DIVERCIENCIA VIRTUAL 2021

A. Gallego Romero y alumnos de 1º BACH A

Colegio Salesianos María Auxiliadora Algeciras Cádiz (Spain)

https://sites.google.com/salesianos.edu/ventilados

DIVERCIENCIA VIRTUAL 2021

CATEGORÍA INGENIERÍA CIVIL


Proyecto Ventila2.0 - Memoria Científica

Diverciencia Virtual 2021 - Ingeniería Civil

1º Bach. A

https://sites.google.com/salesianos.edu/ventilados Página 2

2. ÍNDICE

1. Título del proyecto............................................................................................................................. ....................1

2. Índice............................................................................................................................. ............................................ 2

3. Resumen................................................................................................................................................................... 3

4. Introducción........................................................................... ..................................................................................4

5. Desarrollo

5.1 Sensor Temperatura TMP36.............................................................................................................9

5.2 Altavoces y leds............................................................................................................................. ......10

5.3 Sensor CO2 KEYSTUDIO CCS811...............................................................................................11

5.4 Sensor CO2 MH-Z19B …................................................................................................................12

5.5 Sensor Decibelios MAX 9814................................................................................................... .......13

5.6 Sensor ESP8266 ESP-01............................................................................................... ......................14

5.7 Plataforma para IoT Thingkpeak.....................................................................................................15

5.8 Cálculo de CO2 estable................................................................................................................... .17

5.9 Creación de aplicación con AppInventor......................................................................................24

5.10 Memoria económica........................................................................................................................26

7. Comunicación.................................................................................................................................................... ....27

8. Webgrafía........................................................................................................ ........................................................28

9- El equipo de Ventila2.0................................................................................................................... .....................29




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3. RESUMEN DEL PROYECTO

Son muchos los proyectos científicos que se han puesto en marcha en el último año con el objetivo de controlar y contener la vía de propagación del coronavirus por aerosoles.

El proyecto aireamos nos ha servido como referente y ha cumplido con creces su objetivo de difusión de las medidas naturales y conductuales necesarias para contener la pandemia. Asimismo, ha contribuido de una manera activa al despliegue de medidas tecnológicas para llevar a cabo el análisis de sistemas de medición de la calidad del aire.

La “Guía para ventilación de aulas”, publicada por el Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA-CSIC MESURA) nos ha servido de modelo para planificar una estrategia de investigación en nuestro colegio y nos ha ayudado a afrontar el proyecto a partir de una serie de ideas que ya habían sido previamente puestas en marcha en algunos centros de la comunidad valenciana.

Uno de los puntos de partida de nuestra investigación parte del hecho probado de que una buena ventilación o purificación del aire nos permitirá eliminar o reducir la concentración de virus en el aire.

Nuestro trabajo aporta en este sentido importantes novedades y ha sido elaborado a partir de dos premisas fundamentales: el uso de una metodología centrada en la labor de equipo y la búsqueda de soluciones económicamente viables para su puesta en marcha en centros educativos.




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4. INTRODUCCIÓN

No cabe la menor duda de que uno de los principales motores de nuestra investigación ha venido determinado por la actualidad de la temática abordada. Cuando se presentó la idea del proyecto al grupo de alumnos de 1º de bachillerato tecnológico, allá por el mes de noviembre, la respuesta fue unánime. Tenían la oportunidad de hacer su pequeña aportación a la lucha contra el virus y el reto de colaborar en la concienciación al resto de la comunidad educativa sobre la necesidad de la ventilación en espacios cerrados.

Y además lo harían, como buenos científicos, con datos contrastados a través de la experimentación, que confirmarían posteriormente todas recomendaciones que dictaron los referentes sanitarios con respecto a la ventilación de las aulas.

Coincidió, además en esta primera etapa de indagación cercana a la Navidad, que el uso de medidores de calidad del aire se puso de moda y eran muchos los programas e informativos que llenaban horas de televisión, resaltando las ventajas de tener información sobre el nivel de partículas de CO2 expiradas por personas en espacios cerrados, que podrían dar una estimación del posible riesgo de contagio si en la misma estancia nos reuníamos con algún infectado por COVID-19.

Por ello, la motivación del grupo fue muy alta desde un primer momento, hecho éste que ha servido para suplir con creces el problema de la semipresencialidad, que impedía poder trabajar con el grupo al completo, como era habitual hacerlo en años anteriores a la pandemia cuando preparábamos un proyecto para Diverciencia.

