UNIVERSIDAD DE ELSALVADOR FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA DE OCCIDENTE DPTO. INGENIERIA Y ARQUITECTURA TRABAJO DE INVESTIGAC I NVESTIGACION ION
TEMA CENTRAL: CENTRAL:
CONSTRUCCION CONSTRUCCIO N DE UNA EST E STACION ACION MULTIP MULTIPARAMETRICA ARAMETRICA CATEDRA:
FISICA I CATEDRATICO:
LIC. RODOLFO OLMOS GRUPO TEÓRICO 2
Integrantes:
FECHA DE ENTREGA:
MARTES 25 DE NOVIEMBRE DE 2014
OBJETIVOS Obj!"#$ %&'(). •
Construir una estación estación multiparametrica multiparametrica orma!a por un sistema ar!uino "ue permita me!ir CO#$ temperatura % &ume!a!' para generar un an(lisis acerca !e las me!iciones so)re las emisiones !e ca!a uno !e los enómenos en estu!io*
Obj!"#$* *+,-,$*. •
•
•
Me!ir CO#$ temperatura temperatura % &ume!a!$ &ume!a!$ para para o)tener o)tener resulta!os resulta!os "ue "ue relacionen las +aria)les antes menciona!as* Comparar Comparar el pro%ecto reali,a!o reali,a!o con in+estigacion in+estigaciones es pasa!as % as- esta)lecer relaciones entre las +aria)les en estu!io* Generar conclusiones a partir !e la relación relación entre CO#$ temperatura % &ume!a! para as- po!er esta)lecer la in.uencia !e ellas en el am)iente*
OBJETIVOS Obj!"#$ %&'(). •
Construir una estación estación multiparametrica multiparametrica orma!a por un sistema ar!uino "ue permita me!ir CO#$ temperatura % &ume!a!' para generar un an(lisis acerca !e las me!iciones so)re las emisiones !e ca!a uno !e los enómenos en estu!io*
Obj!"#$* *+,-,$*. •
•
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Me!ir CO#$ temperatura temperatura % &ume!a!$ &ume!a!$ para para o)tener o)tener resulta!os resulta!os "ue "ue relacionen las +aria)les antes menciona!as* Comparar Comparar el pro%ecto reali,a!o reali,a!o con in+estigacion in+estigaciones es pasa!as % as- esta)lecer relaciones entre las +aria)les en estu!io* Generar conclusiones a partir !e la relación relación entre CO#$ temperatura % &ume!a! para as- po!er esta)lecer la in.uencia !e ellas en el am)iente*
INTRODUCCIÓN
Las emisiones !e !ió/i!o !e car)ono tienen !os or-genes$ naturales % antropo antropog0ni g0nicas$ cas$ tenien!o tenien!o estas estas 1ltimas 1ltimas un uerte uerte crecimi crecimiento ento en las 1ltimas !0ca!as* El prome!io actual !e emisiones !e CO # en el aire oscila alre!e!or !e 234 ppm$ con algunas +ariaciones !-a5noc&e$ estacionales % con picos !e contaminación locali,a!os* El CO# una +e, emiti!o permanece en la atmósera % en los oc0anos !urante miles !e a6os* Los cam)ios clim(ticos or,a!os por el CO# !epen!en primariamente !e la acumulación !e emisiones$ por lo "ue se &ace ca!a +e, m(s !i-cil e+itar un cam)io clim(tico sustancial* El uso !e instrumentos tales como la placa !e ar!uino$ sensores !e &ume!a! % temperatura$ capacitores$ sensores !e CO# $ mini )om)as$ etc*$ sir+ió para po!er llegar a los resulta!os o)teni!os en las me!iciones en lo "ue ue el camino % la pasarela* 7no !e los m(s m(s importantes importantes es la placa !e Ar!uino$ Ar!uino$ "ue consiste en en una plataor plataorma ma
!e &ar!8ar &ar!8are e
li)re li)re $
)asa! sa!a
en
una placa con placa con
un microcontrola!or % un entorno !e !esarrollo$ !esarrollo $ !ise6a!a para acilitar el uso !e la electrónica en pro%ectos multi!isciplinares* La
