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DISEÑO DE UN DISPOSITIVO ELECTRÓNICO PARA MONITOREAR
VARIABLES AMBIENTALES Y QUE FUNCIONE CON ENERGÍA SOLAR.
Investigadores:
DANIEL LÓPEZ CASAFÚS
EDISON VILLEGAS VILLEGAS
GRADO DÉCIMO 2
CLAMENTINA BUITRAGO
Profesora Asesora en investigación
CAMILO ZAPATA
Asesor Técnico del Sena
INSTITUCIÓN EDUCATIVA COLEGIO LOYOLA PARA LACIENCIA Y LA
INNOVACIÓN
MEDELLIN
2013

RESUMEN
Todos los días las personas están expuestas a diversos factores que causan
enfermedades, estas con el tiempo pueden ocasionar complicaciones en la
salud, que se producen por diferentes tipos de variables ambientales como la
contaminación auditiva y la radiación solar, en el presente proyecto se pretende
medir estas variables e informar los riesgos a los que se encuentran expuestas
las personas en tiempo real, por medio de un dispositivo electrónico que se
diseñara por medio de recursos electrónicos, el cual funcionara con energía
solar.

INFORMACIÓN GENERAL
TITULO DEL PROYECTO: DISEÑO DE UN DISPOSITIVO ELECTRÓNICO
PARA MONITOREAR VARIABLES AMBIENTALES Y QUE FUNCIONE CON
ENERGÍA SOLAR.
GRADO GRUPO
10° 2
Nombre de los investigadores Roles Dirección electrónica
Daniel López Casafús Líder purris109@gmail.com
Edison Villegas Villegas Comunicador hh.mik1100@gmail.com
- Nombre del profesor asesor: Clementina Buitrago
CATEGORÍA LÍNEA DE
INVESTIGACIÓN
ÁREA TEMÁTICA
Ingeniería Ingeniería Salud. Electrónica.
- Tutor: Camilo Zapata
Duración del
proyecto
Valor del proyecto Aporte externo Aporte Institucional
Año y medio $ 200.000(arreglar
precio)
$100.000 $ 100.000
- ¿El proyecto es continuación de una propuesta presentada anteriormente?:
SI NO X

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2.1. Antecedentes del problema
Cada día es más evidente el crecimiento y sobre población de las ciudades el
aumento de los vehículos y con ellos el aumento de ruidos en las calles,
también se puede notar con gran facilidad el aumento de calor debido al alto
grado de contaminación que estamos expuestos haciendo que el impacto del
calor y de los rayos del sol, nos afecten cada día más, dejando que
enfermedades y agentes patógenos puedan afectar du una u otra manera
nuestra salud y la de los demás.
Según el cocumento BTOCiencias de la Tierra y Medioambientales. Curso 208/09
Vivimos rodeados de contaminación, una a la que no damos mucha
importancia es la contaminación acústica, siendo muy importante evitarla lo
más posible, puesto que ésta puede tener graves consecuencias sobre el ser
humano. El término contaminación acústica hace referencia al ruido que es un
sonido excesivo o inoportuno que puede producir efectos fisiológicos y
psicológicos no deseados sobre una persona o grupo de personas. El ruido
tiene diferentes características que el resto de contaminantes: •Su producción
es la más barata y su emisión requiere muy poca energía. •Su medición y
cuantificación es compleja. •No genera residuos, no produce un efecto
acumulativo en el medio aunque sí puede producirlo en el hombre. •Su radio de
acción es inferior al de otros contaminantes. •No se propaga mediante los
sistemas naturales como sería el caso del aire contaminado que se mueve por
la acción del viento. •Se percibe por el único sentido del oído, esto hace que su
efecto sea subestimado. A diferencia del ruido, la contaminación del agua se
percibe por su aspecto, olor y sabor.
Y de acuerdo con el portal educativo monografías.com se podría decir que por
otro lado, la contaminación Ambiental por años viene siendo un factor
determinante en la salud pública de las personas; a consecuencia de los gases
contaminantes, residuos sólidos y aguas sucias, se ha incrementado
enormemente debido a una falta de atención por parte de las autoridades y
concientización por parte de los pobladores. El progreso tecnológico, por una
parte y el acelerado crecimiento demográfico, por la otra, producen la alteración
del medio, llegando en algunos casos a atentar contra el equilibrio biológico de
la tierra. No es que exista una incompatibilidad absoluta entre el desarrollo
tecnológico, el avance de la civilización y el mantenimiento del equilibrio
ecológico, pero es importante que el hombre sepa armonizarlos. Para ello es
necesario que proteja los recursos renovables y no renovables y que tome
conciencia de que el saneamiento del ambiente es fundamental para la vida
sobre el planeta.