Fueron muchos los planteamientos que se llevaron a cabo en esta primera fase. El grupo de alumnos aportaba cada día nuevas ideas que, o bien se les ocurrían a ellos mismos, o bien leían en proyectos parecidos que se llevaban a cabo en otros centros educativos. La dinámica de lluvia de ideas era la más utilizada en esos momentos hasta que conseguimos dotar a nuestro trabajo de personalidad propia, huyendo de copias y apostando por conseguir un producto original.

Dos han sido los condicionantes que nos marcamos desde un principio:

• Conseguir un medidor de CO2 fiable y económicamente viable para su uso en colegios, que aportase un valor añadido a los medidores que hay en el mercado y que contase con una documentación suficientemente detallada y sencilla para poder servir de guía a otros centros.

• Elaborar el proyecto de manera colaborativa a través de una metodología STEM que diera la oportunidad de participar a todos los alumnos (dos subgrupos con un total de 18 alumnos).




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Debido a que los medidores de calidad del aire que se comercializan en el mercado pueden encontrarse en una horquilla de precios que oscilan entre los 200 y 300 euros, uno de los primeros objetivos fue localizar una solución a un coste razonable, basada en prototipo desarrollado sobre una plataforma de hardware libre como Arduino y sensores económicos cuyo coste total puede rondar los 60 euros.

En esta primera etapa de diseño del prototipo ha sido de gran ayuda la información aportada por el proyecto aireamos.org y en concreto, el apartado recursos sobre medidores de C02 (DIY) que describe el Blog de Mariete, que nos puso en la pista del sensor que finalmente terminamos utilizando en el proyecto.

Con respecto al segundo de los objetivos, cabe destacar que el término STEM está siendo utilizado en muchas ocasiones de una manera inadecuada1. Son numerosas las iniciativas y materiales educativos que, sin presentar una novedad reseñable respecto a los ya existentes en didáctica de las ciencias, se rebautizan como STEM; posiblemente para resultar educativamente más atractivos, o innovadores, y conseguir financiación económica. Nuestro proyecto se ha concebido desde el primer momento con todas las garantías de lo que debe ser un proyecto interdisciplinar STEM y esta es la justificación:

• Science: Aplicación del método científico para recopilar datos que permitan determinar el nivel de CO2 estable adecuado para un aula a partir de las condiciones particulares de la misma.

• Technology: Utilización del llamado Internet de las cosas (IoT2) que en los últimos años se ha convertido en una de las tecnologías más importantes del siglo XXI.

• Engineering: Empleo de herramientas para planificación de proyectos y creación de prototipos con placas de Arduino y diferentes sensores.

• Mathematics: Análisis y tratamiento numérico de datos a través de hojas de cálculo, así como representación gráfica de la información a partir de curvas y diagramas.

1 Toma, Radu Bogdan &García-Carmona, Antonio. 29 Encuentros de Didáctica de las Ciencias Experimentales y 5ª Escuelas de Doctorado

2 El Internet of Things (IoT) describe la red de objetos físicos (cosas) que llevan sensores integrados, software y otras tecnologías con el fin

de conectar e intercambiar datos con otros dispositivos y sistemas a través de Internet.




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La metodología STEM se ha aplicado siguiendo el modelo propuesto por la Fundación Telefónica en su guía para Escuelas Creativas3, que establece diferentes etapas dentro de un proyecto tecnológico.

Ventila2.0 es un proyecto innovador, que consigue poner en práctica la metodología de cálculo de CO2 estable explicada en las guías del CSIC4. Estos cálculos son llevados a cabo en función de las condiciones del espacio cerrado que se pretende monitorizar y los datos que se obtienen se visualizan en una aplicación en nuestro móvil en tiempo real.

Muchos proyectos que circulan por Internet consisten en medidores de CO2 que establecen un rango de partículas entre 800 y 1.000 ppm como nivel a controlar y que en algunos casos son programados para dar una señal de alerta, acústica o luminosa, cuando el nivel de CO2 presente en un recinto supera el valor fijado como límite.

Dicho nivel de referencia no puede ser considerado como un valor genérico puesto que el rango de valores de CO2 que se fija como nivel estable depende de múltiples factores como son las dimensiones del aula, la concentración de C02 en el exterior, el número y la edad de los alumnos y profesores que se encuentran en clase o el nivel renovación de aire por hora que se pretende lograr (ACH5).

La principal aportación de nuestro proyecto es poder identificar el nivel de riesgo que existe en una determinada clase a partir de la información gráfica que se visualiza en una App que podemos tener instalada en nuestro móvil y en su caso optar por medidas adicionales de ventilación.

