XX Simposio Internacional de Ingeniería Eléctrica "SIE 2023"

XX Simposio Internacional de Ingeniería Eléctrica

SIE 2023

Evaluación experimental de sensores de bajo costo para el monitoreo de material particulado

Resumen

Problemática: El material particulado es el contaminante más abundante en la atmósfera. Actualmente, los sensores de bajo costo son una alternativa para su monitoreo. Sin embargo, la fiabilidad de sus datos es cuestionable debido a la influencia de las variables meteorológicas, la composición y el tamaño de partículas. Objetivos: Evaluar el comportamiento de los sensores OPC-N3 y Next PM en condiciones de laboratorio y campo y determinar la influencia de la temperatura y la humedad relativa sobre su respuesta. Metodología: Se realizaron experimentos a escala de laboratorio con aire limpio, agua desionizada y aerosoles de sacarosa, para determinar su efecto sobre los sensores OPC-N3 y Next-PM. Además, se evalúo su efectividad en condiciones de campo, así como la influencia de variables meteorológicas con el uso del software SPSS. Resultados y discusión: Se obtuvieron modelos de regresión lineal con altos coeficiente de determinación para ambos sensores y se comprobó la fiabilidad de sus mediciones con respecto a las concentraciones teóricas de material particulado. El análisis estadístico demostró que la humedad relativa fue la variable de mayor influencia. Conclusiones: La evaluación de los sensores OPC-N3 y Next PM en condiciones de laboratorio y de campo demostró la fiabilidad de sus mediciones. El dispositivo Next PM mostró menor dispersión de sus resultados en ambientes controlados.  Mientras que condiciones de campo, las concentraciones reportadas no fueron precisas y no reflejaron los niveles reales de contaminación. La humedad relativa es el factor que más afecta la calidad de los datos de los sensores estudiados.

Abstract

Issue: Particulate matter is the most abundant pollutant in the atmosphere. Currently, low-cost sensors are an alternative for its monitoring. However, the accuracy and reliability of their data is questionable due to the influence of meteorological variables, composition and particle size. Objectives: To evaluate the performance of OPC-N3 and Next PM sensors in laboratory and field conditions and to determine the influence of temperature and relative humidity on their response. Methodology: Laboratory scale experiments were conducted with clean air, deionized water and sucrose aerosols to determine their effect on the OPC-N3 and Next-PM sensors. In addition, their effectiveness under field conditions was evaluated, as well as the influence of meteorological variables with the use of SPSS software. Results and discussion: Linear regression models with high coefficients of determination were obtained for both sensors and the reliability of their measurements with respect to the theoretical concentrations of particulate matter was verified. Statistical analysis showed that relative humidity was the most influential variable. Conclusions: Evaluation of the OPC-N3 and Next PM sensors under laboratory and field conditions demonstrated the reliability of their measurements. The Next PM device showed a lower dispersion of its results in controlled environments.  While in field conditions, the reported concentrations were not accurate and did not reflect actual contamination levels. Relative humidity is the factor that most affects the quality of the data from the sensors studied.

Sobre el ponente

Arianna Alvarez Cruz

Ing Arianna Alvarez Cruz

UCLV Flag of Cuba


Discussion

Información Práctica
Ponencia
Spanish / Español
noviembre 13, 2023 5:45 p. m.
1 minuto
Virtual
Autores
Ing Arianna Alvarez Cruz
Lic. Luis Ernesto Morera Hernández
Dr. Mayra Caridad Morales Pérez
Dr. Daniellys Alejo Sanchéz
Dr. Olivier Schalm
Yasser Morera Gómez
Ph. D. Alain Sebastián Martínez Laguardia
Palabras clave
atmospheric pollution
contaminación atmosférica
low cost sensors
monitoring systems
precision
precisión
sensores de bajo costo
sistemas de monitoreo
Documentos