicación con el
servidor vía el objeto XMLHttpRequest, que no es un objeto nuevo,
simplemente ahora se proporciona un mejor uso.
A través de pedidos HTTP entre el navegador y servidor hace que no se
envíe mucha información y solo lo necesario ya que no se actualiza toda
la página. Utilizando las librerías de JQuery especificada anteriormente es
muy sencillo usar Ajax.
Los principales usos de Ajax en nuestro proyecto es de poder crear las
diferentes graficas sin necesitad de recargar la página web, es decir, las
gráficas se generan en tiempo real según los datos capturados por
Arduino, permitiendo de rápida menos flujo de bits. [24]
10.1.7. PhoneGap
PhoneGap es una propuesta de licencia OpenSource (código abierto),
basada en JavaScript, que permite crear aplicaciones para dispositivos
móviles utilizando HTML5 yCSS3. Esta nueva tecnología soporta el
desarrollo de aplicaciones para los sistemas Android, IOS, BlackBerry,
Windows Phone y Symbian.
Esta herramienta maneja APIs que permiten el acceso y control de
elementos como el acelerómetro, cámara, contactos en el dispositivo, red,
almacenamiento, notificaciones, entre otras.
PhoneGap cuenta con dos grandes ventajas al momento del desarrollo:
se pueden ejecutar las aplicaciones en nuestro navegador web, sin
depender de un simulador dedicado a esta tarea, y por otra parte,
tenemos la posibilidad de soportar funciones sobre frameworks como
SenchaTouch o JQuery Mobile. [25]
10.1.8. WebWorks
La plataforma de desarrollo WebWorkses Open Source y está basada en
estándares abiertos como son HTML5, CSS3y JavaScriptque al ser
estándares para la web nos brindan la oportunidad de portar fácilmente
nuestro desarrollo web a la plataforma de BlackBerry, y con un único
código fuente podemos desarrollar nuestras aplicaciones tanto para los
teléfonos inteligentes BlackBerry como para la tableta BlackBerry
PlayBook.
La API de BlackBerry® WebWorks da acceso a funciones de mensajería
(en el teléfono), cámara, GPS, sistema de archivos y muchas otras
39

40. funciones nativas de los dispositivos, pudiendo realizar aplicaciones de
gran atractivo, integración e interactividad con el usuario con
funcionalidades como WebGL (PlayBook y BlackBerry® 10), mensajes
Push (en el teléfono). [26]
10.2. Lenguaje del Lado del Servidor
A continuación se realizara una descripción de las diferentes tecnologías
que se imprentaron del lado del servidor para la realización del proyecto
de investigación.
10.2.1. Php
PHP es un acrónimo recursivo que significa PHP Hypertext Pre-processor
(inicialmente PHP Tools, o, Personal Home Page Tools). Es un lenguaje
de programación interpretado, diseñado originalmente para la creación de
páginas web dinámicas. Es usado principalmente en interpretación del
lado del servidor pero actualmente puede ser utilizado desde una interfaz
de líneas de comandos o en la creación de otros tipos de programación
incluyendo aplicaciones con interfaz gráfica. PHP es un lenguaje
ampliamente usado y que está diseñado especialmente para desarrollo
web y puede ser incrustado dentro de código HTML. [27]
PHP es un potente lenguaje de secuencia de comandos diseñado
específicamente para permitir a los programadores crear aplicaciones en
Web con distintas prestaciones de forma rápida. Se integra a muchas
sistemas manejadores de bases de datos y su conexión con algún
sistemas manejador de base de datos resulta muy adecuada para
aplicaciones dinámicas en Internet; es solución para la construcción de
Webs con independencia de la Base de Datos y del servidor Web, válido
para cualquier plataforma. PHP es un lenguaje multiplataforma, es decir;
puede ser instalado o implementado en distintos tipos de sistemas
operativos ya sean Unix Windows o Mac; esto ofrece gran comodidad y
facilidad en la implementación y desarrollo del proyecto propuesto.
PHP será implementado en el proyecto como lenguaje de programación
orientado a objetos; este se considera robusto ya que permite la conexión
con la mayoría de los manejadores de base de datos y está respaldada
por una amplia documentación. Por ser software libre, representa una
alternativa de fácil acceso y libre de costos.
10.2.2. Ventajas de php
• Es un lenguaje multiplataforma.
40