3 Esta publicación resume el proyecto Proyecto Escuelas Creativas, llevado a cabo por Fundación Telefónica y Ferran Adrià en 17 centros

educativos de toda España.

4 Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua, IDAEA-CSIC Mesura

5 La renovación de aire se puede denominar por sus siglas en inglés ACH, Air Changes per Hour. Si un espacio tiene 1 ACH (1 renovación de

aire por hora) significa que en una hora entra en la sala un volumen de aire exterior igual al volumen de la sala, y, debido a la mezcla continua del aire, esto resulta en que el 63% del aire interior ha sido reemplazado por aire exterior. Con 2 renovaciones se reemplaza el 86% y con 3 renovaciones el 95%.




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La metodología de trabajo ha sido la siguiente:

PASO 1 Se instala el medidor de CO2 en un punto estratégico del aula (se recomienda elegir el lugar que a priori consideremos que tiene peor ventilación). El dispositivo es alimentado a través de un cargador de móvil por cable USB y lo ideal es colocarlo a una distancia de 1,50 m del suelo.

PASO 2 Una vez que el prototipo está conectado, se puede acceder, tanto a través de la página web de Thingspeak6 como a través de la App gratuita Thingview7, para consultar la información que registra el sensor en tiempo real.

6 "ThingSpeak es una aplicación y API de Internet de las Cosas de código abierto para almacenar y recuperar datos de cosas que utilizan el protocolo HTTP y MQTT a través de Internet o a través de una red de área local. 7 Thingview es una aplicación gratuita que se puede descargar desde el PlayStore o AppStore




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PASO 3 Se introducen los parámetros para el control de CO2 estable en la App:

o Número de alumnos o Número de profesores o Dimensiones de la clase o Nivel de CO2 exterior o Etapa (Primaria/Secundaria)

PASO 4 Se visualiza en una gráfica la información con los valores de CO2 registrados en las cinco últimas horas, mostrando como referencia los niveles establecidos como recomendado y límite: Nivel Estable (línea amarilla) y Nivel Máximo (línea roja).

PASO 5 Se realiza el tratamiento numérico de los datos descargando los datos desde la nube y procesándolos con una hoja de cálculo.




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5. DESARROLLO

5.1 SENSOR TEMPERATURA TMP36

Guillermo Macías, Daniel Méndez e Israel Abraham

Información sobre el sensor

Es un componente electrónico análogo que convierte los cambios de temperatura en corriente eléctrica (MV) que son luego acondicionados por equipos eléctricos o electrónicos. En cuanto a sus especificaciones serían las siguientes:

• Voltaje de entrada: 2.7 a 5.5 V DC

• Factor de escala 10 mV /°C • Precisión de ±2 °C sobre temperatura

• Linealidad de ±0.5 °C • Rango de operación: -40 °C a +125 °C • Tipo de encapsulado del sensor: TO-92

• Bajo costo

Esquema del montaje

Código Fuente

Ver https://sites.google.com/salesianos.edu/ventilados/anexos


https://sites.google.com/salesianos.edu/ventilados/anexos



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5.2 ALTAVOCES Y LEDS

Daniel Platero y Víctor Sato


Un buzzer (también llamado zumbador) es un dispositivo electrónico que cuando se activa, deja pasar

una pequeña corriente por la bobina de un electroimán y produce un campo magnético variable que

hace vibrar la lámina de acero sobre la armadura, o bien, la corriente pasa por el disco piezoeléctrico

haciéndolo entrar en resonancia eléctrica y produciendo ultrasonidos.

Queremos configurar una alarma que nos avise de que se ha superado el nivel de CO2 que tenemos

prefijado y ayudado por unos leds de diferentes colores podremos saber entre qué niveles se

encuentra el valor de CO2 registrado por el sensor. En el código de prueba estableceremos el umbral

mínimo en 800 ppm y el máximo en 1000 ppm. Arduino dispone de dos funciones que nos permiten

generar fácilmente señales eléctricas para convertir en sonido; estas funciones son tone() y noTone()

y, como su nombre indica, permiten generar o detener la señal del tono en un pin.

