Sistema de medición de contaminación sonora

Abstract

En este informe se presenta el diseño y construcción de un prototipo de medición de contaminación sonora. Este proyecto surgió motivado por la necesidad de un monitoreo de parámetros ambientales realizado en conjunto por integrantes del Laboratorio de Comunicaciones de la Facultad de Ingeniería – UNMdP, del INTEMA y el Observatorio de la Ciudad de FASTA. El objetivo de este proyecto fue desarrollar y construir un equipo que pueda medir y almacenar de forma continua y automática parámetros relacionados con la contaminación sonora en un determinado intervalo de tiempo, para poder realizar posteriormente un análisis de los datos obtenidos. Además, se propuso que dicho prototipo pudiera calcular el espectro de potencia del sonido con una resolución mayor a los equipos comerciales que existen en el mercado. Como objetivo secundario, se estableció el prototipo pueda ser utilizado para medir otros parámetros de contaminación ambiental al poder conectarle diferentes sensores para la medición de diferentes variables. Por último, el equipo también dispone de distintas alternativas de conectividad para monitorear los datos. La importancia de poder conocer las fuentes de contaminación sonora con suficiente detalle radica en que, de esta manera, se pueden tomar medidas preventivas para preservar la buena salud auditiva y hasta psicológica de las personas en distintos ámbitos de sus vidas. También permite identificar si una lesión auditiva existente puede haber sido provocada por una fuente sonora a la que un individuo está expuesto cotidianamente, por ejemplo en un ambiente laboral. Para llevar a cabo este objetivo se diseñó y construyó un equipo capaz de medir la energía total, el espectro de potencia y el valor eficaz del ruido ambiente, para luego ser almacenados a intervalos de tiempo programados en una memoria SD para su posterior análisis en una PC. Además se colocó una pantalla LCD para mostrar la energía medida instantáneamente. El objetivo de este equipo es que pueda ser instalado en el lugar de medición y que el relevamiento de los datos sea programado y de forma automática. Puede ser utilizado para monitorear contaminación sonora ambiental, en industrias y hasta en puestos de trabajo para conocer los niveles sonoros a los que está expuesto el trabajador. También puede ser utilizado para determinar si una lesión auditiva fue provocada por la exposición a un ruido puntual o es debida a otra fuente, al conocer en detalle las características (composición espectral) del mismo. Como se mencionó el prototipo posee un módulo central capaz de realizar el cálculo de la energía total, el espectro de potencia y el valor RMS del ruido en tiempo real, a través de un DSP de bajo costo. Este módulo posee además la capacidad de manejar una memoria SD para almacenar los datos. Un segundo módulo comandado por un microcontrolador es utilizado para manejar un reloj de tiempo real (RTC), el cual se es utilizado para almacenar los datos con fecha y hora, y la pantalla del equipo en donde se muestran mediciones simples. Estos módulos se comunican a través de sus interfaces UART. Pensando en una expansión del equipo, ante necesidades concretas, se optó por prepararlo para poder incorporarle distintos tipo de sensores; como pueden ser distintos tipos de gases, temperatura, presión, rayos UV y otros. También tiene la posibilidad de agregarle distintos tipos de conectividad como puede ser Bluetooth (para poder descargar los datos desde un dispositivo móvil), wifi (para poder acceder al equipo en forma remota), GSM (para acceder de modo remoto a lugares en donde no hay señal internet, pero si telefonía móvil), y hasta un conector serie en el equipo para poder conectarlo a una PC. Las posibles expansiones del equipo son contempladas en un conversor de protocolos, el cual se implementa en un tercer microcontrolador, el cual también está insertado en este prototipo. Una vez construido el prototipo se realizaron pruebas, las cuales arrojaron resultados positivos en cuanto a la medición y almacenamiento del ruido; como así también la visualización de algunos parámetros en la pantalla de dicho equipo. Es importante destacar que esta es una primera versión del equipo y que al poseer la capacidad de expandirse en cuanto a sus prestaciones, son numerosas las mejoras que este prototipo puede aceptar. Por último, debido a una serie de aspectos novedosos en la implementación del equipo y a que se acreditó su utilidad industrial, fue posible que el desarrollo esté en vías de patentamiento a través de la Oficina de Vinculación Tecnológica del CONICET.