Según el portal y enciclopedia monografías y Wikipedia, muestran causas y
efectos que traen las contaminaciones anterior mente mencionadas, mostrando
el daño que causan alas personas, en su salud y vida diaria
Efectos sobre el sueño
El ruido produce dificultades para conciliar el sueño y despierta a quienes están
dormidos. El sueño es una actividad que ocupa un tercio de nuestras vidas y nos
permite descansar, ordenar y proyectar nuestro consciente. El sueño está
constituido por dos tipos: el sueño clásico profundo (No REM (etapa de sueño
profundo), el que a su vez se divide en cuatro fases distintas), y por otro lado
está el sueño paradójico (REM). Se ha demostrado que sonidos del orden de
aproximadamente 60 dBA, reducen la profundidad del sueño, acrecentándose
dicha disminución a medida que crece la amplitud de la banda de frecuencias,
las cuales pueden despertar al individuo, dependiendo de la fase del sueño en
que se encuentre y de la naturaleza del ruido. Es importante tener en cuenta que
estímulos débiles sorpresivos también pueden perturbar el sueño. (2)
Efectos sobre la conducta
El ruido produce alteraciones en la conducta momentáneas, las cuales consisten
en agresividad o mostrar un individuo con un mayor grado de desinterés o
irritabilidad. Estas alteraciones, que generalmente son pasajeras se producen a
consecuencia de un ruido que provoca inquietud, inseguridad o miedo en
algunos casos. (2)
Efectos en la memoria
En aquellas tareas en donde se utiliza la memoria se ha demostrado que existe
un mayor rendimiento en aquellos individuos que no están sometidos al ruido,
debido a que este produce crecimiento en la activación del sujeto y esto en
relación con el rendimiento en cierto tipo de tareas, produce una sobre activación
traducida en el descenso del rendimiento. El ruido hace que la articulación en
una tarea de repaso sea más lenta, especialmente cuando se tratan palabras
desconocidas o de mayor longitud, es decir, en condiciones de ruido, el individuo
se desgasta psicológicamente para mantener su nivel de rendimiento.
Por supuesto que todos los efectos, son directamente proporcional al tiempo de
exposición de la persona. (2)

Efectos en la atención
El ruido hace que la atención no se localice en una actividad específica, haciendo
que esta se pierda en otros. Perdiendo así la concentración de la actividad. (2)
Efectos en el embarazo
Se ha observado que las madres embarazadas que han estado desde
comienzos de su embarazo en zonas muy ruidosas, tienen niños que no sufren
alteraciones, pero si la exposición ocurre después de los 5 meses de gestación,
después del parto los niños no soportan el ruido, lloran cuando lo sienten, y al
nacer tienen un tamaño inferior al normal. (2)
Efectos sobre los niños
El ruido repercute negativamente sobre el aprendizaje y la salud de los niños.
Cuando los niños son educados en ambientes ruidosos, éstos pierden su
capacidad de atender señales acústicas, sufren perturbaciones en su capacidad
de escuchar, así como un retraso en el aprendizaje de la lectura y la
comunicación verbal. Todos estos factores favorecen el aislamiento del niño,
haciéndolo poco sociable.
Por otro lado, la contaminación Ambiental por años viene siendo un factor
determinante en la salud pública de las personas; a consecuencia de los gases
contaminantes, residuos sólidos y aguas sucias, se ha incrementado
enormemente debido a una falta de atención por parte de las autoridades y
concientización por parte de los pobladores, todos lo anteriormente mencionado
se basa en estudios realizados por el parlamento Europeo. (2)
El progreso tecnológico, por una parte y el acelerado crecimiento demográfico,
por la otra, producen la alteración del medio, llegando en algunos casos a atentar
contra el equilibrio biológico de la tierra. No es que exista una incompatibilidad
absoluta entre el desarrollo tecnológico, el avance de la civilización y el
mantenimiento del equilibrio ecológico, pero es importante que el hombre sepa
armonizarlos. Para ello es necesario que proteja los recursos renovables y no
renovables y que tome conciencia de que el saneamiento del ambiente es
fundamental para la vida sobre el planeta. (8)
Se puede decir que la contaminación ambiental y la radiación están apegadas
ya que en los últimos años se ha detectado un aumento alarmante en el número
de casos de cáncer de piel entre las personas de raza blanca. Se sabe que las
radiaciones solares, además de ser causantes de quemaduras, envejecimiento
cutáneo precoz y desarrollo de cataratas oculares, producen efectos

cancerígenos sobre la piel. Está comprobado que los rayos ultravioleta (UV) son
los principales responsables de esta situación.
Especialmente los bebés y los niños más pequeños (menores de 3 años) son los
más sensibles a los efectos nocivos de estas radiaciones según los estudios
realizados por la ONU acerca de los efectos del sol y la contaminación ambiental.
(7)

Pregunta de investigación
¿Cómo desarrollar un dispositivo electrónico que funcione con energía solar y
que realice mediciones de ruido, rayos ultra violeta, gases, para beneficiar la
salud de las personas de la ciudad de Medellín?

3. OBJETIVOS
Objetivo general
Diseñar un dispositivo electrónico para monitorear variables ambientales y que
funcione con energía solar, por medio del manejo de las tic y herramientas
tecnológicas.
Objetivos específicos
-Diseño de dispositivo electrónico que permita medir variables de contaminación
auditiva, atmosférica y solar.
-Brindar energía al dispositivo electrónico por medio de energía solar.
-Informar a la comunidad el nivel de contaminación auditiva, atmosférica y solar,
a la que se encuentran expuesta en tiempo real, por medio de patrones de
medida conocidos como el del el semáforo, e pantallas digitales.

