\chapter{Pruebas y resultados} % Chapter title
\label{ch:PruebasyResultados} 

%resumen del capítulo
En este capítulo se presentan las pruebas realizadas con el sistema de adquisición de datos, con la finalidad de verificar el correcto funcionamiento del mismo, así como la validación de las mediciones obtenidas por éste.
También se muestran los resultados de estas pruebas
tanto de forma gráfica, como una tabla comparativa entre las diferentes repeticiones de cada tipo de prueba.

	
\section{Pruebas}
%idea
Para verificar el correcto funcionamiento del sistema de adquisición de datos desarrollado y la consistencia de las mediciones tomadas por éste,
se realizan dos pruebas distintas, 
las cuales se repiten cinco veces para hacer una comparación entre los resultados obtenidos en cada prueba.
En estas pruebas 
se miden las concentraciones de los gases
oxígeno, monóxido y bióxido de carbono,
así como 
la temperatura, humedad relativa y presión,
dentro de la atmósfera aislada descrita en la \autoref{sec:atm}

Estas pruebas son:
la medición de los gases de exhalación de una persona y
la adquisición de datos del proceso de combustión de una vela,
las cuales fueron propuestas por su repetibilidad, sencillez,
y por ser fenómenos bien conocidos, respecto a posibles concentraciones esperadas.
Éstas se detallarán a continuación.

\subsection{Medición de los gases de exhalación de una persona}
%descripción
En esta prueba se realiza la medición de los gases exhalados por una persona al respirar profundamente, los cuales son almacenados primero en un globo, hasta reunir una cantidad considerable, para después introducirlos dentro de una atmósfera aislada, donde se realizan las mediciones por sensores instalados en ésta.
En la \autoref{fig:globe2atm} se puede observar una ilustración de esta prueba.

\begin{figure}[!h]
	\centering
	\includegraphics[height=8cm]{figures/globe2atm}
	\caption{Globo conectado a la válvula de control de la atmósfera.}
	\label{fig:globe2atm}
\end{figure}

%procedimiento
El procedimiento de la realización de esta prueba es el siguiente.
Primero se hace inhalar profundamente a una persona
%exhalación en globo
para después depositar sus gases de exhalación en un globo grande.
Este paso se repite
hasta que el globo consigue un volumen notablemente mayor al del recipiente de la atmósfera aislada, como se muestra en la \autoref{fig:globe&atm},
para desplazar la mayoría del gas existente en el interior de ésta.
%conectar globo a válvula
Después, se prepara el inicio de las mediciones conectando el globo a la válvula de control de la atmósfera.
%inicio de adquisición
Una vez conectado el globo, se inicia la adquisición de datos desde la terminal del sistema y
%apertura de la válvula
se abre la válvula de control para introducir los gases a la atmósfera aislada.
%cerrar válvula
La válvula de control se cierra una vez que el globo quede sin presión.
%estabilización de mediciones
Luego de introducir los gases a la atmósfera, se espera hasta que las mediciones se estabilicen
%abrir recipiente
para después abrir y ventilar el recipiente retirando su tapa superior.
%estabilización de mediciones
La adquisición de datos es detenida una vez que los gases se estabilizan de nuevo.

\begin{figure}[!h]
	\centering
	\includegraphics[height=5cm]{figures/globe&atm}
	\caption{Globo inflado a lado de la atmósfera aislada}
	\label{fig:globe&atm}
\end{figure}

Los gases existentes en el interior de la atmósfera anteriores a la inserción de los gases de exhalación, son expulsados por la tapa superior del recipiente que, al sólo estar sobrepuesta, funciona como una válvula de escape.

\subsection{Adquisición de datos del proceso de combustión}
%descripción
En esta prueba se adquieren las mediciones, ya mencionadas, durante la combustión de una vela dentro de la atmósfera asilada, como se muestra en la \autoref{fig:vela}, hasta que la falta de oxigeno extingue la llama de ésta.

\begin{figure}[!h]
	\centering
	\includegraphics[height=8cm]{figures/vela}
	\caption{Vela haciendo combustión dentro de la atmósfera aislada.}
	\label{fig:vela}
\end{figure}

%procedimiento
%colocar vela
%iniciar adquisición
%encender
%llama estable
%cerrar tapa
%llama extinta
%mediciones estables
%ventilar
%detener adquisición
Para realizar esta prueba se sigue el siguiente procedimiento.
Primero, se coloca la vela apagada dentro del recipiente de la atmósfera aislada, dejando éste destapado.
Una vez que la vela está colocada, se inicia la adquisición de datos y en seguida se enciende la vela.
Después de ésto, se espera a que la llama se estabilice para posteriormente colocar la tapa superior del recipiente de la atmósfera aislada.
En seguida, la llama de la vela se irá atenuando a medida que la concentración de oxígeno se reduce, hasta que ésta termina por extinguirse, lo que liberará una pequeña cantidad de humo en el interior de la atmósfera aislada.
Posteriormente, se espera a las mediciones se estabilicen para después destapar la atmósfera y así mismo ventilarla.
Finalmente, cuando las mediciones se estabilizan en los nuevos valores, la adquisición de datos termina.

