DESARROLLO DE UN SISTEMA DE ALERTA RESIDENCIAL COMO MEDIO DE SEGURIDAD CONTRA FUGAS DE GAS NATURAL ACCIDENTALES, EMPLEANDO SENSORES, PANTALLA HMI TOUCH NEXTION Y PROGRAMACIÓN DE TARJETA ELECTRÓNICA

Abstract

El proyecto presentado consistió en el desarrollo de un sistema de alerta sonora y visual, activado por concentraciones peligrosas de gas natural en el ambiente (mayor o igual a 3000 ppm). Este sistema se compone de una pantalla táctil HMI Nextion y una tarjeta electrónica Arduino, que trabajan en conjunto para detectar la presencia de gas natural y emitir las alertas correspondientes. El proyecto se desarrolló mediante cuatro objetivos principales: el primero fue la selección de componentes. Se eligieron los elementos, sensores y la tarjeta electrónica Arduino, basándose en criterios como disponibilidad en el mercado y adecuación a las funciones del sistema; el segundo fue la programación de control. Se diseñó el programa que gestiona la tarjeta electrónica, incluyendo el desarrollo del flujograma y la codificación del software del microcontrolador. Este programa permite detectar fugas de gas, activar las alertas luminosas y sonoras; el tercero fue la construcción del prototipo. Se ensambló el sistema integrando los componentes en un tablero de control eléctrico, que sirve de protección y facilita su operación y el cuarto fue la validación del sistema. Se realizaron pruebas con un escape controlado de gas natural, comparando los resultados obtenidos con un sensor de referencia. La validación se centró en la medición de gas metano, el principal componente del gas natural. Los resultados fueron satisfactorios, destacándose la correcta operación de la pantalla HMI y su integración con la tarjeta Arduino, lo que le otorga un carácter dinámico y atractivo, tanto para aplicaciones industriales como educativas. El proceso de validación del sistema se realizó mediante la comparación de las lecturas obtenidas por el sensor de gas integrado en el prototipo con las de un sensor patrón de referencia, reconocido por su precisión y fiabilidad en la medición de concentraciones de gas natural.

Este procedimiento permitió asegurar que el sistema desarrollado ofreciera resultados confiables y alineados con estándares industriales. La validación se llevó a cabo en un entorno controlado, en el que se generó de forma deliberada un escape de gas natural para simular condiciones reales de riesgo. Durante este ensayo, se midieron las concentraciones de metano (principal componente del gas natural) en el ambiente, utilizando tanto el sensor del sistema como es sensor patrón. Las pruebas se repitieron varias veces para garantizar la consistencia de los datos. Entre las conclusiones más relevantes, se confirmó que la integración de la pantalla HMI con la placa Arduino es viables y efectiva en aplicaciones de seguridad. El prototipo desarrollado demostró ser una solución adecuada para mitigar riesgos por acumulación de gas natural en entornos residenciales. Además, las mediciones realizadas con el sistema validaron su precisión al identificar adecuadamente las concentraciones de gas en el ambiente (ppm), asegurando su fiabilidad en la detección de fugas.