JUSTIFICACION
Todos los días las personas están expuestas a diversas enfermedades que con
el tiempo se desarrollan y pueden causar complicaciones en la salud, muchas
de estas enfermedades pueden producirse por contaminaciones en el medio en
que se encuentren algunas de estas contaminaciones son:
Se llama contaminación acústica (o contaminación auditiva) al exceso de
sonido que altera las condiciones normales del ambiente en una determinada
zona. Si bien el ruido no se acumula, traslada o mantiene en el tiempo como las
otras contaminaciones, también puede causar grandes daños en la calidad de
vida de las personas si no se controla bien o adecuadamente. (2)
El ruido es uno de los elementos más dañinos que tienen las urbes, al grado de
que el 80% de las personas que las habitan padecen cierto nivel de sordera, y
eso no es lo peor, aunque parezca difícil de creer, el estruendo también provoca
enfermedades gastrointestinales, sin contar la ansiedad, irritabilidad e insomnio.
Por los altos niveles de ruido, cuatro de cada cinco habitantes de ciudades
industrializadas padecen algún tipo de deficiencia auditiva; sin embargo, pocos
son los que se percatan de su problema.
Invisible e irreversible es el camino que conduce a la sordera, y lo más grave es
que las personas se acostumbran al ruido nocivo y lo ven como parte de su
entorno, el tránsito, la música en las discotecas, conciertos o fiestas; el sonido
de las fábricas e, incluso, los gritos, son grandes enemigos de la salud auditiva
y mental. Contrario a la creencia de que la sordera llega con la edad y que son
los ancianos los más propensos a ella, actualmente son los jóvenes los más
afectados (1)
La radiación ultravioleta proviene del sol o tiene orígenes artificiales, como
las camas o las lámparas solares. Puesto que los beneficios del sol no se
pueden separar de sus efectos malignos, es importante entender los riesgos del
exceso de exposición, y tomar precauciones simples para protegerse. Los rayos
ultravioletas no se ven ni se sienten, pero pueden causar daños a los ojos y a la
piel en cualquier estación del año, incluidos los días frescos o nublados. (3)
Se denomina contaminación ambiental a la presencia en el ambiente de
cualquier agente (físico, químico o biológico) o bien de una combinación de
varios agentes en lugares, formas y concentraciones tales que sean o puedan
ser nocivos para la salud, la seguridad o para el bienestar de la población, o bien,
que puedan ser perjudiciales para la vida vegetal o animal, o impidan el uso
normal de las propiedades y lugares de recreación y goce de los mismos. La
contaminación ambiental es también la incorporación a los cuerpos receptores
de sustancias sólidas, liquidas o gaseosas, o mezclas de ellas, siempre que

alteren desfavorablemente las condiciones naturales del mismo, o que puedan
afectar la salud, la higiene o el bienestar del público. (4)
Estos tipos de contaminaciones cada vez son más frecuentes y muchas veces
las personas pasan de ser percibidas las prevenciones, dando paso a posibles
enfermedades que afectan su salud de maneras muy comprometedora, este
proyecto al llevarse a cabo concientizara a las personas sobre su cuidado
logrando así que las personas se preocupen por prevenir enfermedades.
Además al integrar sistemas de diferentes mediciones podremos dar una
información completa a la comunidad y utilizando como fuente de energía
paneles solares se contribuirá con el planeta tierra.

MARCO TEORICO O CONCEPTUAL
ELECTRONICA
La electrónica es el campo de la ingeniería y de la física aplicada relativo
al diseño y aplicación de dispositivos, por lo general circuitos electrónicos, cuyo
funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión,
recepción, almacenamiento de información. (9)
Tomado de:
El Centro de Tesis, Documentos, Publicaciones y Recursos Educativos
CIRCUITO ELECTRONICO
Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos que unidos de forma adecuada
permiten el paso de electrones. (10)
ELECTRÓN
Un electrón es una partícula elemental estable cargada negativamente que
constituye uno de los componentes fundamentales del átomo. Forma parte del
grupo de los leptones. (11)
RESISTENCIA
Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por
un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de
las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado
a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la
circulación de la corriente eléctrica. (12)
CIRCUITO INTEGRADO
La idea de circuito integrado nace de la necesidad de reducir los circuitos
eléctricos a uno mucho más sencillo y pequeño. Gracias a ellos, se evitaron la
multitud de problemas que se daban a la hora de fabricar un circuito (13)
DATASHEET
"Hoja de Datos" con las características técnicas de un circuito integrado. En la
hoja de datos, el fabricante vuelca todas las características relacionadas con el
circuito integrado y en muchos casos, adjuntan además algunas graficas de
comportamiento de ese integrado con respecto a las tensiones, (14)