Esquema del sensor y montaje

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5.3 SENSOR CO2 KEYSTUDIO CSS811

Sergio Barea y Carlos Pérez


El sensor de calidad del aire de dióxido de carbono CCS811 de Keystudio utiliza principalmente el chip CCS811. Es un sensor de gas digital en miniatura de potencia ultra baja que puede detectar una amplia gama de compuestos orgánicos volátiles (TVOC), incluidos niveles equivalentes de dióxido de carbono (eCO2) y óxido metálico (MOX). El dióxido de carbono equivalente (eCO2) se mide en el rango de 400 a 29.206 ppm (partes por millón), y varios compuestos orgánicos volátiles (TVOC) varían de 0 a 32.768 ppb (partes por billón). El orificio de posición de 3 mm de diámetro en el sensor contribuye a fijarlo en el otro dispositivo.


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5.4 SENSOR CO2 MH-Z19B (NDIR)

Javier Cózar y Juan Antonio Simón


El sensor de gas de dióxido de carbono MH-Z19B es un sensor inteligente de pequeña escala de uso general que utiliza el principio infrarrojo no dispersivo (NDIR) para detectar la presencia de CO2 en el aire, con buena selectividad y anaeróbico. Dependencia de gas, larga vida y otras características. Compensación de temperatura incorporada. Al mismo tiempo con salida en serie, salida analógica y salida PWM, fácil de usar. El sensor es un sensor de alto rendimiento que combina tecnología de detección de gases de absorción infrarroja madura con diseño de ruta óptica precisa y diseño de circuito sofisticado. El sensor realiza una compensación automática del nivel base cada 24h.

Es importante asegurarse de que el sensor tiene acceso a aire limpio al menos 20 minutos cada 24h, en caso contrario la lectura podría ser errónea. El sensor detectará el valor mínimo leído durante el día (420 ppm aproximadamente) y corregirá su lectura en consecuencia. Todos nuestros sensores se entregan con esta compensación realizada, para que puedas usarlo desde el primer momento.


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5.5 SENSOR DECIBELIOS MAX 9814

Isaac Abicarán y Miguel Vallecillo


Necesitamos un sensor capaz de medir con una calidad aceptable el nivel de presión sonora, pero manteniendo nuestro objetivo de realizar un producto económicamente interesante. Hay una amplia oferta de sensores de audio compatibles con Arduino, en nuestro caso hemos escogido el MAX9814. Un pequeño módulo de sensor de audio que pertenece al grupo de sensores con un micrófono Electrec. Este sensor nos permite obtener el voltaje asociado al sonido ambiente que recibe y lo transforma en decibelios aplicando una fórmula matemática que utiliza logaritmos.


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5.6 SENSOR ESP8266 ESP-01

Teresa Montero y Carlota Arrillaga


Se trata del módulo más popular para conectar nuestro Arduino a Internet. El módulo ESP-01 tiene un precio muy reducido. Tiene disponible dos pines GPIO digitales para controlar sensores y actuadores.

También se puede llegar a utilizar para este uso los pines Rx y Tx si no se utilizan para la comunicación a través del puerto serie. Se puede programar a través de un adaptador serie/USB o con el cableado adecuado, a través de Arduino. Los conectores que vienen por defecto no permiten conectarlo a la protoboard.

ESP8266 ESP-01 es un chip altamente integrado diseñado para las necesidades de un nuevo mundo conectado. Ofrece una solución de red Wi-Fi completa e independiente, que le permite alojar la aplicación o descargar todas las funciones de red Wi-Fi de otro procesador de aplicaciones.


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https://amzn.to/2s5Fnur




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5.7 PLATAFORMA PARA IOT THINGSPEAK Alba Herrera, José Ángel Cadelo y Pedro Suñé

Información sobre la plataforma de IoT Según sus desarrolladores, "ThingSpeak es una aplicación y API (Interfaz de Programación de Aplicaciones) de Internet de las Cosas de código abierto para almacenar y recuperar datos de cosas que utilizan el protocolo HTTP y MQTT a través de Internet o a través de una red de área local. ThingSpeak contiene un soporte integrado del software de computación numérica MATLAB de MathWorks, permitiendo a los usuarios de ThingSpeak analizar y visualizar datos cargados usando Matlab sin requerir la compra de una licencia de Matlab de Mathworks.

Para poder utilizar estos servicios es necesario registrarnos en la página. En nuestro caso, queremos utilizar una base de datos privada para poder enviar nuestra información. Para hacer esto necesitamos crear un canal.

