Proyecto de Arduino

1. TECNOLÓGICO
NACIONAL DE MÉXICO
Instituto Tecnológico
de matamoros
Ingeniería Electrónica
Taller de Investigación II
Proyecto de investigación: contador de rayos UV
Profesor: Ing. Víctor Hugo Martínez Reyes
Nombre de alumnos:
Miguel Ángel García Hernández
Julio Cesar Ibarra Vázquez
H. MATAMOROS, TAM. 29 de noviembre del 2018

2. INDICE
Introducción……………………………………………………………………………………2
Antecedentes……………………………………………………………………….…………3
Objetivo General……………………………………………………………………………...4
Objetivos Especificos………………………………………………………………………...4
Planteamiento del Problema………………………………………………………………...5
Justificación……………………………………………………………………………………5
Hipótesis……………………………………………………………………………………….5
Marco Teorico…………………………………………………………………………….6
Rayos Ultravioleta…………………………………………………………………………6
Efectos de la exposición…………………………………………………………………7
Dispositivos químico-electronicos………………………………………………………8
Sensores UV……………………………………………………………………………..9
Avances tecnológicos…………………………………………………………………..9
Metodología……………………………………………………………………………10
Conclusiones………………………………………………………………………….11
Referencias…………………………………………………………………………….11

3. Introducción
En el año 2018 se ha registrado las temperaturas más altas alrededor del mundo,
batiendo marcas que parecían lo opuesto. Se estima que para el año 2019 la
temperatura máxima de la tierra aumente 1.5 grados más, lo cual provocaría que
estos eventos ocurran con mayor frecuencia y, por ende, con mayor intensidad.
A esto se le suma el incremento de la población lo cual nos dejaría en un futuro
bastante obscuro, ya que no todos los países contaran con la infraestructura
necesaria para mitigar los efectos de estos eventos. El cambio climático es algo
irreversible y desde años se han predicho estos escenarios, aunque existen otros
riesgos debido a las fuertes catástrofes naturales, uno de los más latentes son las
enfermedades o problemas cutáneos causados por la exposición a rayos
ultravioleta. En este proyecto de investigación demostraremos cuales han sido los
prototipos o productos anteriores que buscan solucionar esta problemática,
asimismo, mediante una investigación y exposición de ideas, plantearemos
nuestra idea para combatir este problema tanto en el presente como en el futuro
incorporando nuevas tecnologías que puedan sumar en la causa.

4. Antecedentes
(2011) La gente de TokyoFlash creó este diseño de un Reloj con sensor UV que
permite medir la intensidad de los rayos ultravioletas que hay en el ambiente para
saber qué tipo de protección solar ponerse o durante cuánto tiempo como máximo
estar al sol. (La idea nunca se puso en marcha)
(2013) Silicon Labs se está poniendo a la vanguardia en el sector de detección y
monitoreo del índice UV y la exposición a la luz solar, con su dispositivo Si1132.
Diseñado como un sensor de índice UV de chip único, no sólo es apto para
detectar la exposición a los rayos UV, sino que también proporciona control de la
frecuencia cardíaca y medición de oximetría en sangre para aplicaciones de
fitness, así como el control de proximidad/ gestos para la interfaz remota. El
dispositivo incluye sensores de índice UV y de luz ambiental, con una interfaz I²C
estándar de la industria para leer los valores digitales del índice UV.
(2013) Netatmo June, una pulsera con diseño de joya capaz de medir los radiación
UV y, a través de una app en el móvil- recomendar el tipo de protección solar más
adecuado a cada persona. La app mide el porcentaje de dosis solar diaria de
acuerdo con el tipo de piel y la radiación recibida en el sensor. Tras ello sugiere el
factor de protección solar SPF necesario, así como el tiempo máximo
recomendado de exposición al sol.
(2014) El UVA+B Sunfriend es un brazalete inteligente que te avisará cuando es
hora de alejarse de la exposición del sol. Se adaptará a tu tipo de piel y la
sensibilidad de la misma. (Actualmente se encuentra en desuso debido a que ya
no es confiable en algunas partes del mundo).
(2018) La marca de cuidado dermatológico de L'Oréal, La Roche-Posay, ha
desarrollado un nuevo sensor de rayos UV electrónico que funciona sin batería. Se
llama UV Sense, y su lanzamiento supone un paso más para la innovación en
protección solar. Se trata de un sensor más pequeño incluso que su precursor My
UV Patch: diseñado para la uña del pulgar, es capaz de ofrecer datos en tiempo
real a través de una aplicación móvil, disponible para iOS y Android, que traduce y
transfiere los datos recogidos por el sensor. (Se prevé que el dispositivo salga a la
venta el próximo año)