DIODO
Componente electrónico que permite el paso de la corriente en un solo sentido.
La flecha de la representación simbólica muestra la dirección en la que fluye la
corriente. (15)
RESISTENCIA
Elemento que se intercala en un circuito para hacer más difícil el paso de la
corriente eléctrica o para que esta se transforme en calor. (16)
Señales analógicas y digitales
según el portal educativo http://recursostic.educacion.es nos define estas
señales de analógicas y digitales de las siguientes formas dándonos a entender
que son y sus diferencias:
Analógica quiere decir que la información, la señal, para pasar de un valor a
otro pasa por todos los valores intermedios, es continua.
La señal digital, en cambio, va “a saltos”, pasa de un valor al siguiente sin
poder tomar valores intermedios
Fuente de información:
Gobierno de España y ministerio de cultura.
Medidor de decibelios
En el portal virtual del instituto electrónico pce, describe uno de sus productos
medidor de Cibeles de la siguiente forma: Con este dispositivo, se mide de forma
sencilla el volumen de ruido del entorno, en unidad de medida decibeles. Con el
medidor de decibelios se puede indicar la diferencia entre ruidos normales y
contaminaciones acústicas elevadas en el medio ambiente.
Instituto pce ibérica.
Medidor de radiación UVA - UVB
Pce instituto creador de dispositivos electrónicos hablan de su aparato de la
siguiente forma. El medidor de radiación UVA - UVB es un aparato para la medición
de la radiación ultravioleta. Este medidor de radiación opera con una longitud de
onda. Con el medidor de radiación puede medir por ejemplo las radiaciones UVA
del sol y las radiaciones en una cabina del solario y protegerse, dado el caso, de
radiaciones demasiado altas (quemaduras de sol). En la industria nos encontramos
con frecuencia con radiaciones UVA demasiado.

Instituto pce ibeica.
Diodo seno.
La página web de electro física galeón da a entender que el diodo seno es, El
análisis que un diodo hace para incluir las funciones variables en el tiempo
tales como la forma de onda senoidal y la onda cuadrada.
Información tomada:
Galeón hispavista
M. Andrea Granados
VUMETRO
La organización ingeneatic describe de la siguiente forma este elemento
electrónico: Podemos encontrar este dispositivo en múltiples equipos de audio
e incluso video. Gracias a él podemos obtener información sobre el volumen de
la señal que llega a nuestros oídos de forma visual.
Su funcionamiento se basa en una bobina móvil alimentada por medio de un
rectificador de onda completa que a su vez se alimenta de la línea mediante
una un componente resistivo en serie. No necesita más fuente de energía para
su funcionamiento que la señal de entrada.
Informacion tomada:
ingeniatic, ministerio de ciencia y educación, Español.
tERMOMETRO
De acuerdo al portal eduducativo misrespuestas.com el termometro es un
instrumento que se usa para medir la temperatura. que se expande o dilata
debidos a los cambios de temperatura. Para determinar la temperatura, el
termómetro cuenta con una escala debidamente graduada que la relaciona con
el volumen que ocupa el mercurio en el tubo. Las presentaciones más
modernas son de tipo digital, aunque el mecanismo interno suele ser el mismo.
Información:
enciclopedia virtual misrespuestas.com

¿Para qué sirve el arduino y como funciona?
Según el portal educativo acuas marinas.com se define y funciona de la siguiente
forma:
-Este se puede considerar muy útil ya que cuanta con una capacidaden la tarjeta
y sus posibilidades son infinitas de almacenamiento por medio de las pantallas
leds que contiene este; también tiene sensores de temperatura el cual tiene
como función controlar la temperatura al encendido.
-Hardware y software. Nos indica cómo instalar el entorno de desarrollo (IDE) y
los drivers FTDI (Future Technology Devices International, fabricante de los
microcontroladores que lleva Arduino), así como la configuración entre la placa
Arduino y el PC (asignación de puertos) y la velocidad a la que la placa y el PC
se comunican (en nuestro caso 19200 baudios). Son los primeros pasos que
permiten verificar el correcto funcionamiento de todos los componentes básicos
de la placa (hardware y software). Una vez completados estos primeros pasos
realizamos diversos tutoriales para profundizar en el funcionamiento de
Arduino, también disponibles gratuitamente en su página web. El primer tutorial
permite conocer el procedimiento de uso de la placa y del software asociado. El
primer ejercicio que realizamos es el de “Blink”, en el que hacemos parpadear
un led.
Informacion tomada de:
Foro educativo acuamarina.com
CONTAMINACION AUDITIVA
La contaminación acústica es considerada por la mayoría de la población de las
grandes ciudades como un factor medioambiental muy importante, que incide de
forma principal en su calidad de vida. La contaminación ambiental urbana o ruido
ambiental es una consecuencia directa no deseada de las propias actividades
que se desarrollan en las grandes ciudades.
El término contaminación acústica hace referencia al ruido cuando éste se
considera como un contaminante, es decir, un sonido molesto que puede
producir efectos fisiológicos y psicológicos nocivos para una persona o grupo de
personas.
GASES CO2
El Dióxido o Bióxido de carbono es un gas no inflamable, sin color, sin olor, que
forma parte del aire.
El aire contiene tan sólo 0.03% de Bióxido de carbono, por lo que no puede ser
considerada una fuente de obtención.
RAYOS ULTRAVIOLETA
Radiación UV es una parte de la energía radiante del sol, se transmite en forma
de ondas electromagnéticas en cantidad casi constante, su longitud de onda
fluctúa entre 100 y 400 nm y constituye la porción más energética del espectro

electromagnético que incide sobre la superficie terrestre.
TEMPERATURA
La temperatura está relacionada con la energía interior de los sistemas
termodinámicos, de acuerdo al movimiento de sus partículas, y cuantifica la
actividad de las moléculas de la materia a mayor energía sensible, más
temperatura.
IMAGENES
Imagen 4(Elementos)
Imagen 5 (Elementos)

Imagen 6 (Elementos)
Imagen 1(Tabla de sonidos)

Imagen 2(Fuentes principales de los niveles de sonido urbano)
Imagen 3(Tabla de ruidos 2)
CONDENSADOR
El condensador es uno de los componentes más utilizados en los circuitos
eléctricos.

