Extensión de un sistema que hace uso de la espectrometría para obtener, procesar y monitorizar la calidad del agua

La monitorización de nuestros recursos naturales es una actividad de vital importancia para los humanos y el planeta. La vigilancia es llevada a cabo por diversas instituciones y organismos con la finalidad de garantizar los requisitos básicos para la vida humana en determinadas áreas geográficas y el medio ambiente en general. El agua es uno de los recursos vitales más importantes, por lo que necesita un proceso de observación especial para determinar la presencia de sustancias dañinas. Entre los posibles contaminantes de aguas fluviales se encuentran los hidrocarburos. Los sistemas actuales para realizar el seguimiento y control de la calidad del agua emplean diversas técnicas que incluyen diversos tipos de sensores. La espectrometría aplicada con la técnica y conocimiento científico apropiados, es una de estas técnicas, siendo capaz de identificar hidrocarburos presentes en la superficie del agua. En situaciones más críticas, existen soluciones conectadas a Internet y con capacidad de respuesta propia, lo cual los convierte en sistemas ciberfísicos: una composición de subsistemas software, de telecomunicaciones y de hardware que incluyen un número de sensores, cada uno de los cuales utilizado para medir o controlar uno o varias variables. En este contexto, el sistema planteado en este Proyecto Final de Grado consiste en desarrollar una aplicación capaz de interactuar con un espectrómetro para obtener, procesar y crear visualizaciones para la identificación de los hidrocarburos. En particular, la visualización consiste en generar varios gráficos que permitan aplicar una serie de filtros necesarios para el análisis del tipo de hidrocarburo. El sistema a desarrollar está compuesto por diversos elementos, entre los que se incluyen una aplicación gráfica que tiene implementada una interfaz con el espectrómetro, un componente que procesa los datos obtenidos con el mismo y un componente de visualización que mediante la aplicación de diferentes filtros hace disponible los datos de forma gráfica. La plataforma objetivo para el sistema a desarrollar es Linux ARM, concretamente una Raspberry Pi 3B con una pantalla táctil acoplada. El proyecto tiene su origen en el objetivo de mejorar los sistemas operacionales actuales para la monitorización de la calidad del agua fluvial, mediante la implementación de un innovador método basado en la espectrometría y que aprovecha las cualidades fluorescentes de los hidrocarburos cuando son expuestos a una frecuencia de luz ultravioleta. Abstract: The monitoring of natural resources is a vital issue for humans and the planet, watched by different entities in order to guarantee the basic living requirements for populations in any geographical area as well as the environment itself. The water quality is one of the most important resources, thus needing a specific monitoring process to determine the existence of harmful substances. Pollutants for inland water comprise different classes of hydrocarbons. Current systems for monitoring the water quality include a variety of sensors. Spectrometry applied with the right technical and scientific knowledge, is able to identify pollutants such as hydrocarbons. For situations where criticality is present, there are connected solutions which can autonomously respond to certain scenarios, we would be talking about cyberphysical systems: an arrangement of software, telecommunication and hardware subsystems making use of sensors to measure one or more variables. In this context, the system devised for this Final Project consists on developing an application which interacts with an spectrometer to acquire, process, and create useful visualizations by applying a set of filters. This system is made up of several components, among those included are a graphical application which has to interact with the spectrometer, and in turn, process the data provided by the former, applying different filters and making the data available by creating useful visualizations. The target platform of the developed system is Linux ARM, specifically a Raspberry Pi 3B with a touchscreen attached. The project originates with the aim of improving current operational systems for monitoring water quality for inland water masses, by the implementation of an innovative method based on spectrometry and the fluorescent qualities of hydrocarbons when exposed to ultraviolet light.