\section{Resultados de las mediciones de los gases de exhalación}
En esta sección se presentan los resultados de las pruebas de medición de los gases de exhalación explicada anteriormente.
Estos resultados se presentan tanto de forma gráfica, mostrando el comportamiento común de cada una de las variables en esta prueba,
como con una tabla comparativa de los valores mínimos y máximos obtenidos de las variables medidas en cada repetición.
También se presentan las mayores variaciones con respecto a la media que hubo de estos valores mínimos y máximos.

\subsection{Comportamiento de las variables medidas}
A continuación se presenta una serie de gráficas de las mediciones obtenidas durante esta prueba y una breve explicación del comportamiento de éstas, mostrando las mediciones de 
$CO_2$, en la \autoref{plot:R1-CO2};
 $O_2$, en la \autoref{plot:R1-O2};
 humedad relativa, en la \autoref{plot:R1-HR};
 temperatura, en la \autoref{plot:R1-T};
 presion, en la \autoref{plot:R1-P};
 y finalmente $CO$, en la \autoref{plot:R1-CO}.
Estas gráficas corresponden a la primera prueba de medición de gases de exhalación realizada, nombrada como ``prueba no. 1''.

**comentario para el revisor: a continuación se utilizarán saltos de página provisionales sólo para facilitar la lectura y redacción**
\pagebreak

\begin{figure}[h]
	\begin{center}
		\input{gnuplot/output/R1-CO2}
		\caption{Gráfica de las mediciones de $CO_2$ dentro de la atmósfera durante la ``prueba no. 1'' de medición de gases de exhalación.}
		\label{plot:R1-CO2}
	\end{center}	
\end{figure}

En la \autoref{plot:R1-CO2} se muestra la gráfica de las mediciones de la concentración de $CO_2$ a través del tiempo, utilizando mediciones con y sin filtrado.
En esta gráfica, se puede observar como las mediciones de $CO_2$ pasan de estar en un nivel bajo, casi estático, a un nivel alto en alrededor de 30 segundos debido a la entrada de los gases de exhalación a la atmósfera aislada.
El nivel de concentración de $CO_2$ en las mediciones se mantienen en aproximadamente 40 mil ppm (4\% de concentración) durante más de 200 segundos, hasta que la tapa superior de la atmósfera es retirada.
En ese momento las mediciones de concentración comienzan a caer de forma exponencial hasta alcanzar un nivel cercano al inicial en aproximadamente 70 segundos.
Como puede notarse, las mediciones con filtrado son más uniformes y estáticas que las mediciones sin filtrado, pero también tienen una respuesta más lenta, la cuál se puede observar cuando la concentración de $CO_2$ incrementa, y cae.
\pagebreak

\begin{figure}[h]
	\begin{center}
		\input{gnuplot/output/R1-O2}
		\caption{Gráfica de las mediciones de $O_2$ dentro de la atmósfera durante la ``prueba no. 1'' de medición de gases de exhalación.}
		\label{plot:R1-O2}
	\end{center}	
\end{figure}
En la \autoref{plot:R1-O2} se muestra la gráfica de la concentración de oxígeno ($O_2$) en partes por millón (ppm), durante la prueba de medición de gases de exhalación.
En esta gráfica se observa como las mediciones de $O_2$ comienzan en un nivel superior a 200 mil ppm (20\%), y luego comienzan a decender abruptamente cuando se inicia a introducir los gases de exhalación, cerca del segundo 25, hasta que se estabilizan en al rededor de 170 mil ppm (17\%), aproximadamente en el segundo 100.
A partir de ese momento, las mediciones se mantienen casi constantes, hasta que la atmósfera se comienza a ventilar cerca del segundo 280,
es entonces cuando el nivel de concentración de oxígeno comienza a elevarse, recuperándose a un nivel cercano al inicial al final de la prueba (segundo 350).
\pagebreak

\begin{figure}[h]
	\begin{center}
		\input{gnuplot/output/R1-HR}
		\caption{Gráfica de las mediciones de humedad relativa dentro de la atmósfera durante la ``prueba no. 1'' de medición de gases de exhalación.}
		\label{plot:R1-HR}
	\end{center}
\end{figure}

En la \autoref{plot:R1-HR} se muestra la gráfica de las mediciones de la humedad relativa (HR) de esta prueba y su comportamiento.
En la gráfica se observa como las mediciones de HR parten de un nivel de aproximadamente 42\% y comienzan a elevarse cuando se introducen los gases de exhalación, hasta llegar a su punto máximo en el segundo 50 aproximadamente.
Después de esto, las mediciones comienzan a decender, cada vez más lentamente, hasta que la atmósfera es destapada y ventilada.
En ese momento las mediciones caen abruptamente hasta un nivel cercano al inicial, quedando un remanente de humedad en la atmósfera.\pagebreak

\begin{figure}[h]
	\begin{center}
		\input{gnuplot/output/R1-T}
		\caption{Gráfica de las mediciones de temperatura dentro de la atmósfera durante la ``prueba no. 1'' de medición de gases de exhalación.}
		\label{plot:R1-T}
	\end{center}
\end{figure}
En la \autoref{plot:R1-T} se muestran las mediciones de temperatura realizadas en esta prueba por los sensores \textit{LOX-02}, de oxígeno, y \textit{CO-AF}, de monóxido de carbono.
En la gráfica se puede observar que la temperatura tiene un valor inicial y esta aumenta levemente al introducir los gases de exhalación.
Esta temperatura va disminuyendo lentamente con el paso del tiempo,
habiendo un decremento levemente mayor al retirar la tapa superior de la atmósfera, 
hasta llegar a una temperatura cercana a la inicial al final de la prueba (segundo 350).
En esta gráfica también puede notarse que el sensor \textit{CO-AF} tiene una respuesta más rápida y una mejor estabilidad que el sensor \textit{LOX-02},
además de que las mediciones obtenidas por el sensor \textit{CO-AF} están aproximadamente \SI{0.5}{\degreeCelsius} arriba de las del sensor \textit{LOX-02}.
\pagebreak

\begin{figure}[h]
	\begin{center}
		\input{gnuplot/output/R1-P}
		\caption{Gráfica de las mediciones de presión atmosférica dentro de la atmósfera durante la ``prueba no. 1'' de medición de gases de exhalación.}
		\label{plot:R1-P}
	\end{center}
\end{figure}