presente
in+estigación
muestra$
con
a%u!a
!e
la
estación
multiparametrica$ multiparametrica$ cuales son las relaciones relaciones "ue se esta)lecen en )ase al CO# % la &ume!a! respecti+amente$ toman!o en cuenta "ue la temperatura es constante$ por lo cual no in.u%e en los !atos o)teni!os* La relación entre C4# % &ume!a! se reali,a por me!io !e par(metros como como el tiempo tiempo$pa $para ra as- po!er po!er prop propor orcio cionar nar gr(9c gr(9cos os perti pertine nente ntes s % acor!es a los !atos o)teni!os en las me!iciones &ec&as en los lugares antes menciona!os*
ANTECEDENTES
M(/&( L$( ((""
Las me!iciones eectua!as en Mauna Loa muestran un incremento manteni!o en la concentración me!ia !el CO # !es!e 2; partes por millón en +olumen
;3 &asta ?44 ppm+ en ma%o !e #42* Este incremento en el CO # atmos0rico se !e)e un!amentalmente a la "uema !e com)usti)les ósiles % se &a i!o aceleran!o en los 1ltimos a6os* Antes !e la re+olución in!ustrial !el siglo @I@ la concentración me!ia glo)al !e CO # era !e unos #34 ppm* Durante los 1ltimos 344 444 a6os el CO# .uctuó entre 34 ppm !urante las eras glaciales % los #34 ppm en los per-o!os interglaciales* La tasa !e crecimiento actual es m(s !e 44 +eces m(s r(pi!a "ue el incremento "ue ocurrió cuan!o terminó la 1ltima era glacial* Como el !ió/i!o !e car)ono es un gas !e eecto in+erna!ero esto tiene unas implicaciones mu% importantes para el calentamiento glo)al* El CO# una +e, emiti!o permanece en la atmósera % en los oc0anos !urante miles !e a6os* Los cam)ios clim(ticos or,a!os por el CO# !epen!en primariamente !e la acumulación !e emisiones$ por lo "ue se &ace ca!a +e, m(s !i-cil e+itar un cam)io clim(tico sustancial* Aun"ue Mauna Loa no es un +olc(n acti+o$ eeling % sus cola)ora!ores eectuaron las me!iciones por encima !e la capa !e in+ersión t0rmica para minimi,ar la contaminación local % los !atos ueron normali,a!os esta!-sticamente*Las me!iciones en otras u)icaciones aisla!as &an con9rma!o la ten!encia a largo pla,o mostra!a por la Cur+a !e eeling$aun"ue ning1n otro sitio tiene un registro tan amplio como el !e Mauna Loa
La Cur+a !e eeling muestra una +ariación !e unos ; ppm+ ca!a a6o correspon!iente al consumo estacional !e CO # por la +egetación* El ni+el !isminu%e !es!e la prima+era !el &emiserio Norte por"ue el crecimiento !e las plantas me!iante la otos-ntesis toma !ió/i!o !e car)ono !e la atmósera % +uel+e a aumentar en el oto6o !el &emiserio Norte cuan!o las plantas mueren o pier!en las &oBas % sueltan el !ió/i!o !e car)ono a la atmósera*
CO2 P(-** "&3/*!'"()*. La concentración !e CO# en la atmósera &a creci!o !es!e cerca !e #34 partes por mi5llón >>$ &aci0n!ose eco !el aumento !el creciente ritmo !el !esa5rrollo glo)al !e la agricultura % la in!ustria* Esto se conoce a partir !e numerosas$ )ien replica!as me!iciones !e la composición !e las )ur)uBas !e aire atrapa!as en el &ielo Ant(rtico* Las concentraciones !el CO# atmos0rico &an si!o me!i!as !irectamente con alta precisión !es!e >;' estas me!iciones concuer!an con las me!iciones !e los n1cleos !e &ielo % muestran una continuación !e la creciente ten!encia &asta el presente*
C$'')(,"& &!' !+'(!/'( 6 CO2 ( &"#) /&3"().