Un condensador es un componente pasivo que presenta la cualidad de
almacenar energía eléctrica. Está formado por dos láminas de material conductor
(metal) que se encuentran separados por un material dieléctrico (material
aislante). En un condensador simple, cualquiera sea su aspecto exterior,
dispondrá de dos terminales, los cuales a su vez están conectados a las dos
laminas conductoras. (17)
REOSTATOS
Son resistencias bobinadas variables dispuestas de tal forma que pueda variar
el valor de la resistencia del circuito en que está instalada, como ya sabemos,
son capaces de aguantar más corriente. . Alas resistencias variables se le llaman
reóstatos o potenciómetros, con un brazo de contacto deslizante y ajustable,
suelen utilizarse para controlar el volumen de radios y televisiones. (17)
TRANSFORMADOR
Dispositivo eléctrico que consta de una bobina de cable situada junto a una o
varias bobinas más, y que se utiliza para unir dos o más circuitos de corriente
alterna (CA) aprovechando el efecto de inducción entre las bobinas. La bobina
conectada a la fuente de energía se llama bobina primaria. Las demás bobinas
reciben el nombre de bobinas secundarias. Un transformador cuyo voltaje
secundario sea superior al primario se llama transformador elevador. Si el voltaje
secundario es inferior al primario este dispositivo recibe el nombre de
transformador reductor. El producto de intensidad de corriente por voltaje es
constante en cada juego de bobinas, de forma que en un transformador elevador
el aumento de voltaje de la bobina secundaria viene acompañado por la
correspondiente disminución de corriente. La cantidad de terminales varía según
cuantos bobinados y tomas tenga. Como mínimo son tres para los auto-
transformadores y cuatro en adelante para los transformadores. No tienen
polaridad aunque si orientación magnética de los bobinados. (17)
PILA (Acumulador, Batería)
Dispositivo que convierte la energía química en eléctrica. Todas las pilas
consisten en un electrolito (que puede ser líquido, sólido o en pasta), un electrodo
positivo y un electrodo negativo. El electrolito es un conductor iónico; uno de los
electrodos produce electrones y el otro electrodo los recibe. Al conectar los
electrodos al circuito que hay que alimentar, se produce una corriente eléctrica.
Las pilas en las que el producto químico no puede volver a su forma original una
vez que la energía química se ha transformado en energía eléctrica (es decir,
cuando las pilas se han descargado), se llaman pilas primarias o voltaicas. Las
pilas secundarias o acumuladores son aquellas pilas reversibles en las que el
producto químico que al reaccionar en los electrodos produce energía eléctrica,
puede ser reconstituido pasando una corriente eléctrica a través de él en sentido

opuesto a la operación normal de la pila. (17)
FUSIBLE
Dispositivo de seguridad utilizado para proteger un circuito eléctrico de un exceso
de corriente. Su componente esencial es, habitualmente, un hilo o una banda de
metal que se derrite a una determinada temperatura. El fusible está diseñado
para que la banda de metal pueda colocarse fácilmente en el circuito eléctrico.
Si la corriente del circuito excede un valor predeterminado, el metal fusible se
derrite y se rompe o abre el circuito. Los dispositivos utilizados para detonar
explosivos también se llaman fusibles. (17)
Un fusible cilíndrico está formado por una banda de metal fusible encerrada en
un cilindro de cerámica o de fibra. Unos bornes de metal ajustados a los
extremos del fusible hacen contacto con la banda de metal. Este tipo de fusible
se coloca en un circuito eléctrico de modo que la corriente fluya a través de la
banda metálica para que el circuito se complete. Si se da un exceso de corriente
en el circuito, la conexión de metal se calienta hasta su punto de fusión y se
rompe. Esto abre el circuito, detiene el paso de la corriente y, de ese modo,
protege al circuito. (17)
RELÉ
Conmutador eléctrico especializado que permite controlar un dispositivo de gran
potencia mediante un dispositivo de potencia mucho menor. Un relé está formado
por un electroimán y unos contactos conmutadores mecánicos que son
impulsados por el electroimán. Éste requiere una corriente de sólo unos cientos
de miliamperios generada por una tensión de sólo unos voltios, mientras que los
contactos pueden estar sometidos a una tensión de cientos de voltios y soportar
el paso de decenas de amperios. Por tanto, el conmutador permite que una
corriente y tensión pequeñas controlen una corriente y tensión mayores.
Técnicamente un relé es un aparato electromecánico capaz de accionar uno o
varios interruptores cuando es excitado por una corriente eléctrica. (17)
TRANSISTORES
Los transistores se componen de semiconductores. Se trata de materiales, como
el silicio o el germanio, dopados (es decir, se les han incrustado pequeñas
cantidades de materias extrañas), de manera que se produce un exceso o una
carencia de electrones libres. En el primer caso, se dice que el semiconductor
es del tipo n, y en el segundo, que es del tipo p. Combinando materiales del tipo
n y del tipo p se puede producir un diodo. Cuando éste se conecta a una batería
de manera tal que el material tipo p es positivo y el material tipo n es negativo,
los electrones son repelidos desde el terminal negativo de la batería y pasan, sin
ningún obstáculo, a la región p, que carece de electrones. Con la batería
invertida, los electrones que llegan al material p pueden pasar sólo con muchas
dificultades hacia el material n, que ya está lleno de electrones libres, en cuyo
caso la corriente es prácticamente cero.(17)

