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|authors=Juan Ulloa,Mircko Encina,Miguel Gutiérrez-Gaitán,David Ruete,Carlos Gómez-Pantoja
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==A Crowdsourcing-based System for Monitoring EM Radiation Exposure in Chile==
https://ceur-ws.org/Vol-2178/SSN2018_paper_7.pdf
A Crowdsourcing-based System for Monitoring EM
Radiation Exposure in Chile
Juan J. Ulloa Mircko Encina Miguel Gutiérrez-Gaitán
juanj.ulloa@uandresbello.edu mi.encina@uandresbello.edu miguel.gutierrez@unab.cl
David Ruete Carlos Gómez-Pantoja
druete@unab.cl carlos.gomez.pantoja@unab.cl
Departamento de Ciencias de la Ingenierı́a
Facultad de Ingenierı́a, Universidad Andres Bello, Antonio Varas 880
ITU han definido los lineamientos y recomendaciones
más relevantes en torno al tema [XWH].
Abstract En Chile, los esfuerzos por proveer un marco reg-
ulatorio al respecto han sido plasmados en la Ley
Public concern about the possible effects on 20.599 (Ley de Antenas), cuyo objetivo principal es es-
health due to electromagnetic (EM) radiation tablecer lı́mites de densidad de potencia y condiciones
exposure has led to the definition of regula- de distanciamiento para torres y sistemas radiantes.
tions worldwide. In Chile, the so-called ”Ley La Subsecretarı́a de Telecomunicaciones (Subtel) es el
de Antenas” provides a regulatory framework ente encargado de supervisar el cumplimiento de es-
that establishes limits and special conditions tas normativas, poniendo especial énfasis en las zonas
in this regard. Although the official record of de población sensible como hospitales, escuelas, salas
measurements is available in a public infor- cuna y asilos de ancianos.
mation portal, this approach is not scalable
and intuitive enough for all interested users. 1.1 Motivación
This paper propose a participatory measure-
ment system to extend the monitored areas Por regla general, la evaluación de los niveles de ra-
based on the concern of citizens themselves. diación es efectuada en terreno a través de dosı́metros,
dispositivos especializados de alto costo usados gen-
eralmente de manera puntual y por periodos de corta
1 Introducción duración. En Chile, el registro oficial de medi-
La demanda creciente por comunicaciones ciones haciendo uso de estos dispositivos se encuen-
inalámbricas ha traı́do consigo una constante tra disponible en el portal ciudadano de la Subtel 1 ,
preocupación pública por los posibles efectos adversos el cual provee datos sobre la magnitud, coordenadas
sobre la salud. Si bien la Organización Mundial de geográficas y empresa que realiza las mediciones. En
la Salud (OMS) concluyó que las investigaciones ex- otros paı́ses, diversas organizaciones gubernamentales
istentes sobre el tema no confirman que la exposición y civiles han desarrollado estrategias similares de ac-
a fuentes de radiación electromagnética produzcan cesso público a los datos (ver [RJ12] para un análisis
consecuencias negativas en la salud, la existencia comparativo), sin embargo solo recientemente el en-
o no de efectos a largo plazo es un tema que sigue foque de solución ha sido analizado desde la perspec-
generando controversia [WLWG14]. Por lo mismo, tiva de las ciudades inteligentes. Particularmente,
a nivel mundial, las autoridades han establecido Diez et al. [DAM17] proponen la medición de la ra-
normativas para regular la instalación de sistemas ra- diación EM como servicio Smart City; implementando
diantes de acuerdo a las recomendaciones de la OMS. sensores distribuidos geográficamente que amplı́an la
Particularmente, los organismos ICNIRP, IEEE e cobertura temporal y espacial de los esquemas tradi-
cionales.
In: Proceedings of the IV School of Systems and Networks Siguiendo esta lı́nea de pensamiento, este artı́culo
(SSN 2018), Valdivia, Chile, October 29-31, 2018. Published
at http://ceur-ws.org 1 http://antenas.subtel.cl/LeyDeTorres/informacion
propone un sistema de medición participativo (o
crowdsourcing) que extienda los puntos o áreas moni-
toreadas a lugares de interés ciudadano (como residen-
cias particulares, edificios en altura, parques, recorri-
dos de buses, etc.) que por su complejidad o especifici-
dad no son contemplados por la soluciones existentes.