41. • Capacidad de conexión con la mayoría de los manejadores de
base de datos que se utilizan en la actualidad, destaca su
conectividad con PostgresSQL.
• Capacidad de expandir su potencial utilizando la enorme cantidad
de módulos (llamados ext’s o extensiones).
• Posee una amplia documentación en su página oficial, entre la cual
se destaca que todas las funciones del sistema están explicadas y
ejemplificadas en un único archivo de ayuda.
• Es libre, por lo que se presenta como una alternativa de fácil
acceso para todos.
• Permite las técnicas de Programación Orientada a Objetos.
• Biblioteca nativa de funciones sumamente amplia e incluida.
• No requiere definición de tipos de variables (Esta característica
también podría considerarse una desventaja del lenguaje).
• Permite la conexión a diferentes tipos de servidores de bases de
datos tales como MySQL, Postgres, Oracle, ODBC, DB2, Microsoft
SQL Server, Firebird y SQLite; lo cual permite la creación de
Aplicaciones Web muy robustas.
10.3. Servidor Web
A continuación se describe el servidor elegido para ejecutar todos los
archivos php que hacen parte del proyecto.
10.3.1. Apache
El servidor HTTP Apache es un servidor web HTTP de código abierto para
plataformas Unix (BSD, GNU/Linux, etc.), Windows, Macintosh y otras,
que implementa el protocolo HTTP/1.1 y la noción de sitio virtual. Cuando
comenzó su desarrollo en 1995 se basó inicialmente en código del
popular NCSA HTTPd 1.3, pero más tarde fue reescrito por completo.
Con el uso del servidor WEB en el proyecto; la información de toda la red
estará siempre disponible en todo momento y brindará mayor facilidades
de acceso al sistema.
41

42. 10.3.2. Ventajas de Apache
• Modular: Podemos Manejar diferentes secciones de procesos en
sistemas web que pueden ser interpretados por el servidor apache
• Open source : La Marca Open Source hace del servidor Apache de
código libre por lo que su código fuente puede ser visto y
distribuido a cualquiera a ningún costo
• Multi-plataforma: Apache puede ser instalado o implementado en
muchas plataformas de software ya sea Windows Linux o Mac
• Extensible: Puede evolucionar a diferentes versiones más
desarrolladas
• Popular: Por ser el servidor web más usado lo hace el más popular
por lo que conseguir documentación y paquetes de instalación es
muy fácil
10.3.3. Sistema de Gestión de Base de Datos
El sistema de gestión de base de datos elegido para mantener la
persistencia de los datos se describe a continuación.
10.3.4. PostgresSQL
PostgreSQL es un potente sistema de base de datos objeto-relacional de
código abierto. Cuenta con más de 15 años de desarrollo activo y una
arquitectura probada que se ha ganado una sólida reputación de fiabilidad
e integridad de datos. Se ejecuta en los principales sistemas operativos
que existen en la actualidad como:
• Linux
• UNIX (AIX, BSD, HP-UX, SGI IRIX, Mac OS X, Solaris, Tru64)
• Windows
Tiene soporte completo para claves foráneas, uniones, vistas,
disparadores y procedimientos almacenados (en varios lenguajes).
Incluye la mayoría de los tipos de datos del SQL 2008, incluyendo
INTEGER, numérico, BOOLEAN, CHAR, VARCHAR, DATE, INTERVAL, y
TIMESTAMP. También soporta almacenamiento de objetos binarios
grandes, como imágenes, sonidos o vídeo. Cuenta con interfaces nativas
de programación para C / C + +, Java,. Net, Perl, Python, Ruby, Tcl,
42

