Arquitectura IoT-MQTT para Monitoreo de la Calidad del Aire Interior
La calidad del aire interior (IAQ) es un factor crucial para mitigar enfermedades respiratorias, ya que las personas pasan hasta 90% de su tiempo en interiores, especialmente en espacios académicos en donde las personas permanecen durante largos periodos de tiempo. Sin embargo, los sistemas tradicionales de monitoreo de IAQ suelen basarse en ecosistemas comerciales propietarios, limitando su accesibilidad, interoperabilidad y adaptabilidad. En este trabajo se presenta una arquitectura IoT-MQTT basada en tecnologías de acceso abierto para el monitoreo de la IAQ en tiempo cuasi-real, la cual considera parámetros como dióxido de carbono (CO2), compuestos orgánicos volátiles totales (TVOC), temperatura y humedad relativa. Ésta se desarrolló bajo una metodología de cuatro fases: investigación y vigilancia tecnológica, diseño, desarrollo y pruebas. El sistema integra tres nodos de sensado basados en el microcontrolador ESP32 con sensores CCS811 y DHT22 que incorporan en su firmware un algoritmo propio de compensación lineal de desfase (offset) para las variables termo-higrométricas. Las pruebas de validación técnica y operativa de la arquitectura se realizaron en un aula universitaria de 60.48 m2 durante cinco días consecutivos, con una frecuencia de muestreo de 10 segundos permitiendo el envío de los datos hacia un broker alojado en ThingSpeak y replicación local en una Raspberry Pi con persistencia en Supabase. El sistema detectó variaciones microclimáticas asociadas al aforo y la ventilación, evidenciando picos de hasta 1300 ppm de CO₂ y 220 ppb de TVOC aproximadamente en condiciones de alta ocupación y renovación de aire limitada. Los resultados demuestran la viabilidad, estabilidad y replicabilidad de la arquitectura basada en tecnologías asequibles de acceso abierto, estableciendo una base arquitectónica sólida para el despliegue futuro de estrategias de control automático de ventilación ambiental en entornos académicos.
Palabras clave: Calidad del aire interior, IoT, IAQ, MQTT, monitoreo.
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