A 9nes !el siglo #4 la &ipótesis !e "ue el creciente ni+el !e CO# en la atmósera es el resulta!o !e la "uema !e com)usti)les se con+irtió en el para!igma !ominante* ara esta)lecer este para!igma$ % ca!a +e, m(s intensamente !es!e entonces$ se &an nega!o e ignora!o a estu!ios cu%as me!iciones mostra)an +alores .uctuantes entre 244 % m(s !e ?44 ppm* e &a lle+a!o a ca)o una ree+aluación !e la literatura &istórica !el CO# atmos0rico !es!e la intro!ucción !e las con9a)les t0cnicas a principios % me!ia!os !el siglo >* Des!e 3# &asta >4 se &a inorma!o !e m(s !e >4*444 !eterminaciones in!i+i!uales !el CO# en la atmósera* La inmensa ma%or-a !e estas me!iciones ueron &ec&as por e/perimenta!os % &()iles in+estiga!ores usan!o t0cnicas anal-ticas la)oratorio )ien esta)leci!as*
RESULTADOS OBTENIDOS EN EL BOSQUE. N"#)* 3 CO2
CO2 B$*7/ ;44 ?;4 ?44 2;4 244
CO2
#;4
co# ca!a 2 segun!os
#44 ;4 44 ;4 4 4
44
#44
244
?44
;44
44
T"+$ 8*%/&3$*9
L$* &"#)* 3 D"$:"3$ 3 C('b$&$ $b!&"3$* & ) b$*7/ *" b"& &$ *$& )$* (6$'* 3 !$3( )( 3","& /*!'(& &"#)* /6 ()!$* $*,")(&3$ &!' )$* ;50 6 4<5 ++. E& *!/3"$* '()"=(3$* & )$* ( 6$* 2011>201; +$' )( *!(,"& M(/&()$( (("" * $b!/#$ 7/ )$* &"#)* &$'()* 3 CO2 & ) ("' *$& 3 400 ++ & (3)(&! +$' )$ !(&!$ )$* &"#)* $b!&"3$* & ) b$*7/ ,$&,/'3(& ,$& )$* &"#)* &$'()*. Y( 7/ )( !+'(!/'( & ) b$*7/ ?/ ,$&*!(&! (&!&"&3$* & 25 %'(3$* C)*"/* )(* #('"(,"$&* $b!&"3(* & )$* ;0 "&/!$* &$ * 3b& ( )( !+'(!/'( *"&$ 7/ ( )( #('"(,"& 3 )( @/3(3.
TENDECIAS EN EL BOSQUE. T&3&,"( /&$
TENDENCIA UNO DEL BOSQUE ?4 ??4
?#4
CO2 ?44
Linear <=
234 24 24
24
234
2>4
?44
?4
T"+$ 8S%/&3$*9
?#4
?24
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E& )( %'(,( (&!'"$' * /*!'( )( +'"'( !&3&,"( 3 )$* &"#)* 3 CO2 & ) b$*7/ & ))( * $b*'#( ,$$ ) CO2 (/&!( 3 ;0 ++ ( 450 ++ & /& "&!'#()$ 3 !"+$ ,',(&$ ( 5 "&/!$* ) +'"&,"+() ?(,!$' 7/ "&!'#"&$ & *! ,(b"$ ?/ )( @/3(3 )( 7/ 3"*"&/6$ "&!'(* ) CO2 (/&!$ T&3&,"( 3$*.
T&3&,"( 3$* 3 3"3(* 3) b$*7/
CO2
;44 ?;4 ?44 2;4 244 #;4 #44 ;4 44 ;4 4
/ J ?3;*3 RK 4*>
Linear <= Linear <=
4
#4
?4
4
34
44
#4
?4
T"+$ 8S%/&3$*9
En la gr(9ca anterior se muestra la segun!a ten!encia !e los ni+eles !el CO# o)teni!os en el )os"ue$ en ella se pue!e o)ser+ar como el !ió/i!o !e car)ono !isminu%e gra!ualmente !urante m(s !e 4 minutos$ el principal actor "ue inter+ino ue el aumento !e &ume!a! en el aire !urante esos segun!os* El coe9ciente !e R cua!ra!o es !e 4*>$ lo "ue nos in!ica "ue los resulta!os o)teni!os en ese tiempo son mu% con9a)les*
T&3&,"( !'*.