Luego tenemos que ponerle un nombre a nuestro canal y a cada campo que queramos añadir, en nuestro caso CO2, Temperatura y Nivel de Decibelios (también crearemos dos canales para CO2_Estable y CO2_Màximo). Para exportar datos en ThingSpeak, lo fundamental es el uso de API KEY que será lo que nos permita compartir canales entre distintas personas. Al utilizar la placa de Arduino, necesitamos utilizar un código que nos permite añadir nuestro API KEY de escritura para poder escribir en el canal.




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Por otro lado, ya tendríamos en nuestra cuenta de ThingSpeak la placa de Arduino conectada, obteniendo datos constantemente. Lo cual podríamos visualizar con nuestro teléfono móvil en la aplicación “Thingview” o en la propia página de ThingSpeak. Para descargar los datos tenemos la opción de Data Import/Export, seleccionamos nuestra zona horaria y le damos al botón Download.

Posteriormente realizamos el tratamiento de los datos a través de Google Sheets8, subiendo el fichero a nuestra unidad de Google Drive.

8 Habrá que realizar un preprocesamiento de los datos en Google Sheets sobre el fichero que se descarga desde Thingspeak, que está en

formato .CSV y que hay que dividir por columnas para que cada dato se pueda tratar de manera independiente.




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5.8 CÁLCULO CO2 ESTABLE Alba Herrera y José Ángel Cadelo

Para la realización de los distintos experimentos se decidió elegir clases que actualmente no están en situación de semipresencialidad, ya que nos interesó estudiar el estado de la calidad el aire en las aulas que están al 100% de su capacidad de ratio. Las aulas fueron seleccionadas entre las etapas de Primaria y el primer ciclo de la E.S.O. En concreto, estos son los cuatro grupos de control que se han fijado:

GRUPO Fecha y Hora de

la toma de muestras

Número de alumnos

Volumen de la clase (m3)

Tasa de generación de

CO2 de los alumnos9

3º E.P.O. A

9:30-14:00 horas 05-09 abril

25 220.80 m3 0.186 (lpm)

3º E.P.O. B

9:30-14:00 horas 19-25 marzo

25 202.58 m3 0.186 (lpm)

1º E.S.O. B

8:00-14:30 horas 12-18 marzo

30 202.58 m3 0.264 (lpm)

2º E.S.O.A 8:00-14:30 horas

05-11 marzo 30 202.58 m3 0.264 (lpm)

Las aulas utilizan el modelo de ventilación cruzada, disponiendo todas ellas de varias ventanas al exterior y una puerta interior a la zona de pasillos que siempre permanecieron abiertas durante los experimentos.

La ventilación cruzada, consistente en la apertura de ventanas y puertas en lados opuestos de la habitación, es más efectiva que la apertura en un solo lado y por tanto preferible. En muy pocas ocasiones se alcanza la ventilación suficiente sin ventilación cruzada.

9 La tasa de generación de CO2 por persona depende de la edad, el sexo, el peso y la actividad metabólica. Los valores aplicados a nuestro

estudio trabajan con unas tasas frecuentes de litros por minutos exhalados por estudiantes sentados y realizando trabajo intelectual ( Persily and de Jonge, 2017, Indoor Air).




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Para la determinación de la concentración de CO2 objetivo en estado estable se utilizó el método 2 propuesto en la “Guía para ventilación de aulas”.10

A partir de los ejemplos que aparecen en la guía se han diseñado los experimentos teniendo en cuenta las condiciones del momento en el que se llevaban a cabo las mediciones.

10 Ver páginas 34-38 de la guía donde viene explicado el método y dos ejemplos de aplicación.




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Para aplicar este método hemos separado los datos de cada día en una hoja de cálculo diferente dentro de un mismo libro que corresponde a cada clase que hemos analizado. Toda la información sobre los datos analizados está disponible en los anexos de la web del proyecto ventila2.0 y también se han entregado como parte de la documentación al concurso. De esta manera, en cada hoja se recogen los datos de cada día que se realizó el experimento, indicando la hora de la toma del dato, el nivel de C02 y temperatura registrada. Asimismo, y cruzando los datos con el horario de cada clase y con el sistema que controla los partes de asistencia, fuimos elaborando una tabla diaria con el horario de cada grupo. En dicha tabla horaria figuran las asignaturas que se imparten en cada tramo del horario, el número de profesores que en cada momento estaban presente en la clase y los alumnos que estaban en el aula en cada intervalo horario.

