Desenvolupament d'un sistema per estimar la qualitat de l'aire en entorns tancats mitjançant sensors de CO2 i tècniques d'aprenentatge automàtic

Abstract

Aquest projecte ha consistit en el desenvolupament d’un sistema d’estimació de la qualitat de l’aire, que es pretenia implementar dins d’escoles del territori català com a mesura de prevenció de contagis de COVID-19. Tanmateix, i a banda de la seva utilització en el context de laCOVID-19, la determinació de les concentracions de CO2 dins les aules, pot ser un gran indicador a nivell sanitari, vist que el CO2 en altes concentracions pot resultar perjudicial per la salut de l’humà. El desenvolupament del sistema s’ha dut a terme seguint una planificació que comprèn quatre etapes. En primer lloc, una fase de recerca, on s’han investigat no només aquells treballs que tenien relació amb l’estimació de la qualitat de l’aire, però també aquells treballs que les autoritats catalanes han utilitzat per més endavant comunicar les mesures a seguir dins les escoles. En segon lloc, s’ha procedit al desenvolupament del dispositiu, en totes les seves vessants: la programació, l’electrònica i el disseny. S’ha programat en la seva totalitat amb el llenguatge informàtic Python. S’ha fet ús d’una Raspberry Pi com a computador des d’on controlar tots els components electrònics i executar elcodi. S’ha utilitzat un sensor de CO2, temperatura i humitat, que serveix per extreure les dades. Finalment s’ha dissenyat el dispositiu amb un programa de CAD i s’ha imprès en 3D. En tercer lloc, s’ha implementat el dispositiu en una escola del barri de Sant Gervasi, l’escola Els Arcs, en una aula d’una classe de 4t d’ESO, on s’ha obtingut dades de diverses variables durant un període de tres setmanes. En quart lloc, amb l’ajuda de les dades obtingudes s’ha provat d’entrenar un model d’aprenentatge automàtic que permeti realitzar prediccions per reduir el risc de contagi. També ha de servir per optimitzar el nivell de confort dels alumnes, trobant un equilibri en les hores necessàries de ventilació per minimitzar la concentració de CO2 mentre que al mateix temps es maximitza la temperatura. Com a conclusió s’han proposat mesures per combatre el risc de contagi, mitjançant la implementació del dispositiu dins una aula escolar