En la \ref{plot:R1-P} se muestra la gráfica de las mediciones de presión en esta prueba y su comportamiento.
En esta gráfica se puede observa que la presión tiene un leve incremento sólo en el momento de introducir los gases de exhalación, aproximadamente desde el segundo 20 hasta el 45.
También puede notarse que la estabilidad de las mediciones presión del sensor \textit{CO-AF} es mayor que la del sensor LOX-02.

\begin{figure}[h]
	\begin{center}
		\input{gnuplot/output/R1-CO}
		\caption{Gráfica de las mediciones de $CO$ dentro de la atmósfera durante la ``prueba no. 1'' de medición de gases de exhalación.}
		\label{plot:R1-CO}
	\end{center}	
\end{figure}
El comportamiento del $CO$ en la prueba de medición de gases de exhalación se muestra en la gráfica de la \autoref{plot:R1-CO}. En esta gráfica se muestran las concentraciones tanto con filtrado como sin filtrado.
Como puede observarse, las mediciones de $CO$ se mantienen al mínimo, llegando hasta 1 ppm con filtrado y 2 ppm (0.0002\%) sin filtrado, ya que la exhalación de una persona no presenta concentraciones de $CO$ considerables.
También puede notarse que las mediciones sin filtrado llegan a tener una mayor variación comparado con las mediciones que sí lo tienen.

El comportamiento de las variables medidas en la prueba de mediciones de gases de exhalación
se mantuvo similar en las repeticiones de esta prueba.
Sus gráficas pueden ser observadas en la \autoref{app:graficas-pruebas} de esta tesis.
\pagebreak

\subsection{Comparación de los resultados obtenidos de las pruebas de medición de gases de exhalación}
En esta sección se presenta una comparación de los resultados obtenidos de las pruebas de medición de gases de exhalación, para analizar la consistencia del sistema este tipo de prueba.
Por practicidad, está comparación está hecha con los valores mínimos y máximos de las variables medidas, obtenidos en todas las repeticiones de esta prueba.
Las gráficas, donde se puede observar el comportamiento de las variables en las demás repeticiones de esta prueba, así como sus valores mínimos y máximos, pueden ser revisados en el \autoref{app:graficas-pruebas} de esta tesis.
%La comparación hecha entre las repeticiones de esta prueba se hace tomando en cuenta los valores mínimos y máximos las variables medidas en cada una de estas.
%Los valores obtenidos de las variables de cada una de las pruebas pueden ser revisados en el \autoref{anexo} de esta tesis.

En la \autoref{tab:exhTT} se puede observar una comparación de los valores mínimos y máximos de las variables medidas en las cinco repeticiones de la prueba en las columnas centrales.
En la primera columna se encuentran las variables medidas, 
indicando la fila para el valor mínimo y máximo de cada una de las pruebas.
En la última columna se encuentra la media de los cinco valores mínimos y máximos obtenidos en cada prueba.

Los valores de las variables $CO$ y $CO_2$ son tomados de las mediciones con filtrado, por su estabilidad ya vista en las gráficas del comportamiento de estos gases.
De la misma forma, en las variables de presión y temperatura se utilizan las mediciones realizadas por el sensor de monóxido de carbono \textit{CO-AF}.

\begin{table}[!h]
	\renewcommand{\arraystretch}{1.4} %size rows
	\caption{Tabla comparativa de valores mínimos y máximos de las variables medidas en varias pruebas de medición de los gases de exhalación.} 
	\centering	
	\label{tab:exhTT}
	\resizebox{15.5cm}{!} {
	\begin{tabular}{ c  l  *{6}{r}}
		%\hline
		% &  &  \multicolumn{5}{ c }{\textbf{Pruebas de exhalación}} &   \\ %\cline{3-8}
		
		 % &  & \multicolumn{5}{ c }{Pruebas de exhalación} & \\
		Variables medidas
		 &  & \multicolumn{1}{ c }{No. 1} & \multicolumn{1}{ c }{No. 2} & \multicolumn{1}{c}{No. 3} & \multicolumn{1}{ c }{No. 4} & \multicolumn{1}{c}{No. 5} & \multicolumn{1}{c}{Media} \\
		\hline
		
		Concentración & Mín. & 
		0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0.0 \\
		de  {\boldmath\bfseries $CO$} (ppm) & Máx. & 
		1 & 1 & 1 & 1 & 1 & 1.0 \\
		\hline
		
		Concentración & Mín. & 
		2,140 & 2,160 & 2,180 & 2,320 & 2,260 & 2,212 \\
		de  {\boldmath\bfseries $CO_2$} (ppm) & 	Máx. & 
		38,470 & 33,070 & 34,790 & 36,990 & 37,240 & 36,112\\
		\hline
		