8:00-9:00

(GYH) 9:00-10:00

(MAT) 10:00-10:50

(FRA) 10:50:11:20

(REC) 11:20:12:30

(TEC) 12:30:13:30

(E.F.) 13:30-14:30

(PLA)

Docentes 1 1 1 2 1

Alumnos 27 28 15 28 28

Alto 3,69 3,69 3,69 3,69 3,69

Ancho 6,08 6,08 6,08 6,08 6,08

Largo 9,03 9,03 9,03 9,03 9,03

C02 Ext 442,00 442,00 442,00 442,00 442,00

Generación Co2

7,49 7,76 4,33 8.12 7,76

ACH Objetivo

6,97 7,21 3,98 7,46 7,21

Caudal Necesario

23.520,00 24.360,00 13.440,00 25.200,00 24.360,00

Secundaria 0,264 0,264 0,264 0,264 0,264

C02 Estable 760,62 760,47 763,88 764,38 760,47

Margen 152,12 152,09 152,78 152,88 152,09

C02 Máximo 912,75 912,57 916,65 912,57 912,57

Se ha prestado especial atención a los momentos en los que el aula quedaba vacía, que fueron de manera general, las salidas al recreo y las clases de educación física. En el ejemplo de la tabla anterior se reflejan los 6 tramos horarios correspondientes a las distintas asignaturas, más el periodo de recreo a mitad de la mañana. En cada tramo aparecen recogidos el número de docentes y alumnos que había en el aula en cada momento, que junto a las dimensiones del aula y el valor de CO2 exterior nos permiten calcular el nivel de CO2 estable y el margen del 20% que se fija como límite máximo de referencia.




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En cada una de las hojas se analiza de manera gráfica el nivel de CO2 en el aula con respecto a los valores de CO2 estable y máximo. Como ejemplo, tenemos la siguiente curva que analiza la situación acontecida en la clase de 2º de ESO A el pasado martes 9 de marzo. Los datos representan los valores de C02 registrados por el sensor entre las 8:00 y las 14:30 horas.

Es posible apreciar cómo en los periodos correspondientes al recreo y a la clase de Educación Física, los niveles de CO2 en el aula descienden al salir los alumnos de la clase, volviendo rápidamente a valores cercamos a 400 ppm que son los que habitualmente se registran en recintos al aire libre. El rápido descenso de la curva nos indica que en unos 20-30 minutos es posible renovar completamente el aire de esta clase. Hemos observado, además, que este hecho se repite todos los días de una manera parecida, si bien hay días que el descenso es más acusado. Este mismo día se produce un segundo descenso de la curva a partir de las 12:30, momento en el que el grupo sale de nuevo al patio, esta vez para realizar Educación Física. Los valores de CO2 se mantienen por debajo del nivel estable a partir del recreo y hasta el final de la jornada y esta es una tónica que se repite a lo largo de toda la semana para 2º ESO A (ver gráfico de la página 22). Con respecto a la primera mitad de la gráfica, observamos que a las 8:00 de la mañana hay una subida bastante pronunciada de la curva, que pasa de 400 ppm a 700 ppm en pocos minutos. Esta situación se repite de una manera parecida todas las mañanas y recoge el momento en el que los alumnos entran al aula. El sensor necesita unos minutos, pero enseguida se estabiliza con las nuevas condiciones del recinto, que ha pasado de estar vacío, a ser ocupado en pocos minutos por el grupo y sus profesores.




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Lo mismo sucede a las 11:30 horas, a la vuelta del recreo y tras volver del patio después de haber realizado Educación Física. El sensor detecta el paso de un estado de aula vacía a un estado donde la clase vuelve a estar ocupada por los alumnos que retornan a su clase. A partir de las 9:00 de la mañana se aprecia un ligero ascenso del nivel de CO2, que puntualmente supera durante algunos minutos el nivel conforme. Pero es a partir de las 10:00 de la mañana cuando el nivel supera claramente el nivel estable acercándose al nivel máximo. La monitorización en tiempo real nos permitió advertir este hecho, que se debía a que se estaba visionando un contenido audiovisual en el proyector y se habían echado las cortinas para conseguir mayor oscuridad. Aunque las ventanas estaban abiertas, el hecho de tener las cortinas cerradas disminuyó la capacidad de ventilación del aula. En cuanto este hecho fue advertido, se volvieron a abrir las cortinas y en unos minutos los niveles volvieron a estabilizarse por debajo del nivel conforme. En las siguientes páginas (paginas 22 y 23) se muestra una comparativa semanal de las aulas de secundaria (1º ESO B vs 2º ESO A) y primaria (3º EPO A vs 3º EPO B). Lo primero que observamos es que de todos los casos analizados hay solo unos pocos incidentes aislados donde el nivel de CO2 ha podido superar puntualmente el nivel máximo recomendado, y quizás en esos momentos hubiese sido necesaria una mejor ventilación. Pero, como decimos, son casos aislados, que no siguen un patrón predecible de comportamiento y que por tanto no son previsibles. Valga como dato a reseñar, que de los 20 días donde hay recogidas muestras, solo hubo un caso en que el nivel de CO2 se mantuvo por encima del nivel máximo durante parte de la mañana, siendo el resto de los casos situaciones que se produjeron en pequeños intervalos de tiempo, debidos seguramente a dinámicas de clase y/o actividades que se estaban desarrollando que implicaban mayor interacción de los alumnos y profesores.




