CONTENEDOR DE VACUNAS CON HIELO SECO

Definición del problema

El virus SARS-CoV-2 que causa la enfermedad COVID-19 ha tenido incontables consecuencias a nivel mundial. En menos de 12 meses después de que la pandemia inició, los científicos de algunos países juntaron esfuerzos para desarrollar vacunas que previnieran la expansión del contagio. Para el 19 de febrero de 2021, se han administrado más de 200 millones de dosis a nivel mundial y se espera vacunar a un alto porcentaje de la población para poder superar la pandemia. Actualmente hay más de 2 millones de casos totales confirmados para COVID-19 en Colombia y como parte de la estrategia de gobierno, se deben vacunar al menos 35 millones de personas en el 2021 (Noticias ONU, 2021).

Distribuir las vacunas hacia todas las zonas del país es un gran reto que debemos superar para garantizar la accesibilidad a las vacunas para toda la población, sin importar su condición geográfica. De esta manera, identificamos una necesidad en aquellos territorios alejados de ciudades principales donde estarán almacenadas las diferentes vacunas que ingresen al país. Además, queremos atacar la alta temperatura que se pueda presentar en ciertos municipios y que a primera vista parezca un factor que pueda impedir la llegada de estas. Así que nos proponemos el diseño de una solución que garantice el transporte de las vacunas de un laboratorio en específico, hacia regiones de difícil acceso y condiciones climáticas que superen los 30º C de temperatura. Nuestro objetivo principal es permitirle el derecho a la vacunación a esta población al garantizar su correcto transporte con las condiciones específicas que indique su fabricante.

• Se recomienda realizar el transporte del prototipo entre dos personas.
• Contar con un espacio ventilado de modo que se guarden las condiciones de seguridad para la manipulación del hielo seco.
• Utilizar guantes criogénicos para manipular los pellets de hilo seco.
• Revisar las dimensiones y la relación peso/volumen del hielo seco, si disminuye más allá del 50%, remplazar la placa para futuras pruebas.
• Para el funcionamiento del dispositivo se utilizarán 15 kg de hielo seco.

• 12 placas de poliuretano.
• 3 cajas de cartón corrugado (en la siguiente sección se desarrolla su manufactura).
• 1 sensor de temperatura DHT- 22.
• Node MCU E8266.
• Tener a disponibilidad un computador con el software de Arduino.
• 1 caja con aislante de poliuretano, donde se inserta el sensor de temperatura.

1. Guardar el hielo seco en el ultra congelador una vez sea recibido por el proveedor. Comprobar el peso inicial y registrarlo.
2. Se deben manufacturar 3 cajas de cartón corrugado, las cuales corresponden a la caja interna (C.I.), la caja intermedia (C.M.) y la caja externa (C.E.). Los planos de manufactura se encuentran en los anexos A, B y C, respectivamente.
3. Se deben manufacturar 12 láminas de poliuretano que se ubican entre la caja interna e intermedia (láminas de poliuretano internas) y la caja intermedia y externa (láminas de poliuretano externas). Estas deben dimensionarse como se exponen en los anexos D y E. En total, se tiene que contar con 6 láminas de poliuretano internas y 6 láminas de poliuretano externas. Estas láminas no deben presentar fisuras.
4. El siguiente plano explosionado de componentes presenta la forma en la que deben estar distribuidas las cajas y las capas de poliuretano. Estas están señaladas en color rojo y marrón para las cajas de cartón corrugado y verde y azul para las capas de poliuretano.

5. Se deben enumerar cada una de las caras de las cajas externa (C.E.) e intermedia (C.M.). La caja externa (C.E.) debe contar con los números 1,2,3,4,5 y 12 en cada una de las caras internas. La caja intermedia (C.M.) con los números 6,7,8,9,10 y 11 en cada cara interna. En los anexos F y G se presenta la forma en la que deben enumerarse. Las caras 11 y 12 corresponden a la cara por la cual se abren ambas cajas de cartón corrugado. Las caras 5 y 10 son las que se ubican en las caras opuestas a la apertura de la caja. Cada par de láminas debe ubicarse opuesto a su pareja. Las caras de mayor área se colocan en los laterales de la caja, mientras que las de menor área se encuentran en la parte superior e inferior de la caja.

1. Tomando la caja externa de cartón (C.E), situar las láminas de poliuretano marcadas con los números (1,2,3,4,5) en cada cara con su respectivo número. Hacer coincidir los números de las láminas con los de las caras de la caja de cartón. De modo que solo hay placas en la base y en los laterales.
2. Posicionar la caja intermedia de cartón (C.M.) para que las placas de las caras 1,2,3,4 y 5 queden entre las cajas C.E. y C.M.