		Concentración & Mín. & 
		170,000 & 174,500 & 172,900 & 171,400 & 170,400 & 171,840 \\
		de  {\boldmath\bfseries $O_2$} (ppm) & 	Máx. & 
		203,800 & 203,600 & 203,300 & 203,900 & 203,200 & 203,560\\
		\hline
		
		\textbf{Humedad} & Mín. & 
		41.9 & 40.9 & 41.9 & 37.8 & 39.2 & 40.34 \\
		\textbf{relativa} (\%) & Máx. & 
		87.0 & 87.0 & 86.3 & 82.5 & 83.0 & 85.16\\
		\hline
		
		\multirow{2}{*}{\textbf{Temperatura} (°C)}
		 & Mín. & 
		23.5 & 23.7 & 23.9 & 25.1 & 24.5 & 24.14 \\
		 & Máx. & 24.0 & 24.1 & 24.3 & 26.4 & 25.6 & 24.88\\
		\hline
		
		\multirow{2}{*}{\textbf{Presión} (mBar)}
		 & Mín. & 
		812 & 811 & 811 & 811 & 811 & 811.2\\
		 & Máx. & 
		816 & 816 & 817 & 816 & 816 & 816.2 \\
		\hline
		%\label{table:1}
	\end{tabular}	
	}
\end{table}

Como puede observarse en la tabla comparativa de las pruebas de medición de los gases de exhalación, los valores mínimos y máximos obtenidos de las mediciones tuvieron cierta consistencia.
En los valores mínimos y máximos de la concentración de $CO$ no hubo variación alguna.

Las mayores variaciones con respecto a la media de las demás variables se muestran en la \autoref{tab:exhVAR}, con la variación relativa a la media y el número de las pruebas en las cuales hubieron estas variaciones.
En la primera columna de esta tabla se muestran las variables, las cuales tienen una fila para las variaciones de los valores mínimos y otra para las de los máximos.
En seguida se muestran estas variaciones, indicando la mayor variación inferior (desde), el número de prueba con esa variación, y la mayor variación superior (hasta), e igualmente el número de prueba.

\begin{table}[!h]
	\renewcommand{\arraystretch}{1.4} %size rows
	\caption{Tabla de variaciones con respecto a la media de los valores mínimos y máximos obtenidos de las pruebas de medición de los gases de exhalación.} 
	\centering	
	\label{tab:exhVAR}
	\resizebox{15.5cm}{!} {
	\begin{tabular}{ c  l  *{1}{r} c  *{1}{r} c}
		 &  & \multicolumn{4}{ c }{Variaciones}\\
		 Variables medidas & 
		 &  \multicolumn{1}{ c }{Desde} & En la prueba & \multicolumn{1}{ c }{Hasta} & En la prueba \\
		\hline
		
		Concentración & Mín. & 
		-72 (-3.25\%) & No. 1 & 108 (4.88\%) & No. 4\\
		de  {\boldmath\bfseries $CO_2$} (ppm) & Máx. & 
		-3,042 (-8.42\%) & No. 2 & 2,358 (6.53\%) & No. 1 \\
		\hline
		
		Concentración & Mín. & 
		-1,840 (-1.07\%) & No. 1 & 2,660 (1.55\%) & No. 2\\
		de  {\boldmath\bfseries $O_2$} (ppm) & Máx. & 
		-360 (-0.18\%) & No. 5 & 340 (0.17\%) & No. 4 \\
		\hline
		
		\textbf{Humedad} & Mín. & 
		-2.5 (-6.30\%) & No. 4 & 1.6 (3.87\%) & No. 1 y 3\\
		\textbf{relativa} (\%) & Máx. & 
		-2.7 (-3.12\%) & No. 4 & 1.8 (2.16\%) & No. 1 y 2 \\
		\hline
		
		\multirow{2}{*}{\textbf{Temperatura} (°C)}
		 & Mín. &  	
		-0.6 (-2.65\%) & No. 1 & 1.0 (3.98\%) & No. 4\\
		 & Máx. & 
		-0.9 (-3.54\%) & No. 1 & 1.5 (6.11\%) & No. 4 \\
		\hline
					
		\multirow{2}{*}{\textbf{Presión} (mBar)}
		 & Mín. & 
		-0.2 (-0.02\%) & No. 4 & 0.8 (0.10\%) & No. 1\\
		 & Máx. & 
		-0.2 (-0.02\%) & No. 1, 2, 4 y 5 & 0.8 (0.10\%) & No. 3 \\
		\hline
		%\label{table:1}
	\end{tabular}	
	}
\end{table}

Cómo puede observarse en la \autoref{tab:exhVAR}, las mayores variaciones se encuentran en los valores máximos de la concentración de $CO_2$, con diferencias desde -3,042 ppm hasta 2,358 ppm con respecto a la media de valores máximos obtenidos, representando un 8.42\% y 6.53\% de esta respectivamente.
Las demás variaciones se encuentran por debajo del 6.5\% de la media de los valores obtenidos correspondientes, habiendo variaciones muy bajas como en los valores de la presión.