PANEL SOLAR
Un panel solar (o módulo solar) es un dispositivo que aprovecha la energía de la
radiación solar. El término comprende a los colectores solares utilizados para
producir agua caliente (usualmente doméstica) mediante energía solar térmica y
a los paneles fotovoltaicos utilizados para generar electricidad mediante energía
solar fotovoltaica. (18)
5.2.1 Colector solar térmico
Un calentador solar de agua usa la energía del Sol para calentar un líquido, el
cual transfiere el calor hacia un compartimento de almacenado de calor. En una
casa, por ejemplo, el agua caliente sanitaria puede ser calentada y almacenada
en un depósito de agua caliente.
Los paneles tienen una placa receptora y conductos por los que circula líquido
adheridos a ésta. El receptor (generalmente recubierto con una capa selectiva
utilizado o almacenado). El líquido calentado es bombeado hacia un aparato
intercambiador de energía (una bobina dentro del compartimento de almacenado
o un aparato externo) donde deja el calor y luego circula de vuelta hacia el panel
para ser recalentado. Esto provee una manera simple y efectiva de transferir y
transformar la energía solar. (18)
5.2.2 Descripción de un panel
Los paneles fotovoltaicos: están formados por numerosas celdas que convierten
la luz en electricidad. Las celdas a veces son llamadas células fotovoltaicas, del
griego "fotos", luz. Estas celdas dependen del efecto fotovoltaico por el que la
energía luminosa produce cargas positiva y negativa en dos semiconductores
próximos de diferente tipo, produciendo así un campo eléctrico capaz de generar
una corriente.
Silicio cristalino y arseniuro de galio son la elección típica de materiales para
celdas solares. Los cristales de arseniuro de galio son creados especialmente
para uso fotovoltaico, mientras que los cristales de silicio están disponibles en
lingotes estándar más baratos producidos principalmente para el consumo de la
industria microelectrónica. El silicio policristalino tiene una menor eficacia de
conversión, pero también menor coste.
Cuando es expuesto a luz solar directa, una celda de silicio de 6 cm de diámetro
puede producir una corriente de alrededor 0,5 amperios a 0,5 voltios (equivalente
a un promedio de 90 W/m², en un rango de usualmente 50-150 W/m²,
dependiendo del brillo solar y la eficacia de la celda). El arseniuro de galio es
más eficaz que el silicio, pero también más costoso.

Las células de silicio más comúnmente empleadas en los paneles fotovoltaicos
se pueden dividir en tres subcategorías:
Las células de silicio monocristalino están constituidas por un único cristal de
silicio. Este tipo de células presenta un color azul oscuro uniforme.
Las células de silicio policristalino (también llamado multicristalino) están
constituidas por un conjunto de cristales de silicio, lo que explica que su
rendimiento sea algo inferior al de las células monocristalinas. Se caracterizan
por un color azul más intenso.
Las células de silicio amorfo. Son menos eficientes que las células de silicio
cristalino pero también menos costoso. Este tipo de células es, por ejemplo, el
que se emplea en aplicaciones solares como relojes o calculadoras.
Los lingotes cristalinos son cortados en discos finos como una oblea, pulidos
para eliminar posibles daños causados por el corte. Se introducen dopantes
(impurezas añadidas para modificar las propiedades conductoras) dentro de las
obleas, y se depositan conductores metálicos en cada superficie: una fina rejilla
en el lado donde da la luz solar y usualmente una hoja plana en el otro. Los
paneles solares son construidos con estas celdas cortadas en forma apropiada.
Para protegerlos de daños en la superficie frontal causados por radiación o por
el mismo manejo de éstos se los enlaza en una cubierta de vidrio y se cimentan
sobre un sustrato (el cual puede ser un panel rígido o una manta blanda). Se
realizan conexiones eléctricas en serie-paralelo para determinar el voltaje de
salida total. La cimentación y el sustrato deben ser conductores térmicos, ya que
las celdas se calientan al absorber la energía infrarroja que no es convertida en
electricidad. Debido a que el calentamiento de las celdas reduce la eficacia de
operación es deseable minimizarlo. Los ensamblajes resultantes son llamados
paneles solares o grupos solares. (18)
5.2.3 Estructura
Las estructuras para anclar los paneles solares son generalmente de aluminio
con tornillería de acero inoxidable para asegurar una máxima ligereza y una
mayor durabilidad en el tiempo. Las estructuras pueden ser estándares para las
medidas más habituales (superficie, orientación e inclinación -tanto en horizontal,
como en vertical-).
La estructura suele estar compuesta de ángulos de aluminio, carril de fijación,
triángulo, tornillos de anclaje (triángulo-ángulo), tornillo allen (generalmente de
tuerca cuadrada, para la fijación del módulo) y pinza zeta (para la fijación del
módulo y cuyas dimensiones dependen del espesor del módulo). (18)
5.2.4 Uso de la energía