43. ODBC, entre otros, y la documentación que actualmente existe es
realmente excepcional.
PostGresSQl ofrece una potencia adicional sustancial al incorporar los
siguientes cuatro conceptos adicionales básicos en una vía en la que los
usuarios pueden extender fácilmente el sistema clases, herencia, tipos,
funciones, otras características aportan potencia y flexibilidad adicional:
Restricciones (Constraints), Disparadores (triggers) Reglas (rules) e
Integridad transaccional. [28]
El diseño, estructura y manejo de la base de datos del presente proyecto
será desarrollada en el manejador de base de datos PostGresSQL. La
utilización e implementación de este manejador en el proyecto, permite la
comunicación e interacción con la base de datos para realizar consultas.
10.3.5. Ventajas de PostgresSQL
• Seguridad en términos generales.
• Integridad en BD: restricciones en el dominio.
• Integridad referencial
• Afirmaciones (Assertions).
• Disparadores (Tiggers).
• Autorizaciones.
• Conexión a DBMS.
• Transacciones y respaldos.
43

44. 11. METODOLOGIA
11.1. Tipo de investigación
El presente trabajo es una investigación científica de tipo descriptiva con
enfoque aplicada. Por una parte, es una investigación descriptiva puesto
que se realizó una revisión exhaustiva de la teoría relacionada con el
diseño de sistemas automatizados de tipo preventivo que a corto y largo
plazo nos ayuda a la toma de decisiones, haciendo una compilación
detallada y precisa de aquellas tecnologías que hacen parte de ésta y que
sirvieron de base para la construcción de la herramienta.
11.2. Línea de Investigación
Las líneas de investigación que se llevan acabo en este proyecto son:
Ingeniería de software y robótica. Ya que el objetivo de esta investigación
es desarrollar una herramienta automatizada orientada a la web y
además tenga acceso desde dispositivos móviles.
11.3. Población Objetivo
La población objeto de estudio de esta investigación son los estudiantes y
cuerpo docente del programa de Química de la Universidad de Córdoba.
11.4. Estrategias de Recolección de Datos
La información requerida para el desarrollo de esta investigación, fue
suministrada a través de los siguientes mecanismos:
Consultas en internet y en bibliotecas nacionales e internacionales de
libros y revistas asociados con el tema de investigación y la encuesta
(anexos).
11.5. Proceso de Investigación
Durante la realización de la investigación sobre el monitoreo y
seguimiento del nivel de toxicidad del monóxido de carbono, se llevaron a
cabo 3 fases conformadas por diferentes actividades a realizar, con las
cuales se cumplirán los objetivos que darán como resultado el desarrollo
del proyecto.
A continuación se describen las 3 fases con sus respetivas actividades.
11.6. Fase I: Análisis del Tema a Investigar
En esta primera fase se realiza un estudio sobre el tema a tratar y su
respectivo entorno, se realiza un análisis de la problemática, la
justificación y lasdiferentes tecnologías existentes para solucionar el
44

45. problema planteado, para lo cual se desarrollaron las siguientes 3
actividades:
• Actividad 1: Se llevo a cabo un acercamiento directo con los
estudiantes y docentes que actualmente realizan las diferentes
practicas en el laboratorio de química general, se realizo una
encuesta (anexo), para determinar como abordaban la
problemática existente, protocolo realizaban cuando se diera un
alto índice de monóxido de carbono, como se protegían durante las
prácticas de laboratorio, que sistema operativo tienen sus
dispositivos móviles, como se prevenían de inhalar algún gas
toxico.
• Actividad 2: Se realiza un análisis según las respuestas dadas en
la encuestas, acerca de cómo abordan en el laboratorio de química
general la problemática existente, se identifican sus falencias, se
observa que procesos se pueden mejorar.
• Actividad 3: Se estudian los conceptos relacionada con Arduino y
las tecnologías web orientas hacia el desarrollo de aplicaciones
para dispositivos móviles, que sean las mas adecuadas para estos,
asegurándonos sin son libres o privativas, si se ejecutan de
manera adecuada según las características de los diferentes
dispositivos móviles existente y si están optimizadas, para de esta
manera saber con que tecnologías, (lenguajes de programación del
lado del cliente y del servidor) podemos dar una solución optima a
la problemática existente.
El resultado de esta primera fase, es un marco del estudio y el análisis
general de la problemática, teniendo presente como y con que
tecnologías se va dar una solución.
11.7. Fase II: Análisis, Diseño y Montaje
Esta segunda fase se encuentra conformada por 2 actividades, las cuales
solo se pueden realizar a través de la culminación satisfactoria las
actividades pertenecientes a la fase anterior.
• Actividad 4: Se determinan los diferentes requerimientos
funcionales para realizar los procesos necesarios que darán una
solución al problema identificado, se llevaron acabo las pautas
básicas y fundamentales de la ingeniera de software tales como
son: el diagrama de clases, los casos de uso, los diagramas de
actividades, los diagramas de secuencias, se estudio y se eligió la
45