%Las mayores diferencias con respecto a la media de los valores mínimos obtenidos de la concentración de $CO_2$ fueron de -72 ppm (-3.25\%) en la prueba no. 1 y 108 ppm (4.88\%) en la prueba no. 4.
%Por su parte, las variaciones de los valores máximos fueron de -3,042.0 ppm (-8.42\%) en la prueba no.2 y 2,358.0 ppm (3.12\%) en la prueba no. 5.
\pagebreak

\section{Resultados de las pruebas de combustión}
En esta sección se presentarán los resultados de las pruebas de combustión, mostrando el comportamiento de las variables medidas durante la prueba con gráficas, y haciendo una comparativa de los valores mínimos y máximos de cada variable obtenidos en cada repetición de la prueba.
También se presentan las mayores variaciones que hubo entre estos valores.

\subsection{Comportamiento de las variables medidas en la prueba de combustión}
A continuación se presenta una serie de gráficas de las mediciones obtenidas durante esta prueba y una breve explicación del comportamiento de éstas, mostrando las mediciones de 
$CO_2$, en la \autoref{plot:C1-CO2};
$O_2$, en la \autoref{plot:C1-O2};
humedad relativa, en la \autoref{plot:C1-HR};
temperatura, en la \autoref{plot:C1-T};
presion, en la \autoref{plot:C1-P};
y finalmente $CO$, en la \autoref{plot:C1-CO}.
Estas gráficas corresponden a la primera prueba de medición de gases de combustión, nombrada como ``prueba no. 1''.

El comportamiento de las variables medidas en la prueba de la adquisición de datos del proceso de combustión se observa en las gráficas presentadas a continuación.
Estas gráficas corresponden a la primera repetición de esta prueba, llamada ``prueba no. 1''.
\pagebreak

\begin{figure}[h]
	\begin{center}
		\input{gnuplot/output/C1-CO2}
		\caption{Gráfica de las mediciones de $CO_2$ dentro de la atmósfera durante la ``prueba no. 1'' de adquisición del proceso de combustión.}
		\label{plot:C1-CO2}
	\end{center}	
\end{figure}
En la \autoref{plot:C1-CO2} se muestra la gráfica de las mediciones con y sin filtrado de $CO_2$ obtenidas en esta prueba.
En esta gráfica se observa como las mediciones comienzan en un nivel casi estático en un valor de 2,500 ppm (0.25\% de concentración), y
después tienen una leve variación cuando se enciende la vela aproximadamente en el segundo 35.
El valor de las mediciones comienza a incrementarse notablemente cuando la tapa superior de la atmósfera aislada es colocada, una vez que la flama de la vela se estabiliza antes de llegar el segundo 50.
Este incremento se mantiene casi constante durante la combustión, hasta que la llama se extingue aproximadamente en el segundo 250, llegando a un valor de aproximadamente 32,500 ppm (3.25\% de concentración).
Posteriormente, las mediciones de $CO_2$ tienen un leve decremento,
y después del segundo 300 al destapar la atmósfera, hay un descenso abrupto, hasta que las mediciones se estabilizan en un valor cercano al inicial cuando la prueba finaliza (segundo 400).
También puede notarse en está gráfica que las mediciones sin filtrado tienen una mayor variación y velocidad de respuesta que las mediciones con filtrado.
\pagebreak

\begin{figure}[h]
	\begin{center}
		\input{gnuplot/output/C1-CO}
		\caption{Gráfica de las mediciones de $CO$ dentro de la atmósfera durante la ``prueba no. 1'' de adquisición del proceso de combustión.}
		\label{plot:C1-CO}
	\end{center}	
\end{figure}
En la \autoref{plot:C1-CO} se muestra la gráfica de las mediciones, con y sin filtrado, de $CO$ obtenidas en esta prueba y su comportamiento.
En esta gráfica se observa como el valor de las mediciones de la concentración de $CO$ parten de casi cero, y comienzan a incrementar constantemente después de encenderse la vela y colocarse la tapa superior de la atmósfera aislada aproximadamente en el segundo 50.
Después, las mediciones de $CO$ aumentan aún más cuando la llama de la vela se extingue cerca del segundo 250, llegando casi 70 ppm (0.007\% de concentración).
Las mediciones permanecen en este nivel, hasta que después del segundo 300 la atmósfera es destapada y ventilada. 
Entonces, el valor de las mediciones desciende drásticamente hasta llegar a cero ppm.
Como se puede notarse en esta gráfica, las mediciones con filtrado son más estables, mientras que las mediciones sin filtrado tienen una respuesta más rápida.
\pagebreak

\begin{figure}[h]
	\begin{center}
		\input{gnuplot/output/C1-O2}
		\caption{Gráfica de las mediciones de $O_2$ dentro de la atmósfera durante la ``prueba no. 1'' de adquisición del proceso de combustión.}
		\label{plot:C1-O2}
	\end{center}	
\end{figure}
En la \autoref{plot:C1-O2} se muestra la gráfica de las mediciones de la concentración de oxígeno en partes por millon (ppm) tomadas en esta prueba.
En esta gráfica se observa como las mediciones de oxígeno tienen en un nivel superior a las 200 mil ppm (20\% de concentración) al iniciar la prueba.
Estas mediciones comienzan a decender cuando la vela es encendida.
Tiempo después de que la llama se estabiliza y la atmósfera es cerrada, al pasar el segundo 50, puede observarse que el decremento de oxígeno se acelera y sigue más o menos constante, hasta que desacelera cuando la llama de la vela se extingue pasando el segundo 250.
La concentración de oxígeno disminuye a un mínimo de poco más de 160,000 ppm (16\% de concentración), y
después, pasando el segundo 300, al destapar la atmósfera aislada, los valores de las mediciones de oxígeno se elevan abruptamente, hasta estabilizarse casi en el nivel inicial al final de la prueba (segundo 400).
\pagebreak