5. Objetivo General
Realizar una investigación de tecnologías pasadas, actuales y futuras, para la
innovación y representación del “Medidor de rayos UV” planteado.
Objetivos Específicos
 Recopilar la información de dispositivos quimico-electronicos que sean
capaces de monitorear cambios en los rayos ultravioleta.
 Obtener información acerca de los sensores más precisos actualmente y su
implementación en el campo.
 Recopilar la información de los avances tecnológicos que implementan
estas tecnologías.
 Plasmar las mejoras pensadas para el problema mediante un mapa
conceptual.

6. Planteamiento delproblema
La temperatura del planeta seguirá en aumento provocando eventos tales como
climas sofocantes, éstos, a su vez, traerán consigo días más soleados y durante
periodos más extensos, lo cual provocará, inevitablemente, una exposición al sol
más prolongada. Dicha exposición al sol trae consecuencias como cáncer u otras
enfermedades cutáneas e incluso oculares. Con este proyecto de investigación,
planeamos proyectar nuestra idea de un dispositivo más efectivo y confiable que
previas ideas presentadas al mercado y que están el mismo.
Justificación
Nuestro proyecto alcanza un impacto social que va desde el presente, hasta un
futuro, se presta como una visión distinta al campo de la medina, ya que, gracias a
él se podría evitar el aumento de pacientes con estos problemas médicos, y
prestar para futuras innovaciones que se presten a la investigación de la radiación.
Hipótesis
Cuando el planeta alcance índices altos de radiación ultravioleta la sociedad se
verá comprometida a exponerse para hacer las labores del día a día, debido a que
cada estación, cada lugar en el planeta la radiación de UV es distinta, será
importante saber cuándo ya corremos un riesgo de salud. Para esto nuestro
aparato será capaz de medir los índices UV del día y la cantidad de tiempo que
uno puede estar expuesto, pero, este empieza a contar con respecto a la radiación
del sitio donde te encuentres, es decir, bajo una sombra de un árbol, un edificio o
a la intemperie, mandado una alerta de que te encuentras en un riesgo medico
cuando el contador llegue a cero.

7. MarcoTeórico
1. Radiación Ultravioleta
1.1 ¿Qué es la radiación ultravioleta?
Se denomina radiación ultravioleta o radiación UV a la radiación electromagnética
cuya longitud de onda está comprendida aproximadamente entre los 400 nm
(4x10−7 m) y los 15 nm (1,5x10−8 m). Su nombre proviene de que su rango
empieza desde longitudes de onda más cortas de lo que los humanos
identificamos como el color violeta, pero dicha luz o longitud de onda, es invisible
al ojo humano al estar por encima del espectro visible. Esta radiación es parte
integrante de los rayos solares y produce varios efectos en la salud al ser una
radiación entre no-ionizante e ionizante.
1.2 Subtipos de radiación ultravioleta
Hay tres tipos principales de rayos UV:
Los rayos UVA envejecen a las células de la piel y pueden dañar el ADN de estas
células. Estos rayos están asociados al daño de la piel a largo plazo tal como las
arrugas, pero también se considera que desempeñan un papel en algunos tipos de
cáncer. La mayoría de las camas bronceadoras emiten grandes cantidades de
UVA que según se ha descubierto aumentan el riesgo de cáncer de piel.
Los rayos UVB tienen un poco más de energía que los rayos UVA. Estos rayos
pueden dañar directamente al ADN de las células de la piel, y son los rayos
principales que causan quemaduras de sol. Asimismo, se cree que causan la
mayoría de los cánceres de piel.
Los rayos UVC tienen más energía que otros tipos de rayos UV, pero no penetran
nuestra atmósfera y no están en la luz solar. No son normalmente una causa de
cáncer de piel.
Tanto los rayos UVA como los UVB pueden dañar la piel y causan cáncer de piel.
1.3 Características de las radiaciones UV
UV-A.- Banda de los 320 a los 400 nm. Es la más cercana al espectro visible y no
es absorbida por el ozono.
UV-B.- Banda de los 280 a los 320 nm. Es absorbida casi totalmente por el ozono,
aunque algunos rayos de este tipo llegan a la superficie de la Tierra. Es un tipo de
radiación dañina, especialmente para el ADN. Provoca melanoma y otros tipos de
cáncer de piel. También puede estar relacionada, aunque esto no es tan seguro,
con daños en algunos materiales, cosechas y formas de vidas marinas.
UV-C.- Banda de las radiaciones UV menores de 280 nm.. Este tipo de radiación
es extremadamente peligroso, pero es absorbido completamente por el ozono y el
oxígeno.