1.2 Formulación del problema
La mayorı́a de las mediciones registradas en el por-
tal informativo de la Subtel corresponden a resultados
obtenidos de acuerdo a protocolos post-instalación de
antenas. Los datos se limitan a presentar valores y
puntos que indican la cantidad de mediciones asoci-
adas a una determinada torre de telefonı́a móvil, pero
sin hacer mención de la criticidad, inocuidad o tem-
poralidad de la medición. Por lo tanto, aunque el
portal provea algunos datos técnicos interesantes, la
información actualmente disponible no es lo suficien- Figure 1: Vista general del sistema propuesto.
temente intuitiva desde la perspectiva del interés ciu-
dadano. Por otra parte, si bien es recomendable que
los procedimientos de medición sean realizados por em- IEEE1471. El prototipo implementado está com-
presas certificadas utilizando instrumentos especializa- puesto por tres nodos principales: 1) el nodo colab-
dos, su costo y complejidad limitan la escalabilidad a orador, 2) el nodo plataforma, y 3) un nodo terminal
otras zonas de interés público. Por ejemplo, residen- asociado al usuario remoto. El primero, está encar-
cias particulares, edificios en alturas, parques, recor- gado de capturar y proporcionar las muestras al sis-
ridos de buses, entre otros, quedan excluı́dos del plan tema, comportándose además como un nodo sensible
oficial de mediciones. Del mismo modo, lugares que al entorno, pues interactúa con la plataforma en base
son frecuentados por ciudadanos de población sensible a información de contexto. El segundo, corresponde a
(niños, enfermos, ancianos, etc.) fuera de las zonas la plataforma Web encargada de almacenar y facilitar
definidas como especiales (escuela, hospitales, asilos, la extracción de datos desde el tercer nodo (terminal).
etc.), no aseguran la exposición a los lı́mites más es- El nodo colaborador, contempla dos componentes
trictos establecidos para dicha población. principales: un módulo sensor y un telefóno móvil. El
En definitiva, con base a estas observaciones, es módulo consiste en un placa arduino adaptada para
posible sugerir que el enfoque actual no es lo suficien- capturar y enviar muestras vı́a Bluetooth Low Energy
temente escalable ni intuitivo para todos los usuarios (BLE) al dispositivo móvil. Este último consiste en un
interesados. smartphone o tablet (con S.O. Android 6.0 o superior)
cargado con una aplicación móvil que integra los datos
del receptor GPS del smartphone con las muestras gen-
2 Enfoque propuesto eradas en la placa arduino. La aplicación sincroniza los
El objetivo de este trabajo es proponer una alterna- tiempos de ambos componentes y envı́a la medición a
tiva de medición y difusión colaborativa que involu- la plataforma Web, la cual también se puede visualizar
cre la participación directa de ciudadanos y a su vez en la aplicación móvil. El prototipo implementado uti-
extienda la cobertura geográfica de las mediciones ac- lizó una placa Arduino UNO, un módulo Bluetooth
tuales a las zonas de interés de estos mismos. El en- HC-08 y un sensor de humedad y temperatura DHT11
foque propuesto se basa en el concepto de crowdosourc- como reemplazo conceptual del sensor de radiación. El
ing, definido como la colaboración distribuida de per- nodo plataforma consiste en una plataforma Web y su
sonas en respuesta a una convocatoria abierta de ex- respectiva base de datos para el almacenamiento de
ternalización de tareas que en otras circunstancias im- registros. El disenõ del software tomó como base sis-
plicarı́a el uso de muchos recursos. Cabe destacar que temas existentes de monitoreo de radiación EM y mon-
este planetamiento ha mostrado ser un enfoque útil y itoreo colaborativo para el levantamiento de los requer-
efectivo en el contexto de innovación de la ciudades imientos. El prototipo fue implementado en un servi-
inteligentes [PG18]. La Figura 1 muestra un diagrama dor virtual Droplet DigitalOcean con base de datos
de contexto del enfoque de solución propuesto. MySQL 5.5, considerando una aplicación web PHP,
La arquitectura de software del sistema propuesto con backend basado en el framework Laravel 4.2. y un
ha tomado en cuenta las recomendaciones del estándar frontend Javascript Angular 1.02, Bootstrap, CSS3.
