Desarrollo de sensores de temperatura de tipo bulbo seco, humedad relativa y globo para la inspección del estrés térmico usando técnicas de fabricación de bajo costo

Abstract

El proyecto consta del desarrollo de un dispositivo para la medición de la temperatura de bulbo seco, humedad relativa y temperatura de globo mediante un diseño de bajo costo. Dicho dispositivo fue elaborado en forma de prototipo en el Laboratorio Delta de la Escuela de Electromecánica del Tecnológico de Costa Rica. Su construcción se basó en dos sensores digitales con carcasas distintas, el diseño de dichas carcasas permitió la medición de las variables antes mencionadas mediante el aprovechamiento de la emisividad de los colores y el estudio del funcionamiento de sensores certificados ya existentes en el mercado. Al rededor del país, personas trabajan bajo la radiación solar por largas jornadas, afectando su salud incluso de forma crónica, sin tener acceso a un equipo que mida las condiciones ambientales. Los equipos existentes en el mercado capaces de medir variables como la temperatura de globo, humedad relativa y temperatura de bulbo seco, son de un costo elevado, lo que vuelve su adquisición difícil para las empresas. Tener acceso a mediciones de estrés térmico, permite a las personas conocer las condiciones ambientales y, con esto, la elaboración de rutinas como lo son la aplicación de bloqueador solar constante o descansos adecuados a la exposición de radiación solar. Debido a lo anterior, el diseño elaborado en el proyecto, es una construcción de bajo costo y replicable, lo cual permita una fácil adquisición del dispositivo. El proyecto incluye una comparación del prototipo desarrollado en el laboratorio con un equipo de medición certificado y calibrado para validar su efectividad. Este esfuerzo busca proporcionar una herramienta accesible y eficaz para mejorar la seguridad y la salud en el lugar de trabajo, especialmente para aquellos expuestos a condiciones de calor extremo durante períodos prolongados.

The project involves the development of a device for measuring dry bulb temperature, relative humidity, and globe temperature using a low-cost design. The device was developed as a prototype at the Delta Laboratory of the Electromechanical School of the Technological Institute of Costa Rica. Its construction is based on two digital sensors with different housings. The design of these housings allows for the measurement of the aforementioned variables by taking advantage of color emissivity and studying the operation of certified sensors already available on the market. Across the country, many people work under solar radiation for long hours, which affects their health, sometimes chronically, without access to equipment that measures environmental conditions. The equipment currently on the market that can measure variables such as globe temperature, relative humidity, and dry bulb temperature is expensive, making it difficult for companies to acquire. Access to thermal stress measurements allows individuals to understand environmental conditions and develop routines, such as regularly applying sunscreen or taking appropriate breaks from solar exposure. For this reason, the design developed in this project offers a low-cost, replicable construction that makes the device more accessible. The project includes a comparison between the prototype developed in the laboratory and certified, calibrated measurement equipment to validate its effectiveness. This effort aims to provide an accessible and effective tool to improve workplace safety and health, especially for those exposed to extreme heat for prolonged periods.