8. 2. Efectos a la exposición de rayos UV
2.1 Efectos sobre la salud
Daños genéticos:
La radiación UV-B interfiere con los enlaces del ADN dañando la molécula.
Muchos de estos errores son reparados por los sistemas enzimáticos de la célula
pero algunas mutaciones perviven y pueden producir cánceres, especialmente de
piel. El 90% de los cánceres de piel se atribuyen a los rayos UV-B y se supone
que una disminución en la capa de ozono de un 1% podría incidir en aumentos de
un 4 a un 6% de distintos tipos de cáncer de piel, aunque esto no está tan claro en
el más maligno de todos: el melanoma, cuya relación con exposiciones cortas pero
intensas a los rayos UV parece notoria, aunque poco comprendida y puede llegar
a manifestarse hasta 20 años después de la sobreexposición al sol.
Daños en los ojos:
La exposición a dosis altas de rayos UV puede dañar los ojos, especialmente la
córnea que absorbe muy fácil estas radiaciones. A veces se producen cegueras
temporales y la exposición crónica se asocia con mayor facilidad de desarrollar
cataratas.
2.2 Tipos de enfermedades
Quemaduras solares:
Se producen debido a una sobrexposición a los rayos ultravioletas B (UVB). En
función del pigmento cutáneo de la persona y de la cantidad de tiempo que haya
estado expuesta al sol, la piel se vuelve roja, inflamada y dolorida. Posteriormente,
se pueden llegar a formar ampollas y la piel se descama. Algunas personas
quemadas por el sol pueden incluso presentar fiebre, escalofríos y debilidad en los
casos menos graves. En los más graves, pueden incluso entrar en estado de
shock (hipotensión arterial o desvanecimiento). Es posible que los primeros signos
de quemaduras no aparezcan durante unas cuantas horas. Lo normal es que sea
unas 24 horas después de la exposición.
Fotoenvejecimiento:
Se caracteriza por la aparición de arrugas, pecas, léntigos solares y telangiectasia
o aparición de pequeñas venas en la piel. Se trata de un envejecimiento prematuro
extrínseco de la piel, que altera el proceso natural y que se debe a los rayos UVA
principalmente ya que son los que degradan las células que dan firmeza a la piel y
generan flacidez, arrugas, manchas y deshidratación.

9. Carcinoma basecular:
Se trata del cáncer de piel más frecuente y se puede encontrar principalmente en
la cara, la nariz y la frente.El riesgo de la aparición de un carcinoma basocelular
aumenta con antecedentes familiares de la enfermedad y con una exposición
acumulativa de luz solar ultravioleta. Por eso, es más frecuente en personas de
raza blanca, rubias y de piel clara.
Melanoma maligno cutáneo:
Es uno de los casos de cáncer más graves producidos en la piel. Se trata
generalmente de un tumor cutáneo altamente invasivo por su capacidad de
generar metástasis o propagación del foco canceroso a los diferentes órganos del
cuerpo humano. En su aparición, influyen factores de tipo intrínseco (hereditarios)
y extrínsecos en cuyo caso, el factor más relevante es la exposición a la luz solar.
Carcinoma espinocelular:
Es un tumor maligno en el que se observa una proliferación sin control de las
células del estrato espinoso de la piel. Se origina debido a alteraciones en el ADN
de las células cutáneas y se produce principalmente por quemaduras de la piel
que ha sido sobreexpuesta a los rayos solares. Normalmente, se localiza en la
superficie de la piel, lo que hace posible detectar ese tumor de manera temprana.
3. Dispositivos quimico-electronicos
3.1 Fotodiodo
Un fotodiodo es un semiconductor construido con una unión PN, sensible a la
incidencia de la luz visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se
polariza inversamente, con lo que se producirá una cierta circulación de corriente
cuando sea excitado por la luz. Debido a su construcción, los fotodiodos se
comportan como células fotovoltaicas, es decir, iluminados en ausencia de una
fuente exterior de energía generan una corriente muy pequeña con el positivo en
el ánodo y el negativo en el cátodo.
3.2 LDR
Un fotorresistor o fotorresistencia es un componente electrónico cuya resistencia
disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente.1 Puede también ser
llamado fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz, cuyas
siglas, LDR, se originan de su nombre en inglés light-dependent resistor. Las
células de sulfuro del cadmio se basan en la capacidad del cadmio de variar su
resistencia según la cantidad de luz que incide en la célula. Cuanta más luz incide,