Deben su aparición a la industria aeroespacial, y se han convertido en el medio
más fiable de suministrar energía eléctrica a un satélite o a una sonda en las
órbitas interiores del Sistema Solar, gracias a la mayor irradiación solar sin el
impedimento de la atmósfera y a su alta relación potencia a peso.
En el ámbito terrestre, este tipo de energía se usa para alimentar innumerables
aparatos autónomos, para abastecer refugios o casas aisladas de la red eléctrica
y para producir electricidad a gran escala a través de redes de distribución.
Debido a la creciente demanda de energías renovables, la fabricación de células
solares e instalaciones fotovoltaicas ha avanzado considerablemente en los
últimos años.3 4
Entre los años 2001 y 2012 se ha producido un crecimiento exponencial de la
producción de energía fotovoltaica, doblándose aproximadamente cada dos
años.5 Si esta tendencia continúa, la energía fotovoltaica cubriría el 10% del
consumo energético mundial en 2018, alcanzando una producción aproximada
de 2.200 TWh, 6 y podría llegar a proporcionar el 100% de las necesidades
energéticas actuales en torno al año 2027.7 (18)
5.2.5 Coste de paneles
El coste de los paneles fotovoltaicos se ha reducido de forma constante desde
que se fabricaron las primeras células solares comerciales38 y su coste medio
de generación eléctrica ya es competitivo con las fuentes de energía
convencionales en un creciente número de regiones geográficas, alcanzando la
paridad de red.39 40
Hasta 2005 el problema más importante con los paneles fotovoltaicos era el
costo, que estaba bajando hasta 3 o 4 dólares por vatio. El precio del silicio usado
para la mayor parte de los paneles tuvo una breve tendencia al alza en 2008, lo
que hizo que los fabricantes comenzaran a utilizar otros materiales y paneles de
silicio más delgados para bajar los costes de producción. Debido a economías
de escala, los paneles solares se hacen menos costosos según se usen y
fabriquen más. A medida que ha aumentado la producción, los precios han
continuado bajando y todas las previsiones indican que lo seguirán haciendo en
los próximos años.
El coste de las células solares de silicio cristalino ha descendido desde 76,67
$/Wp en 1977 hasta aproximadamente 0,74 $/Wp en 2013.41 Esta tendencia
sigue la llamada "ley de Swanson", una predicción similar a la conocida Ley de
Moore, que establece que los precios de los módulos solares descienden un 20%
cada vez que se duplica la capacidad. (18)

5.3 INDICE UV
El índice UV (IUV) es usado como un indicador que asocia la intensidad de la
radiación solar ultravioleta incidente sobre la superficie de la tierra, con posibles
daños en la piel humana. Este índice permite evitar los riesgos de afectación de
las personas, según el tipo de piel, previa clasificación por un dermatólogo y es
una medida de orientación dirigida a promover en la población conductas
adecuadas, así como una exposición saludable al Sol, ya que ésta es
necesaria para diversos procesos biológicos del organismo humano. (19)
5.3.1 Índice UV para MEDELLIN
Fecha Columna
Ozono(DU
)
Índice
UV
Recomendaciones
2013080
4
272.8 13.6
2013080
5
273.8 13.6
2013080
6
277.2 13.4
2013080
7
275.3 13.6
2013080
8
275.5 13.6
2013080
9
273.3 13.8

2013081
0
274.3 13.7
(19)
5.3.2 La radiación ultravioleta (UV) y sus indicen en Colombia
Red nacional de estaciones de radiación UV
El Centro Nacional de Radiación Solar cuenta en la actualidad con cinco
estaciones de superficie para la vigilancia y monitoreo de la radiación
ultravioleta en el país. Cada lugar fue escogido por su posición
Geográfica representativa, tomando en cuenta las variaciones latitudinales
A lo largo del territorio nacional. Las estaciones con su respectiva localización
geográfica, se muestra en la Tabla siguiente.
(20)
5.3.3 Índices UV
Los “ÍNDICES UV’’ son valores adimensionales en una escala de 1 a 15
aproximadamente, que describen la capacidad de la radiación ultravioleta de
causar quemaduras o eritemas en la piel (enrojecimiento dentro de las
veinticuatro horas siguientes a la exposición) y determinan el tiempo permisible
de exposición a la radiación solar, sin riesgos de afección para diferentes tipos
de piel. Los índices son indicativos del medio ambiente de gran beneficio para la