T&3&,"( T'*
CO2
;44 ?;4 ?44 2;4 244 #;4 #44 ;4 44 ;4 4 #;4
Linear <=
#4
#4
#34
#>4
244
24
T"+$ 8S%/&3$*9
e presenta la gr(9ca con los ni+eles !e CO# !e la tercera ten!encia !el )os"ue$ en ella los ni+eles !e Dio/i!o !e car)ono aumentaron cosi!era)lemente$ esto !e)i!o a la !isminución !e la &ume!a! en el aire* El coe9ciente !e R cua!ra!o es mu% alto$ por lo "ue las me!iciones reali,a!as tam)i0n lo son*
RELACION CO2>UMEDAD DEL BOSQUE
CO2>UMEDAD DEL BOSQUE ;44
4
?;4
>
?44 2;4
3
244
#;4 #44
; ?
;4
2
44 ;4
#
4
4 44
4
44
#44
244
?44
;44
CO# CORREGIDO H7MEDAD
En la gr(9ca anterior se muestra la relación entre ni+eles !e CO# % &ume!a! !el )os"ue$ en ella se pue!e apreciar "ue la &ume!a! se mantu+o en porcentaBes ma%ores a 4$ lo "ue ocasiono ni+eles !e CO# menores* Como se !iBo anteriormente$ la temperatura en to!a la me!ia &ora !e me!iciones en el )os"ue se mantu+o constante con #; gra!os Celsius$ por lo "ue ese actor se !escarta por completo$ % a"u- se e+i!encia "ue la &ume!a! ue el principal actor para mo!i9car los ni+eles !e CO#*
RELACION CO2>UMEDAD EN TENDENCIAS. T&3&,"( /&$ 3) b$*7/ ,$& @/3(3 TIEMPO CO2
UMEDAD
?24*32;
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CO2>UMEDAD TENDENCIA UNO BOSQUE
CO2
?4 ;*; ?;4 ; ??4 ?*; ?24 ?#4 ? ?4 2*; ?44 2>4 2 234 #*; 24 24 # 24242342>4?44?4?#4?24??4?;4
CO#
UMEDAD
H7MEDAD
Con la gr(9ca !e la primera ten!encia !el )os"ue con relación a la & ume!a! se logra compro)ar por completo la relación in+ersa "ue e/iste entre la &ume!a! % el CO#$ en ella claramente se aprecia cuan!o el CO# !isminu%e$ la &ume!a! alcan,a ni+eles superiores*
•
Ten!encia !os !el )os"ue con &ume!a!
C02>UMEDAD TENDENCIA DOS ;44 ?44 244
CO2
> 3 ;
#44 44
?
CO#
UMEDAD
H7MEDAD
2 #
4 ?44 ?;4 ;44 ;;4 44 ;4 44 ;4 344 3;4
En la gra9ca !e la ten!encia !os !el )os"ue con relación a la &ume!a! se o)ser+a "ue cuan!o los ni+eles !e CO# se mantienen arri)a !e ?;4 ppm$ la
&ume!a! ron!a el ;4 en el aire % cuan!o el CO# !isminu%e a 2;4 ppm$ la &ume!a! en el aire su)e a 3$ cam)ian!o as-$ in+ersamente*
•
Ten!encia tres !el )os"ue con &ume!a!