3. Aliste la caja interna (C.I), a la cual se le posicionan las láminas de poliuretano con los números correspondientes de las caras (6,7,8,9,10), haciendo coincidir los números de las láminas con los de las caras de la caja de cartón.

4. Insertar los pellets de hielo seco en el compartimiento disponible para ello. Esto significa, entre las cajas de cartón media (C.M.) e interna (C.I.). Siga los siguientes pasos:

• Verter el hielo seco en la base de la caja de cartón media (C.M.) con un espesor de aproximadamente 3 cm por cada lado.
• Ahora, se puede situar la caja interna (C.I.) sobre este hielo seco.
• Proceder a llenar los espacios laterales restantes hasta que se agote el total de pellets o hasta que se alcance el máximo de volumen designado para hielo seco (marcado al interior de la caja (C.M.)).

5. Situar la caja de las vacunas (C.V.) dentro de la caja interna (C.I.) de manera que quede sobre las láminas de poliuretano (caras 6,7,8,9,10) que ya se habían correspondido.

6. Colocar el sensor de temperatura DHT-22 en contacto directo con las vacunas y pasar los cables por las ranuras que contiene la caja (C.P.) con el microcontrolador.

7. Aún no sitúe la caja del microcontrolador (C.P.), los cables serán lo suficientemente largos.

8. Situar la lámina de poliuretano superior (11) de modo que el compartimiento interno de poliuretano quede con sus seis caras.

9. Cerrar la caja interna (C.I.) y posteriormente la caja media (C.M.).

10. Situar la lámina de poliuretano superior (12) de modo que el compartimiento externo de poliuretano quede con sus seis caras.

11. Cerrar la caja externa (C.E.)

12. Ubicar la caja del microcontrolador (C.P.) por fuera del dispositivo de enfriamiento

A continuación se presenta el código a utilizar, este fue tomado de la siguiente página: https://parzibyte.me/blog/2020/02/22/leer-temperat...

#include "DHT.h"

/*

Nota importante: si usas el pin D8 (como lo recomiendo)

recuerda desconectar el lector del mismo cada vez que reinicies

o quieras subir el código, pues el mismo "interfiere" con el

monitor serial

#define PIN_CONEXION D8// A cuál pin está conectado el lector

#define TIPO_SENSOR DHT22 // Puede ser DHT11 también

DHT sensor(PIN_CONEXION, TIPO_SENSOR);

float humedad, temperaturaEnGradosCelsius = 0;

int ultimaVezLeido = 0;

long milisegundosDeEsperaParaLeer = 2000; // 2 segundos

void setup() {

Serial.begin(9600);

Serial.setTimeout(2000);

// Muy importante la siguiente línea, pues configura el pin del sensor como INPUT_PULLUP

sensor.begin();

while(!Serial) { }// Esperar que haya conexión serial

Serial.println("Iniciando el dispositivo");

Serial.println("Practica de IoT");

}

void loop() {

// Debemos leer cada 2 segundos

if(ultimaVezLeido > milisegundosDeEsperaParaLeer) {

humedad = sensor.readHumidity();

temperaturaEnGradosCelsius = sensor.readTemperature();

// En ocasiones puede devolver datos erróneos; por eso lo comprobamos

if (isnan(temperaturaEnGradosCelsius) || isnan(humedad)) {

Serial.println("Error leyendo valores");

ultimaVezLeido = 0;

return;

}

// En caso de que todo esté correcto, imprimimos los valores

Serial.print("Humedad: ");

Serial.print(humedad);

Serial.print(" %\t");

Serial.print("Temperatura: ");

Serial.print(temperaturaEnGradosCelsius);

Serial.println(" *C");

ultimaVezLeido = 0;

}

delay(100);

ultimaVezLeido += 100;

}

• Tener un computador con el software de Arduino y así poder realizar las mediciones correspondientes.
• Al abrir la aplicación es necesario verificar que el código no tenga errores, para lo cuál se utiliza el botón de la imagen.

• Seguido de lo anterior aparecerá el siguiente aviso en la consola cuando el código ya esté compilado, sin embargo, si no aparecen los mismos números no es un problema ya que depende de la máquina que se esté utilizando:

“El Sketch usa 270813 bytes (25%) del espacio de almacenamiento de programa. El máximo es 1044464 bytes. Las variables Globales usan 28316 bytes (34%) de la memoria dinámica, dejando 53604 bytes para las variables locales. El máximo es 81920 bytes.”

• Para compilar el código es necesario que el cable de color café no esté conectado.

• Ya con lo anterior, se procede a subir el código a la placa con el botón de la imagen.

• Después de compilado el código, conectar el cable del centro al microcontrolador. Luego, abrir el monitor serial para empezar la toma de datos los cuales ya pueden ser registrados.