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Experimentos 1º ESO B 12-18 marzo Experimentos 2º ESO A 05 -11 marzo




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Experimentos 3º EPO B 19 al 25 marzo Experimentos 3º EPO A 5 al 9 abril




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5.9 CREACIÓN DE LA APLICACIÓN CON APP INVENTOR Pablo Ríos

App Inventor es una página web especializada en la creación de aplicaciones tanto para dispositivos

smartphones como tabletas, siempre y cuando utilicen sistema operativo Android. La página es de

libre uso y solo necesitas registrarte con una cuenta para acceder y guardar tus creaciones.

App Inventor es un entorno de desarrollo de software creado por Google Labs para la elaboración de

aplicaciones destinadas al sistema operativo Android. El usuario puede, de forma visual y a partir de

un conjunto de herramientas básicas, ir enlazando una serie de bloques para crear la aplicación.

El diseño de la App parte de una interfaz sencilla, que a través de unos simples cálculos nos ofrece

información en tiempo real sobre cuál es nivel de CO2 adecuado para tu aula, disponiendo además de

una gráfica que monitoriza los valores en tiempo real.

Al cargar la App nos aparece directamente en la zona inferior un applet de forma circular que nos muestra el nivel de CO2 actual en el aula. Este valor se refresca automáticamente cada medio minuto. Si queremos saber si dicho valor de CO2 está dentro de los niveles conformes podemos comprobar si está dentro del rango de valores estable y/o si supera el valor límite (20% del valor estable). Para ello introducimos en las cajas de texto los siguientes datos:

• Número de alumnos que hay en clase.

• Número de profesores que hay en clase.

• Dimensiones del aula (en la App ya están almacenadas las medidas de algunas clases que se pueden elegir a través de una lista desplegable)

• Ciclo (Primaria/Secundaria/Bachillerato). Influye en el volumen de C02 exhalado ya que es más alto a mayor edad.

• Valor de CO2 exterior. Lo recomendable es recoger una toma durante 5 minutos del exterior del aula.

Completando esta información podríamos ver directamente en las etiquetas de color los valores estables y máximo.




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Si la prueba se realiza en un espacio diferente (salón de actos, cafetería, biblioteca u otra aula) que no está incluido en el desplegable, es posible introducir las medidas de manera manual (ancho x largo x alto). Si queremos obtener la representación gráfica actualizada con los datos que están en la App debemos enviar los datos a Thingspeak (tanto el valor estable como el máximo). Esta operación puede tardar unos segundos ya que la versión de Thingspeak que utilizamos es la versión gratuita que solo permite subir un dato cada 20 segundos. Una vez que el mensaje “subido” aparece al lado de cada etiqueta podremos observar la gráfica, que recoge información de los valores registrados en últimas cinco horas y los niveles que se establecen como referencia (hemos establecido un intervalo de cinco horas al ser una ventana horaria que nos permite dar información sobre el comportamiento de la calidad del aire a lo largo de toda la mañana).




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5.10 MEMORIA ECONOMICA Javier Cózar y Juan Antonio Simón




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6. COMUNICACIÓN Teresa Montero y Carlota Arrillaga

La estrategia de comunicación del proyecto aborda distintos ámbitos, ya que, a partir de las bases del concurso y al ser ésta una edición virtual, se hacía más necesario que nunca, invertir parte del tiempo de desarrollo de proyecto en la preparación de contenidos audiovisuales. Tres son las áreas que hemos considerado oportunas:

• Memoria Científica: Hemos dado forma al presente documento a partir del guion propuesto en la convocatoria, incluyendo todos los apartados que se recomendaban. Hemos intentado dar un formato al documento que lo haga visualmente atractivo sin perder de vista que lo más importante es el contenido.