CO2>UMEDAD TENDENCIA ; ;44 ?;4 *; ?44 2;4 ;*; 244 ; #;4 C02 ?*; UMEDAD #44 ? ;4 2*; 44 2 ;4 4 #*; #;4#4#4#34#>424424
En la ten!encia tres !el )os"ue$ la &ume!a! se mantu+o en ni+eles menores a $ lo "ue ocasiono "ue el CO# en el aire su)iera a mas !e ?;4 ppm$ al igual "ue en las ten!encias anteriores$ se compro)ó la relación in+ersa e/istente entre el gas en estu!io % el porcentaBe !e &ume!a! en el aire
RESULTADOS OBTENIDOS EN LA PASARELA N"#)* 3 CO2 Tiempo5 2 segun!os 2 > # ; 3 # #? # 24 22 2 2> ?# ?; ?3 ; ;? ;
CO# corregi!o ?;;*322222 ?3*? ?#*2 ?;>*22222 ?;?*#222222 ?;*# ??*4>22222 ?2*22 ?2*2# ?2>*;3 ??#*32 ?2*?? ?#2*24 ?2*;? ?#4*4;22222 ?22*422222 ???*?22222 ?;#*422222 ?;*?3
4 2 > # ; 3 3 3? 3 >4 >2 > >> 4# 4; 43 ? #4 #2 # #> 2# 2; 23 ? ?? ? ;4 ;2 ; ;> # ; 3 ? 34 32 3
?;;*3 ?;4*> ???*? ?;;*3 ???*? ?#*222222 ?;*?3 ?2>*;322222 ?;?*#2 ?2*2# ?22*422222 ?;4*> ?#*222222 ?;?*#2 ?;*# ?#*2 ?;*#22222 ?;?*#222222 ?3*?22222 ?#*2 ?#*2 ?3;*; ?#*2 ?3*3322222 ?#*222222 ?;?*#2 ?4*; ?*#; ?4*; ?3*33 ?4*;4 ?3*? ?;*2> ?;*2>22222 ?4*; ?3*> ?>?*>#22222 ?>* ?>* ;4*?222222 ;42*4; ?>* ?#*2
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?3*? ?3;*; ?3*322222 ?33*? ?>2*#>22222 ?3*? ?>4*4? ?3*33 ?4*; ?#*2 ?>4*42 ?;?*#222222 ?>* ?;*#22222 ?4*? ?>2*#>22222 ?3*3 ?3;*; ?#*2 ?2*22222 ?2*22222 ?#*222222 ?>?*># ?34*#22222 ?;*2>22222 ?33*?22222 ?3*>422222 ?;#*4 ?3*3 ?*#; ?? ?;#*422222 ?2>*;322222 ?2*22 ?2*22222 ?#*2 ??>*2; ??#*3? ?*4# ?*4# ?3*33 ?;*2> ?;*?3
23 2# 2#? 2# 224 222 22 22> 2?# 2?; 2?3 2; 2;? 2; 24 22 2 2> 2# 2; 23 23 23? 23 2>4 2>2 2> 2>> ?4# ?4; ?43 ? ?? ? ?#4 ?#2 ?# ?#> ?2# ?2; ?23 ?? ???
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CO2 EN LA PASARELA 44 44 ;44 ?44
CO2>DIOIDO DE CARBONO
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SEGUNDOS
Los resulta!os o)teni!os en la pasarela muestran ni+eles !e CO# superiores a cual"uiera !e los anteriores o)teni!os en el )os"ue % en el camino$ esto se !e)e a muc&os actores: la &ume!a! !isminu%o$ as- como el entorno por completo cam)io$ en la pasarela no &a% +egetación "ue ro!ee al aparato$ el aire es m(s contamina!o por la cercan-a a la calle !on!e transitan muc&as personas % automó+iles*
TENDENCIAS T&3&,"( /&$ & )( +(*(')(
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CO2>DIOIDO DE CARBONO #44
RK 4*
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En estos minutos$ "ue ueron alre!e!or !e ;$ el CO# !isminu%ó !e)i!o a actores e/ternos$ tales como la &ume!a!$ "ue en ese inter+alo !e tiempo aumento$ a eso agregarle "ue los +ientos pu!ieron &a)er +aria!o la concentración !el aire alre!e!or !el aparato !urante esos minutos*
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SEGUNDOS
Como se o)eser+a en la gra9ca anterior a me!i!a "ue el CO# empe,ó a !isminuir la &ume!a! alcan,o ni+eles superiores a los !el inicio$ esto comprue)a lo "ue muc&o tra)aBos !e campo &an !ic&o: a me!i!a "ue la &ume!a! aumenta$ los ni+eles !e CO# !isminu%en* En la pasarela la temperatura oscila)a entre los # % #$ % la &ume!a! !isminu%o &asta ni+eles como ;#$ mientras "ue los ni+eles !e CO# ueron los m(s altos !e to!a la me!ición*
T'(6,!$'"( R,$''"3(
TRAYECTORIA )$&%"!/3 6 )(!"!/3 2*> 2*> 2*> 2*> 2*> 2*> 2*>
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CONCLUSIONES
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Los porcentaBes !e CO# actuales !el entorno <7ni+ersi!a! !e El al+a!or$ Multi!isciplinaria !e Occi!ente=$ concuer!a con los ni+eles !e CO# me!i!os a ni+el mun!ial