población, porque proporcionan la información básica para determinar
mecanismos de protección contra la radiación solar. (20)
5.3.3.1 Determinación de los índices UV
Los Índices ambientales UV para Colombia se determinan utilizando el modelo
de cálculo elaborado por A. F. Mckinley y B. L. Diffey en sus investigaciones sobre
la exposición humana a la radiación ultravioleta. El modelo determina un valor
que los autores denominan “Dosis Diffey’’ equivalente al índice UV de la EPA. La
siguiente es la ecuación de regresión determinada por la compañía Biospherical
para determinar la dosis Diffey con base en las medidas de radiancia de tres
bandas espectrales:
Dg=a1
E305+a2
E320+a3
E340 (5.1)
Donde a 1, a 2 y a 3 son los coeficientes de la ecuación multilineal y E305, E320,
E340 son las irradiancias medidas con el espectro radiómetro Biospherical GUV-
511, en las bandas de 305 nm, 320 nm y 340 nm de longitud de onda. Los valores
Dg encontrados con el modelo fueron correlacionados con los índices de la EPA
y arrojaron un factor de correlación R²=0.99925, que expresa un excelente grado
de correspondencia. El IDEAM aplica este modelo teniendo en consideración
que los instrumentos instalados en la red de estaciones UV en el país son del
tipo GUV-511, el similares a los utilizados por los investigadores citados. (20)
5.3.3.2 Utilización de los índices UV
El conocimiento del índice UV hace posible que la población en general pueda
prevenir su comportamiento de acuerdo con el nivel de riesgo que cada rango
de valores de índice entraña. Además, con base en el valor del índice UV es
posible determinar los tiempos de exposición del ser humano a la radiación
ultravioleta de acuerdo con la sensibilidad de la piel. De esta manera se ha
categorizado la piel humana en cuatro foto tipos, con base en la gradual
coloración de la piel como respuesta a la exposición de esta ante la radiación
solar. (20)
5.3.3.3 Índices, según el riesgo de exposición.

(20)
5.3.3.4 Comportamiento según foto tipo de piel
(20)

DISEÑO METODOLOGICO
Hipótesis
Para el año 2014 Se tendrá desarrollado un dispositivo electrónico medidor de
variables ambientales de forma virtual y en tiempo real el cual se encontrara en
puntos estratégicos de la ciudad para dar a conocer el nivel de contaminación
de algunos factores ambientales y la prevención de algunas enfermedades
generadas por el alto grado de ellos.
Cronograma
Actividad planeada
X
Actividad realizada

Marco Metodológico
INVESTIGACION
-Revisión
bibliográfica
-Planeación
-Diseño

-Construcción
-PRUEBAS
-Análisis de
resultados
-Ajustes

Actualmente el proyecto se encuentra en la etapa de ensamblar dispositivo
y Practicas:
PRACTICA DE
PANELES SOLARES.
Creación de cargador de
6 voltios que trabaje a
partir de energía solar.
Estos mismos paneles
solares son los que
trabaran en nuestro
dispositivo electrónico
medidor de variables.
CIRCUITO
ELECTRONICO
MEDIDOR DE
CONTAMINACION
ACUSTICA.
Creación del circuito
electrónico medidor de
contaminación acústica
(ruido), es el 1 de 3
circuitos necesarios para
la finalización de
proyecto.

FACTIBILIDAD
Este proyecto presenta un alto grado de factibilidad ya que cuenta con asesorías
indispensables, las cuales ayudaran al progreso del mismo. Teniendo en cuenta
que los materiales necesarios para la creación del productos son
económicamente factibles.
VIABILIDAD
Este proyecto presenta un grado alto de viabilidad ya que brinda información
acerca de un problema de suma importancia la cual se evidencia cotidianamente.
Además se cuenta con asesorías indispensables, que ayudaran al desarrollo y
progreso de este.
ASPECTOS Y CONSIDERACIONES
Aspectos éticos
-Este proyecto no perturbará a la población en general, ni al planeta. Por el
contrario buscará su beneficio, educando a las personas sobre cómo prevenir
los diferentes tipos de contaminación y sus efectos.
Aspectos de seguridad
-Se Tendrá el asesoramiento de docentes y personal experto en el área para
controlar procedimientos y resultados.
-Trabajaremos con todas las precauciones de seguridad necesarias para realizar
los trabajos planteados (guantes, boquillas… etc.) y se tendrá un previo
consentimiento maquinaria de robótica y cómo proceder en caso de emergencia.
Consideraciones ambientales

Este proyecto contribuye a informar sobre posibles enfermedades que son
producidas por:
-La contaminación ambiental
-Radioactividad
-Contaminación acústica (ruido)
Esto genera un buen impacto social, al contribuir con la salud de las personas
de una manera integral y eficiente.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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(3)http://www.epa.gov/agingepa/resources/factsheets/heour/heour_spanish_10
0-F-10-012.pdf
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Gerónimo; Garz Raúl A.; Vogel, Enrique. Internacional Thomson Editores.
México. 1997(texto), rescatado el 30 de mayo, lo puedes encontrar en:
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Fecha de la revisión: septiembre de 2007, rescatado el 30 de mayo, lo puedes
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Ley del Ruido Ley 37/2003
Real Decreto 1513/2005, de 16 de diciembre, desarrolla la Ley 37/2003, de 17
de Noviembre (texto), rescatado el 30 de mayo, lo puedes encontrar en:
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DELLIN
LA RADIACIÓN ULTRAVIOLETA (UV) Y SUS ÍNDICES EN COLOMBIA.
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