2.1 Resultados preliminares geográficas de interés ciudadano (residencias, oficinas,
parques, etc.). El diseño considera módulos sensores
En la Figura 2 se muestra la presentación Web del
independientes capaces de conectarse vı́a Bluetooth
nodo plataforma para 1000 muestras de magnitudes
a un teléfono móvil, y una plataforma centralizada
aleatorias obtenidas en la ciudad de Santiago.
para el almacenamiento y visualización de la infor-
mación histórica. La plataforma Web ofrece una es-
trategia de visualización más intuitiva de los registros
a través de un esquema basado en colores, mientras
favorece la extracción de datos para fines de análisis
estadı́stico. Los resultados preliminares obtenidos nos
permiten validar conceptualmente la posibilidad de
monitorear variables de interés ciudadano (radiación
electromagnética, ruido acústico, contaminación del
aire, etc.) a través de un enfoque de solución crowd-
sourcing dentro del contexto de ciudades inteligentes.
Trabajos futuros buscarán perfeccionar los prototipos
a través de mediciones con sensores de radiación ade-
cuados, extendiendo además el enfoque de solución
a otras problemáticas y adaptando los desarrollos a
plataformas estandarizadas para Smart Cities.
References
Figure 2: Ejemplo de visualización en plataforma. [DAM17] Luis Diez, Ramón Agüero, and Luis
Muñoz. Electromagnetic field assessment
El mapa en la esquina superior derecha divide en as a smart city service: The smartsan-
polı́gonos la información de cada comuna, siendo cada tander use-case. Sensors, 17(6):1250,
una de éstas dividida en celdas de igual tamaño. Los 2017.
colores (verde, amarillo, naranjo, rojo) indican la crit- [PG18] Chrysaida-Aliki Papadopoulou and Maria
icidad de los promedios obtenidos, donde los valores Giaoutzi. Crowdsourcing and living labs
más cercanos al color rojo corresponden a niveles in support of smart cities’ development.
próximos a los lı́mites permitidos. El color gris indica In E-Planning and Collaboration: Con-
que no hay muestras en la comuna (o celda) respectiva. cepts, Methodologies, Tools, and Applica-
El gráfico en la esquina inferior derecha representa el tions, pages 364–381. IGI Global, 2018.
promedio de las magnitudes medidas para las distin-
tas comunas. Cada comuna al ser seleccionada, despl- [RJ12] Jack T Rowley and Ken H Joyner. Com-
iega un mapa con las celdas coloreadas de acuerdo al parative international analysis of radiofre-
promedio de mediciones y un gráfico con las magni- quency exposure surveys of mobile com-
tudes resumidas por dı́a. El nivel de detalle ofrecido munication radio base stations. Journal of
permite visualizar y descargar (en .csv) los datos re- Exposure Science and Environmental Epi-
sumidos por polı́gono, comuna celda y punto. demiology, 22(3):304, 2012.
[WLWG14] Lili Wang, Wei Liu, Jing Wang, and
3 Conclusiones Jianyu Guo. A review of electromagnetic
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monitoreo de la radiación EM celular presenta arqui- cal Machines and Systems (ICEMS), 2014
tecturas similares con diferentes enfoques de solución. 17th International Conference on, pages
Los métodos aplicados responden por lo general a me- 229–233. IEEE, 2014.
didas de fiscalización focalizada que utilizan instru- [XWH] Zhang Xinghai, Zhang Weimin and Chen
mentos de medición de alto costo y complejidad. En Hao. Analysis of global major standards
todos los casos, los ciudadanos no interactúan direc- and regulations for electromagnetic ra-
tamente con la medición ni con la decisión del punto diation. In Electromagnetic Compatibil-
geográfico a medir. La propuesta presentada en este ity (APEMC), 2016 Asia-Pacific Interna-
artı́culo ofrece una alternativa de bajo costo y com- tional Symposium on, pages 1160–1163.
plejidad, escalable en términos del número de disposi- IEEE, 2016.
tivos simultáneamente en uso y extendible hacia áreas