46. metodología de desarrollo de software más adecuada para este
tipo de proyecto que involucra tecnologías web para dispositivos
móviles trabajando conjuntamente con el hardware Arduino, es
este caso se opto por el Desarrollo Dirigido por Tests (TDD).
• Actividad 5: Se prosiguió a realizar el ensamble. Montaje y
configuración del hardware Arduino, para que este funcionara de
manera adecuada, permitiendo obtener información importante
necesaria del entorno.
El resultado de esta segunda fase es el levantamiento de los
requerimientos y el perfecto funcionamiento del hardware Arduino con el
medio ambiente, capturando los datos necesarios a través del sensor de
monóxido de carbono ensamblado y configurado.
11.8. Fase III: Desarrollo del Sistemas
Teniendo ya muy claro cuales son los requerimientos, haber realizado el
diseño de estos y culminado de forma satisfactoria la configuración y el
montaje del hardware Arduino, se prosiguió a realizar la tercera fase en la
cual se da inicio y culminación al desarrollo del software, teniendo
presente las siguientes actividades:
• Actividad 6: Se inicio la programación del sistema, que permitirá
llevar un seguimiento y monitoreo del nivel de toxicidad del
monóxido de carbono presente en el laboratorio de química
general, haciendo uso de Php como lenguaje del lado del servidor,
utilizando Apache como servidor web, conectando lo a una base de
datos creada en el sistemas de gestión de base de datos
PostgresSQL, ofreciendo una interfaz grafica intuitiva y fácil de
usar que se adapte a las diferentes resoluciones existente para los
dispositivos móviles, creada con Html5 y Css3.
• Actividad 7: Teniendo ya desarrollado por completo el sistema y
con sus respectiva aplicación para celulares se prosiguió a realizar
las pruebas necesarias para garantizar el buen funcionamiento de
ambos, se estableció un plana de pruebas(pag), elaborado con la
asesoría oportuna y necesaria del profesor Robert Paternina,
vinculado al programa de Química de la Universidad de Córdoba,
quien nos dio el aval y la garantía de que el sistema realizaba los
procesos necesarios para dar solución a la problemática que se
presentaba en el laboratorio de química general.
46

47. 12. PROCESO DE DESARROLLO DEL SISTEMA
12.1. Metodología de Desarrollo
Para el desarrollo del sistema elegimos utilizar la metodología ágil Test
DrivenDevelopment (TDD). Desarrollo orientado a pruebas la cual es una
técnica de desarrollo de software que usa iteraciones de desarrollo cortas
basadas en casos de prueba escritos previamente que definen las
mejoras deseadas o nuevas funcionalidades. Un concepto clave de TDD
es que las pruebas se escriben antes de que se escriba el código para
que éste cumpla con las pruebas. La idea de escribir las pruebas antes
que el código tiene dos beneficios principales: Ayuda a asegurar que la
aplicación se escribe para poder ser probada, ya que como
desarrolladores del sistema debemos considerar cómo probar la
aplicación desde el principio, en vez de preocuparnos por ello luego.
También asegura que se escriban pruebas para cada característica propia
del software.
12.2. Análisis y Diseño del Sistema
Para esta etapa se empleo la técnica de especificación de requisitos y
fueron plasmados en los diagramas da casos de uso, los diagramas de
secuencia y los diagramas de actividad, incluyendo el diagrama de clases
bajo la notación UML como se siguiere por la Ingeniería de Software. Con
ello se moldean todos los requerimientos funcionales para que el sistema
cumpla con los objetivos trazados en la presente investigación,
garantizando así que los estudiantes y el cuerpo de docentes del
programa de Química de la Universidad de Córdoba puedan realizar las
diferentes prácticas en el laboratorio de química general, con la total
confianza de que el sistema notificar el momento en que se presente
niveles altos de toxicidad de monóxido de carbono.
12.3. Programación del Sistema
Durante el desarrollo del sistema se programaron los diferentes procesos
u operaciones haciendo uso del lenguaje del lado del servidor Php,
Javascript como lenguaje del lado del cliente, junto con Html como lengua
de etiquetas, haciendo uso del patrón arquitectónico MVC (Modelo Vista
Controlador), el cual nos permitió la creación del sistema de forma rápida,
sencilla y sobre todo muy organizada ya que el MVC permite separa la
lógica del negocio, la persistencia de los datos y la presenta de la
información.
47