\begin{figure}[h]
	\begin{center}
		\input{gnuplot/output/C1-HR}
		\caption{Gráfica de las mediciones de humedad relativa dentro de la atmósfera durante la ``prueba no. 1'' de adquisición del proceso de combustión.}
		\label{plot:C1-HR}
	\end{center}
\end{figure}
En la \autoref{plot:C1-HR} se muestra la gráfica de la humedad relativa (en porcentaje) dentro de la atmósfera aislada durante la prueba de combustión.
En esta gráfica se observa como la humedad comienza en un valor por debajo de 40\%.
Este nivel aumenta levemente al introducirse la vela encendida (aproximadamente en el segundo 25), y después, una vez tapada la atmósfera (cerca del segundo 50), comienza a incrementar de forma casi constante.
Este incremento comienza a desacelerar a medida que la llama de la vela se va reduciendo, hasta que finalmente se extingue y se estabiliza en el valor por debajo del 80\% (cerca del segundo 300).
Después de esto, el valor de las mediciones de humedad cae rápidamente cuando atmósfera es destapada y ventilada, hasta llegar a un nivel inferior al inicial al final de la prueba.
\pagebreak

\begin{figure}[h]
	\begin{center}
		\input{gnuplot/output/C1-T}
		\caption{Gráfica de las mediciones de temperatura dentro de la atmósfera durante la ``prueba no. 1'' de adquisición del proceso de combustión.}
		\label{plot:C1-T}
	\end{center}
\end{figure}
En la \autoref{plot:C1-T} se muestra la gráfica de las temperaturas medidas por los sensores \textit{LOX-02}, de oxígeno, y \textit{CO-AF}, de monóxido de carbono.
En esta gráfica se puede observar que las mediciones de temperatura tiene un valor inicial de casi \SI{25}{\degreeCelsius} en el sensor \textit{LOX-02} y por debajo de \SI{26}{\degreeCelsius} en el \textit{CO-AF}.
Después, ambas mediciones disminuyen levemente en el momento en el que se enciende la vela (aproximadamente en el segundo 25) y,
una vez encendida, los valores de las mediciones del sensor \textit{CO-AF} comienzan a aumentar lentamente hasta estabilizarse cerca de \SI{26}{\degreeCelsius} antes del segundo 50.
Después de esto, cuando la llama de la vela se estabiliza y a atmósfera se cierra, las mediciones del sensor \textit{CO-AF} comienzan a  incrementar notoriamente, mientras que las del \textit{LOX-02} lo hacen más lentamente.
El aumento de la temperatura medida por el sensor \textit{CO-AF} comienza a desacelerar a medida que la llama de la vela se va extinguiendo hasta estabilizarse en casi \SI{29}{\degreeCelsius} al apagarse completamente la vela (segundo 250 aproximadamente).
Luego de esto, los valores de las mediciones comienzan a caer al destaparse y ventilarse la atmósfera.
Por su parte, las mediciones del sensor \textit{LOX-02} llegan a valores un poco mayores a \SI{26}{\degreeCelsius} y estos comienzan a decender tiempo después de que la atmósfera es abierta.
\pagebreak

\begin{figure}[h]
	\begin{center}
		\input{gnuplot/output/C1-P}
		\caption{Gráfica de las mediciones de presión atmosférica dentro de la atmósfera durante la ``prueba no. 1'' de adquisición del proceso de combustión.}
		\label{plot:C1-P}
	\end{center}
\end{figure}
En la \autoref{plot:C1-P} se muestran las mediciones de presión tomadas por los sensores \textit{CO-AF} y \textit{LOX-02} durante la prueba de combustión.
Cómo se puede observar en esta gráfica la presión no varía considerablemente durante el proceso de combustión y las mediciones del sensor\textit{CO-AF} se mantienen estables en poco más de 810 mBar y las del \textit{LOX-02} al rededor de un valor inferior a 815 mBar.
En esta gráfica también se  puede observar que la estabilidad del sensor \textit{CO-AF} es mayor que la del sensor \textit{LOX-02}.

El comportamiento de estas variables en las repeticiones de esta prueba se mantienen similares.
Las gráficas de las demás pruebas son presentadas en la \autoref{app:graficas-pruebas} de esta tesis.
\pagebreak

\subsection{Comparación de los resultados obtenidos las prueba de adquisición de datos de la combustión}
Los resultados de las repeticiones de la prueba de adquisición de datos de la combustión son comparados de la misma forma, observando los valores mínimos y máximos obtenidos, para analizar la fiabilidad del sistema de adquisición de datos desarrollado.
Las gráficas de las variables medidas a través de las repeticiones de esta prueba, las cuales muestran sus comportamientos y valores mínimos y máximos, pueden ser revisadas en la \autoref{app:graficas-pruebas} de este trabajo.

A continuación se presenta en la \autoref{tab:comTT} la comparativa de las cinco pruebas de la adquisición en el proceso de combustión.
En esta tabla se muestran las variables medidas en primera columna, seguidas de los indicadores de valores mínimos y máximos obtenidos en cada repetición de la prueba.
Estos valores se muestran en las siguientes columnas, indicando su número de prueba, y
finalmente, en la última columna se muestra la media calculada de los valores mínimos y máximos de las cinco repeticiones.