10. más baja es la resistencia. Las células son también capaces de reaccionar a una
amplia gama de frecuencias, incluyendo infrarrojo (IR), luz visible, y ultravioleta
(UV).
4. Sensores de UV
4.1 Sensores comerciales
Sensor UV [DA06490]
Mide la porción del espectro Ultra-Violeta que quema la piel. Le permite conocer el
índice UV, la tasa de exposición, y la dosis diaria y acumulada.
Un filtro multi-capas genera una repuesta espectral que se acerca muchísimo al
Espectro de Acción Erythema (Erythema Action Spectrum). Un difusor ofrece una
excelente respuesta al coseno. El housing de dos piezas minimiza el
calentamiento por radiación, permite un enfriamiento por convección del sensor, y
previene que se acumule el agua o el polvo. Incluye un sistema de nivelación y
cable de 0.9 m.
Sensor UVM-30A, (Arduino) que tiene una amplia gama espectral de 200nm hasta
370nm*. La señal eléctrica de salida del módulo, es de tipo analógica, que varía
respecto a la intensidad de los rayos UV, lo que nos permite darnos una
sugerencia, si es una buena idea o no ir a la playa hoy.
5. Avances tecnológicos contra rayos uv
5.1 Parches protectores
El sensor UV Sense puede medir cuánto tiempo has estado en exteriores,
midiendo la cantidad de tiempo que has estado expuesto a la radiación
ultravioleta. Mide 9 milímetros de diámetro y apenas 2 milímetros de grosor. El
peso es mínimo, pese a que contenga en su interior varios sensores.
Uniendo los datos la aplicación puede decirte si has pasado demasiado tiempo
expuesto a la radiación, mostrando gráficas e información sobre tu exposición, que
podría llegar a ser peligrosa para tu piel.
5.2 Pulseras (Gadgets) UV
Son accesorios capaces de cambiar su color, estado o estatus dependiendo la
cantidad de sol que exista, sin embargo, pueden legar a ser poco exactas ya que
el portador desconoce la naturaleza del tiempo que lleva expuesto

11. METODOLOGIA

13. Conclusiones
Gracias a esta investigación hemos logrado corroborar que en el mercado existen
estos productos que poseen distintas faltas que en un futuro podrían comprometer
al portador, entendemos que aunque la idea no esta plasmada en forma física,
esta investigación complementada con el origen de la misma, abre la puerta a
futuras innovaciones en las que se espera forme parte.
Referencias
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ultravioletas.html?fbclid=IwAR2gsUy6VydjFg43uHbAFt4PRKaGhGtlqryQV-
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https://clipset.20minutos.es/netatmo-june-la-pulsera-inteligente-que-
controla-la-exposicion-solar-de-la-
piel/?fbclid=IwAR2gsUy6VydjFg43uHbAFt4PRKaGhGtlqryQV-
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http://www.expansion.com/fueradeserie/cuerpo/2018/06/18/5a9fd1c546163fea
088b45ae.html?fbclid=IwAR19qtJurF2Uy7mEFa9yD_RqXDE8aeKesMDGAvsc
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https://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_ultravioleta?fbclid=IwAR1z1s
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https://www.cancer.org/es/cancer/cancer-de-piel/prevencion-y-deteccion-
temprana/que-es-la-radiacion-de-luz-
ultravioleta.html?fbclid=IwAR2AkXtRHANZzcpmBtSeYLYA27B2hq7l4Ts7AdL
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http://www4.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/10CAtm1/364UltrViol.
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kkgpIUCKs
http://blog.cecofar.es/enfermedades-radiacion-
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BBLZTO2br5nScAM
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https://clipset.20minutos.es/loreal-uv-sense-sensor-radiation-
ultravioleta/?fbclid=IwAR3-
BB_mdRnA96oB3NtfSEmVPfd1qMFIvYRyrL8JFGECJc3QQN6tqyZNvAs