Desarrollo e implementación con tecnologías libres de un dispositivo portátil para evaluar el confort térmico, lumínico y acústico en interiores
Resumen
En este trabajo se presenta el desarrollo de un Dispositivo de Temperatura, Humedad, Iluminación y Sonido de Campaña (DTHIS-C), diseñado para evaluar el confort térmico, acústico y lumínico, así como la calidad del aire en espacios interiores. El dispositivo fue construido con componentes de bajo costo y utilizando plataformas de software de código abierto, lo que favorece su reproducción y adaptación frente a equipos comerciales o industriales.
El DTHIS-C integra sensores para medir variables ambientales clave: temperatura del aire, temperatura radiante, humedad relativa, velocidad del viento, concentración de CO2, iluminancia y niveles de sonido. Estos sensores fueron seleccionados y caracterizados frente a equipos de referencia profesionales, lo que permitió reducir de manera significativa los errores sistemáticos de medición. Por ejemplo, en la temperatura del aire, los errores medios iniciales de los cuatro termopares se redujeron en más de un 95% después de la calibración; en la temperatura radiante, el error medio se eliminó por completo, y en la velocidad del viento la corrección superó el 99%.
Además, el dispositivo se conecta a una plataforma de Internet de las Cosas (IoT) mediante ThingsBoard, lo que facilita la visualización y el análisis en tiempo real de las condiciones ambientales durante las campañas de medición.
En comparación con equipos como el Fluke 975 Airmeter, QUESTemp 36 y WindMaster de Gill Instruments, el DTHIS-C constituye una alternativa accesible para la evaluación de confort en entornos interiores, alcanzando un desempeño satisfactorio y validando su utilidad como herramienta práctica de monitoreo ambiental.
Abstract
This work presents the development of the Temperature, Humidity, Illumination, and Sound Device for Field Campaigns (DTHIS-C), designed to assess thermal, acoustic, and luminous comfort, as well as indoor air quality. The device was built using low-cost components and open-source software platforms, which enables its reproduction and adaptation in comparison with commercial or industrial equipment.
The DTHIS-C integrates sensors to measure key environmental variables: air temperature, radiant temperature, relative humidity, air velocity, CO2 concentration, illuminance, and sound levels. These sensors were selected and characterized against professional reference instruments, significantly reducing systematic measurement errors. For instance, in air temperature, the initial mean errors of the four thermocouples were reduced by more than 95% after calibration; in radiant temperature, the mean error was completely eliminated, and in air velocity, the correction exceeded 99%.
Furthermore, the device connects to an Internet of Things (IoT) platform through ThingsBoard, facilitating real-time visualization and analysis of environmental conditions during measurement campaigns.
When compared with instruments such as the Fluke 975 Airmeter, QUESTemp 36 and Gill Instruments’ WindMaster, the DTHIS-C emerges as an accessible and versatile alternative for indoor comfort evaluation, achieving satisfactory performance and demonstrating its utility as a practical tool for environmental monitoring.
Agradecimientos
A mis padres, Ramón y Martha, gracias por su amor incondicional y por inculcarme tantos valores, como el esfuerzo y la dedicación. Nunca me faltó nada gracias a ustedes. Gracias por apoyarme siempre en todos mis objetivos, por dejarme ser y guiarme cuando fue necesario. Los amo y siempre estaré agradecido con ustedes.
A mis tías Ana, Lilia y Lulú, que me han acompañado desde siempre y me han visto crecer, gracias por creer en mí y por estar presentes a lo largo de este camino. Su cariño, motivación y apoyo constante han sido fundamentales, y junto con mis padres han representado un verdadero sostén que me permitió continuar con mis estudios y perseguir mis metas. Las quiero mucho y les agradezco de todo corazón por todo lo que han hecho por mí.
A mi hermana Martha, mi mejor amiga, cómplice y consejera. Gracias por estar siempre a mi lado, en los mejores y peores momentos, por escucharme, enseñarme tanto y darme aliento cuando más lo necesitaba. Has sido un gran motor desde siempre y mi ejemplo a seguir.
A Michelle, por darme tantos momentos hermosos, por tu apoyo, aliento y compañía. Gracias por tanto amor, por dejarme amarte y por la relación tan bella que compartimos. Aprendí tanto de ti y me diste recuerdos muy valiosos. Jamás te voy a olvidar y siempre te guardaré con mucho cariño en mi corazón.
A todas las personas que conocí durante la carrera, fueron parte esencial de este camino. Toda la 10G dejó huella en mí y marcó esta etapa de mi vida, convirtiéndola en una de las mejores que he tenido. Gracias a cada uno de ustedes soy quien soy hoy. Mención especial para Arge, Fer, Pili y Pau, quienes me brindaron su amistad, su apoyo y su compañía en distintos momentos de esta etapa, motivándome siempre a ser mejor persona.
A Pedro, quien además de ser un gran amigo, fue un excelente mentor en el ámbito de la instrumentación. Sin su aportación, este proyecto no se habría concretado de forma tan satisfactoria. Extrañaré las tardes en el laboratorio con pizza y Star Wars.
Y especialmente a Memo, quien más allá de ser mi tutor se ha convertido en un gran amigo. Gracias por impulsarme a seguir aprendiendo, por enseñarme a analizar, buscar y atender los problemas tal como lo haría un ingeniero. Gracias por enseñarme tanto en tan poco tiempo, por motivarme en cada paso que doy y por inspirarme siempre a aspirar a más.