Para comparar los valores de las concentraciones de gases $CO$ y $CO_2$ se emplean las mediciones con filtro, ya que estas fueron más estables, y para la temperatura y presión se utilizan las mediciones obtenidas por el sensor \textit{CO-AF}, por su mayor estabilidad y velocidad de respuesta en en la temperatura, con respecto al sensor \textit{LOX-02}.

\begin{table}[!h]
	\renewcommand{\arraystretch}{1.4} %size rows
	\centering
	\caption{Tabla comparativa de valores mínimos y máximos de las variables medidas en varias repeticiones de la prueba de adquisición en el proceso de combustión.} 
	\label{tab:comTT}
	\resizebox{15.5cm}{!} {
	\begin{tabular}{ c  l  *{6}{r} }
		%\hline
		% &  &  \multicolumn{5}{ c }{\textbf{Pruebas del proceso de combustión}} &   \\ %\cline{3-8}
		
		%\multicolumn{2}{r}{Valores de mediciones} 
	%	\hline
		 &  & \multicolumn{5}{ c }{Pruebas de combustión} & \\
		Variables medidas &  &  \multicolumn{1}{ c }{No. 1} & \multicolumn{1}{ c }{No. 2} & \multicolumn{1}{c}{No. 3} & \multicolumn{1}{ c }{No. 4} & \multicolumn{1}{c}{No. 5} & \multicolumn{1}{c}{Media} \\
		\hline%\hline
		
		Concentración & Mín. & 
		0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0.0 \\
		de  {\boldmath\bfseries $CO$} (ppm) & Máx. & 
		51 & 71 & 64 & 72 & 63 & 64.2 \\
		\hline
		
		Concentración & Mín. & 
		2,420 & 2,230 & 2,300 & 2,340 & 2,360 & 2,330 \\
		de  {\boldmath\bfseries $CO_2$} (ppm) & 	Máx. & 
		30,160 & 32,150 & 31,660 & 27,930 & 28,250 & 24,588 \\
		\hline
		
		Concentración & Mín. & 
		167,300 & 162,400 & 163,300 & 168,100 & 167,800 & 165,780\\
		de  {\boldmath\bfseries $O_2$} (ppm) & 	Máx. & 
		203,100 & 204,400 & 203,900 & 203,900 & 203,800 & 203,820 \\
		\hline
		
		\textbf{Humedad} & Mín. & 
		37.5 & 34.2 & 35.2 & 36.3 & 36.0 & 35.84 \\
		\textbf{relativa} (\%) & Máx. & 
		73.4 & 76.6 & 76.1 & 70.5 & 69.3 & 73.18 \\
		\hline
		
		\multirow{2}{*}{\textbf{Temperatura} (°C)}
		 & Mín. & 
		25.6 & 25.8 & 25.7 & 24.9 & 25.3 & 25.46\\
		 & Máx. & 
		28.8 & 28.6 & 28.2 & 28.8 & 29.9 & 28.86 \\
		\hline
		
		\multirow{2}{*}{\textbf{Presión} (mBar)}
		 & Mín. & 
		812 & 811 & 811 & 811 & 811 & 811.2 \\
		 & Máx. & 
		816 & 816 & 817 & 816 & 816 & 816.2 \\
		\hline
		%\label{table:1}
	\end{tabular}	
	}
\end{table}

Una mejor visualización de la variación de los valores mínimos y máximos obtenidos en cada repetición 
puede visualizarse en la \autoref{tab:combVAR}.
En esta tabla se muestran las mayores variaciones (inferiores y superiores) de los valores mínimos y máximos obtenidos en las repeticiones de esta prueba, así como su valor relativo, tomando en cuenta la media como referencia.
También se menciona en cuáles pruebas se dieron estas variaciones.

\begin{table}[!h]
	\renewcommand{\arraystretch}{1.4} %size rows
	\caption{Tabla de variaciones con respecto a la media de los valores mínimos y máximos obtenidos de las pruebas de adquisición del proceso de combustión.} 
	\centering	
	\label{tab:combVAR}
	\resizebox{15.5cm}{!} {
		\begin{tabular}{ c  l  *{1}{r} c  *{1}{r} c}
			&  & \multicolumn{4}{ c }{Variaciones}\\
			Variables medidas & 
			&  \multicolumn{1}{ c }{Desde} & En la prueba & \multicolumn{1}{ c }{Hasta} & En la prueba \\
			\hline
			
			Concentración & Mín. & 
			\multicolumn{1}{c}{-} & - & \multicolumn{1}{c}{-} & -\\
			de  {\boldmath\bfseries $CO$} (ppm) & Máx. & 
			-13.2 (-20.56\%) & No. 1 & 7.8 (12.15\%) & No. 4\\
			\hline
			
			Concentración & Mín. & 
			-100 (-4.29\%) & No. 2 & 90 (3.86\%) & No. 1 \\
			de  {\boldmath\bfseries $CO_2$} (ppm) & Máx. & 
			-2,100 (-6.99\%) & No. 4 & 2,120 (7.06\%) & No. 2 \\
			\hline
			
