Sensor sumergible para monitoreo continuo de medios líquidos

65 páginasUna de las principales causas de enfermedades mortales y de desnutrición a nivel mundial es la mala calidad del agua y de los alimentos al que tienen acceso las personas. Cuando estos elementos no presentan un buen estado, se pueden presentar grandes riesgos en salud pública y en el bienestar de los ecosistemas. En la actualidad existe un gran número de sistemas de monitoreo de la calidad de medios líquidos, los cuales están en constante mejoramiento y los diferentes grupos de investigación a nivel mundial continúan desarrollando nuevas tecnologías que perfeccionen los procesos actuales. A pesar del gran interés en esta área de gran importancia y de la cantidad de recursos que se invierten, la mayoría de estos dispositivos de medición presentan la necesidad de tomar una muestra con cierta periodicidad y no permiten tener un control riguroso de la composición de las sustancias líquidas en todo momento. En este trabajo se propone el diseño de un nuevo sistema para el monitoreo de medios líquidos de manera continua y no destructiva, mediante el uso de transductores ultrasónicos y cavidades resonantes, junto con el desarrollo de un proceso riguroso de selección de requerimientos y materiales, diseño y construcción de una estructura impermeable, realización de múltiples medidas de una muestra de agua contaminada con cloro a diferentes concentraciones y procesamiento y análisis de datos. El sistema de monitoreo desarrollado permite la realización de pruebas sumergidas en medios líquidos, obteniendo valores acordes con los resultados teóricos obtenidos en simulaciones. Además se prueba su funcionamiento al calcular el valor de la velocidad del sonido de diferentes soluciones de agua con cloro a diferentes concentraciones, mediante el uso de la ingeniería inversa. Finalmente, se desarrolla un protocolo general de uso del sistema para su potencial implementación en diferentes investigaciones con medios líquidos.One of the main causes of fatal diseases and malnutrition worldwide is the poor quality of water and food that people have access to. When these elements are not in good condition, there may be a big risk to health and well-being of ecosystems. Currently, there is a large number of liquid media quality monitoring systems, which are in a state of constant improvement and the different research groups worldwide continue to develop new technologies that can improve the current processes. In spite of the big interest in this area of great importance and the amount of resources that are inverted on it, most of these measuring devices have the need to take a sample with a certain periodicity and do not allow a rigorous control of the composition of the liquid substances in a constant manner. This paper proposes the design of a new system for the monitoring of liquid media in a continuous and non-destructive way, through the use of acoustic transducers and resonant cavities along with the development of a rigorous process of selection of requirements and materials, design and construction of a waterproof structure, multiple measurements of samples of water contaminated with chlorine at different concentrations and data processing. The monitoring system developed allows the performance of submerged tests in liquid media, obtaining values according to the theoretical results obtained in simulations. In addition, the performance of the system was tested, calculating the value of the sound speed of different solutions of water with chlorine at different concentrations, through the use of reverse engineering. Finally, a general protocol is developed for the potential implementation of the system, in different investigations with liquid media