48. 12.4. Arquitectura del Sistema
La arquitectura de desarrollo del sistema se basó en el modelo de tres
capas:
• Capa de Persistencia.
• Capa de Lógica del Negocio.
• Capa de Presentación.
12.4.1. Capa de Persistencia
En esta capa fue utilizado el motor de bases de datos PostGresSql,
puesto que es extremadamente rápido, robusto y de fácil uso, multi-
plataforma, ideal para aplicaciones basadas en la Web, además, del
soporte para transacciones, integridad referencial, que lo hacen un gestor
de bases de datos con todos los requerimientos indispensables para este
tipo de aplicaciones.
12.4.2. Capa de Lógica del Negocio
Esta capa es administrada por PHP, puesto que es un lenguaje con
soporte para la programación orientada a objetos, muy veloz, multi-
plaforma y completamente integrado con muchos gestores de bases de
datos, entre ellos PostgresSQL.
12.4.3. Capa de Presentación
Este es un software que puede ser usado en un entorno de trabajo en
grupo donde se busca que los usuarios disfruten de una plataforma que
les permita visualizar el nivel de monóxido de carbono presente en el
laboratorio de química general y a su vez ofrecer una interfaz amigable e
intuitiva, por este motivo la presentación es en Html5, siendo este un
lenguaje estándar para los actuales navegadores Web.
Es pertinente precisar que la implementación de la arquitectura en tres
capas se relaciona directamente con uso del patrón arquitectónico MVC.
El patrón MVC es un patrón de arquitectura de software encargado de
separar la lógica de negocio de la interfaz del usuario y es el más utilizado
en aplicaciones Web,ya que facilita la funcionalidad, mantenibilidad y
escalabilidad del sistema, de formasimple y sencilla, a la vez que permite
“no mezclar lenguajes de programación en el mismocódigo”.
MVC divide las aplicaciones en tres niveles de abstracción:
12.4.4. Modelo
Representa la lógica de negocios. Es el encargado de acceder de forma
directa a los datos actuando como “intermediario” con la base de datos.
48

49. Lo que en nuestro proyecto, serían las clases encargadas de la conexión
cargadas
y de las consultas a la base de datos.
12.4.5. Vista
Es la encargada de mostrar la información al usuario de forma gráfica y
s forma
“humanamente legible”.
12.4.6. Controlador
Es el intermediario entre la vista y el modelo. Es quien controla las
s
interacciones del usuario solicitando los datos al modelo y entregándolos
a la vista para que ésta, lo presente al usuario, de forma “humanamente
legible”.
A continuación se ilustra el funcionamiento del patrón arquitectónico MVC.
Ilustración 1. Funcionamiento del patrón modelo-vista-controlador
controlador.
12.5. Herramientas y Entorno Desarrollo del Sistema
Para poder culminar el desarrollo del sistema encargado de monitorear
los niveles toxicidad del monóxido de carbono, se hizo uso práctico de
varias herramientas de desarrollo web, que nos permitieron programar,
implementar y realizar las pruebas necesarias para poder concluir de
manera satisfactoria y optima el desarrollo del proyecto de investigación,
ctoria
las siguientes herramientas (software) que cumplen un papel fundamental
en el desarrollo del proyecto son:
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