			Concentración & Mín. & 
			-3,380 (-2.04\%) & No. 2 & 2,320 (1.40\%) & No. 4 \\
			de  {\boldmath\bfseries $O_2$} (ppm) & Máx. & 
			-720 (-0.35\%) & No. 1 & 580 (0.28\%) & No. 2 \\
			\hline
			
			\textbf{Humedad} & Mín. & 
			-0.6 (-2.20\%) & No. 4 & 0.3 (1.34\%) & No. 2 \\
			\textbf{relativa} (\%) & Máx. & 
			-0.7 (-2.29\%) & No. 3 & 1.0 (3.60\%) & No. 5 \\
			\hline
			
			\multirow{2}{*}{\textbf{Temperatura} (°C)}
			& Mín. &  	
			-1.6 (-4.58\%) & No. 2 & 1.7 (4.63\%) & No. 1 \\
			& Máx. & 
			-3.9 (-5.30\%) & No. 5 & 3.4 (4.67\%) & No. 2 \\
			\hline
			
			\multirow{2}{*}{\textbf{Presión} (mBar)}
			& Mín. & 
			\multicolumn{1}{c}{-} & - & \multicolumn{1}{c}{-} & -\\
			& Máx. & 
			-0.2 (-0.02\%) & No. 1, 2, 4 y 5 & 0.8 (0.10\%) & No. 3 \\
			\hline
			%\label{table:1}
		\end{tabular}	
	}
\end{table}

Como puede observarse en la \autoref{tab:combVAR}, la mayor variación de estos valores fue en los máximos de $CO$ con 13.2 ppm por debajo de la media en la ``prueba no. 1'', los cuales representan un 20.56\% de la media los valores máximos, y 7.8 ppm por encima de la media en la ``prueba no. 4'', que equivalen al 12.15\% de esta media.
Las demás variaciones se encuentran por debajo del 8\%, habiendo algunas muy bajas y otras donde no hubo variación, las cuales están representadas con un ``-'' en la tabla.

\section{Conclusiones del capítulo}

%agregar cuestiones técnicas
%experimento para probar algoritmo
%desempeño del algoritmo

%notas para borrador
%mencionar la muerte de la beaglebone?
%beaglebone cape fallida
%planta muerta

%resolución de problemas
Las pruebas realizadas logran demostrar el correcto funcionamiento del sistema de adquisición y el programa desarrollado.
Sin embargo, antes de haber podido realizar estas pruebas
se tuvieron que resolver varios problemas que se fueron presentando.

%\subsection{Pruebas/resultados}
Las pruebas realizadas de exhalación y combustión permitieron ver que las mediciones obtenidas tienen concordancia con los datos esperados.
En las pruebas el oxígeno tiene un valor iniciar (superior a 20\%), cercano al la concentración de oxígeno en el aire (21\%), y el $CO_2$ en tiene un valor (superior a 2,000 ppm) cercano a las concentraciones esperadas en un aire poco contaminado(3,000 ppm). 
%https://www.aprendemergencias.es/incendios/teor%C3%ADa-del-fuego/
En la prueba de combustión el valor de oxígeno desciende a un poco más de 16\%, cercano al valor en el que casi ningún material arde (14\%).
En la prueba de respiración las mediciones de $CO_2$ llegan hasta casi 40,000 ppm, que es la cantidad de bióxido de carbono en la exhalación de una persona.
%\subsection{Comportamiento de las variables}
El comportamiento y el valor de las variables corresponde con los parámetros reportados en la literatura.

En la prueba de exhalación las variables con el comportamiento más notable fueron la concentración de $CO_2$ y oxígeno, estas se comportan como se esperaba, ya que el oxígeno cae al rededor de un 4\%, que es lo que aumenta de $CO_2$, por el proceso de respiración.
Por otra parte, la humedad y la temperatura se incrementan con el vapor en la respiración y la temperatura corporal.
Se puede observar que el comportamiento general en esta prueba se asemeja a un escalón amortiguado por la forma en que se introducen los gases y luego se expulsan.

En la prueba de combustión las variables con el comportamiento más notable fueron el $CO_2$, el $CO$ y el oxígeno.
Durante la combustión, la concentración de oxígeno descendía, mientras que la de $CO_2$ y $CO$ ascendían. 
A medida que la llama se iba extinguiendo, por la falta de oxígeno, la producción de $CO_2$ se iba frenando así como el decrecimiento de oxígeno. % aunque no de igual forma, y esto puede ser porque la combustión de la vela genera algunos otros gases.
Por su lado, el $CO$ se incrementa constantemente durante la combustión hasta extinguirse la llama, donde la concentración obtenía un impulso con el humo generado, aunque sin llegar a concentraciones altas debido en parte al gran volumen de la atmósfera asilada.

%\subsection{Variación de los valores obtenidos}
% meter valores
En los valores mínimos y máximos obtenidos no hubo gran variación de prueba en prueba.
La mayor variación relativa fue la concentración de $CO$ en la prueba de combustión (20.56\%), y esto puede deberse a que las concentraciones eran muy pequeñas, por lo que cualquier variación concentración de $CO$ a esta escala se hace mayor.
La segunda mayor variación relativa fue la concentración de $CO_2$ en la prueba de exhalación (8.42\%), y estas variaciones pueden estar ligadas al nivel de oxigenación en la sangre de la persona al momento de la prueba, o si estaba realizando alguna actividad física, etc.
Las variaciones en las demás variables se encuentran por debajo del 8\%, con lo que se muestra la fiabilidad del sistema.