El editor de Word de la versión de Office 365 ha sido el software utilizado para dar forma a la memoria y en el proceso de elaboración se diseñó un sistema de carpetas compartidas a través de Google Drive donde cada componente del equipo iba dejando la información que consideraba adecuada para documentar la parte del proyecto que tenía asignada.

• Póster: Se ha diseñado a partir de las especificaciones que se indicaban en la página de

Diverciencia, incluyendo un banner inferior con los logos de los patrocinadores de la feria y aplicando la paleta de colores correspondiente a la categoría en la que participamos.

El software utilizado para el diseño del cartel ha sido Autodesk SketchBook.

• Vídeo: Se ha realizado un vídeo de presentación de 3 minutos explicando los principales contenidos del proyecto. El vídeo ha sido editado con la aplicación iMovie, montando por separado las pistas del audio (locución y música de fondo) y video (grabación de la presentación y captura de video de la App en funcionamiento). El vídeo se ha subido a Youtube y ha sido programado para poder ser visualizado a partir del 15 de mayo de 2021.

• Web: Hemos considerado oportuno diseñar una página web para el proyecto y para ello se

decidió utilizar Google Site, por ser la herramienta que habitualmente utilizamos en el colegio y porque permite llevar a cabo el trabajo de manera colaborativa. Hay una persona que se encarga de coordinar el diseño y estructura del sitio y el resto del grupo aporta los contenidos a cada apartado de la web sobre el que trabaja.

En nuestra web podrás encontrar toda la información del proyecto de forma más detallada, incluyendo vídeos explicativos con el montaje de los sensores y acceso al código fuente con comentarios de las instrucciones más destacadas, así como una serie de guías para la instalación y puesta en marcha de cada uno de los experimentos.




1º Bach. A


8. WEBGRAFÍA

Guía para ventilación en aulas , Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua, IDAEA-CSIC Mesura, VERSIÓN 3, 6 de noviembre de 2020 (María Cruz Minguillón, Xavier Querol, José Manuel Felisi y Tomás Garrido) Proyecto Aireamos, Proyecto que agrupa diversas entidades y personas que luchan con un objetivo común: conocer los niveles de CO2 para AIREAR los espacios. Librería MHZ19 para Arduino, Arduino IDE library for operating the MH-Z19 and MH-Z19B CO2

sensor on ESP-WROOM-02/32(ESP8266/ESP32) or Arduino version 0.5 (License MIT)

ThingSpeak Communication Library for Arduino, ESP8266 and ESP32, This library enables an

Arduino or other compatible hardware to write or read data to or from ThingSpeak, an open data

platform for the Internet of Things with MATLAB analytics and visualization.

Diseño de sonómetro con conexión WiFi para control de nivel de sonido, TRABAJO FINAL DE GRADO dirigido por el Prof. David Girbau Sala Grado de Ingeniería Telemática (Carlos Rojo Horno) KS0457 keyestudio CCS811 Carbon Dioxide Air Quality Sensor, Keyestudio CCS811 carbon dioxide,

air quality sensor mainly uses the CCS811 chip.

Calibración de un sensor de CO2, Proyecto CODOS: Un sistema de bajo coste basado en

ESP8266/ESP32 para la detección del CO2 y otras variables ambientales para monitorizar la calidad

del aire en el aula (Miguel Ángel Casanova)


https://www.ciencia.gob.es/stfls/MICINN/Ministerio/FICHEROS/guia_para_ventilacion_en_aulas_csic.pdf

https://www.aireamos.org/

https://github.com/crisap94/MHZ19

https://github.com/mathworks/thingspeak-arduino

http://deeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/2495pub.pdf

https://wiki.keyestudio.com/KS0457_keyestudio_CCS811_Carbon_Dioxide_Air_Quality_Sensor

https://github.com/miguelangelcasanova/codos/blob/master/doc/C%C3%A1lculos%20de%20concentraci%C3%B3n%20de%20CO2.pdf



1º Bach. A


9. EL EQUIPO DE VENTILA2.0

Coordinador

Alejandro Gallego Desarrollo Sensores

Guillermo Macías Daniel Méndez Israel Abraham

Daniel Platero Víctor Sato Sergio Barea Carlos Pérez Isaac Abicarán Miguel Vallecillo Desarrollo Prototipo

Javier Cózar Juan Antonio Simón Desarrolllo App

Pablo Ríos Análisis Numérico

Alba Herrera José Ángel Cadelo Pedro Suñé Comunicación

Teresa Montero Carlota Arrillaga


DIVERCIENCIA VIRTUAL 2021

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