UNIVERSIDAD DON BOSCO 

VICERRECTORÍA DE ESTUDIOS DE POSTGRADOS 

 
 
 

TRABAJO DE GRADUACIÓN 

DISEÑO DE UN MONITOR DE PARAMETROS AMBIENTALES PARA 

UNIDADES DE CUIDADOS INTENSIVOS NEONATALES (UCIN)  

 
 

 

PARA OPTAR AL GRADO DE 

MAESTRO EN MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA 

 

 

ASESOR: 

MSC. ING. MANUEL NAPOLEÓN CARDONA GUTIERREZ 

 

 

PRESENTADO POR: 

 LEOPOLDO HERNÁNDEZ GUEVARA 

 
 
 
 

Antiguo Cuscatlán, La Libertad, El Salvador, Centroamérica 
 

Agosto 2016



Agradecimientos 

 

Agradecimientos 

Es necesario reconocer y agradecer a todas las personas que han contribuido para la elaboración 
del presente proyecto. En primer lugar, dar gracias a Dios, que nos proporcionó la salud y los 
medios necesarios para llevar a cabo esta empresa. En segundo lugar a mi querida familia, que 
con mucha paciencia vieron surgir esta obra día a día. A la Universidad Don Bosco, por haber 
promovido e incentivado el estudio de esta maestría; y por último, a mis compañeros de la 
escuela de Ing. Biomédica, que siempre me apoyaron para alcanzar esta meta, sepan que a cada 
uno de ustedes les aprecio mucho y les estoy eternamente agradecido. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 



Índice 

 

 

 
Índice 

Resumen  ...................................................................................................................................... i 

Abstract  .................................................................................................................................... ii 

Abreviaturas y acrónimos ........................................................................................................... iii 

Capítulo 1. Antecedentes .............................................................................................................. 1 

1.1. Contexto de desarrollo ............................................................................................................................. 1 

1.1.1. Neonatos prematuros y de alto riesgo .............................................................................................. 2 

1.1.2. La UCIN como el servicio oportuno para el neonato de alto riesgo .......................................... 2 

1.1.3. Definición de la UCIN ........................................................................................................................ 3 

1.1.4. Funciones de la UCIN ........................................................................................................................ 3 

1.1.5. Antecedentes de la UCIN ................................................................................................................... 4 

1.1.6. Características de diseño de una UCIN ............................................................................................ 5 

1.1.7. Climatización de la UCIN .................................................................................................................. 6 

1.1.8. Influencia de los parámetros ambientales en el recién nacido prematuro .................................. 6 

1.1.9. Normativas y estándares internacionales relacionados con los parámetros ambientales de la 

UCIN .................................................................................................................................................... 7 

1.2. Planteamiento del problema ................................................................................................................... 9 

1.3. Objetivos .................................................................................................................................................... 9 

1.3.1. General ................................................................................................................................................. 9 

1.3.2. Específicos ......................................................................................................................................... 10 

1.4. Justificación .............................................................................................................................................. 10 

1.5. Limitaciones ............................................................................................................................................. 10 

Capítulo 2. Marco Teórico .......................................................................................................... 11 

2.1. Instrumentación para la medición de parámetros ambientales ....................................................... 11 

2.1.1. Sensores de Temperatura ................................................................................................................ 11 

2.1.2. Sensores de Humedad ...................................................................................................................... 12 

2.1.3. Sensores de Iluminación Ambiental .............................................................................................. 13 

2.1.4. Sensores de Ruido Ambiental (Sonido) ........................................................................................ 14 

2.1.5. Acondicionamiento de las señales de los sensores ...................................................................... 15 

2.1.6. Los sistemas o circuitos embebidos ............................................................................................... 15 

2.1.7. La tarjeta Arduino ............................................................................................................................. 16 

2.2. Medidores de parámetros ambientales en el mercado ...................................................................... 17 

2.2.1. Medidores ambientales marca EXTECH modelo EN300 ........................................................ 17 



Índice 

 

 

2.2.2. Medidores ambientales marca TESTO ......................................................................................... 18 

2.2.3. Medidores ambientales marca HT Instruments ........................................................................... 18 

2.2.4. Medidores ambientales marca OMEGA....................................................................................... 19 

2.2.5. Medidores ambientales marca HIBOK ......................................................................................... 19 

2.2.6. Comparación de prestaciones y precios de los diferentes medidores multiparámetros ........ 20 

2.3. Alternativas para la medición y monitorización de parámetros  

 ambientales en la UCIN......................................................................................................................... 20 

Capítulo 3. Marco metodológico ................................................................................................ 21 

3.1. Aspectos de diseño del módulo de medición de parámetros ambientales para una UCIN ....... 21 

3.1.1. Diseño electrónico mediante el sistema embebido Arduino ..................................................... 21 

3.1.2. La placa Arduino Uno ...................................................................................................................... 21 

3.1.3. El sensor de temperatura y humedad relativa DHT11 para Arduino ...................................... 21 

3.1.4. El sensor lumínico KY-018 ............................................................................................................. 22 

3.1.5. El sensor de sonido KY-038 ........................................................................................................... 22 

3.1.6. Indicadores de rebase de límites de parámetros ambientales mediante LED’s ...................... 23 

3.1.7. Construcción física del módulo de parámetros ambientales...................................................... 23 

3.1.8. Código en Arduino para el funcionamiento del módulo............................................................ 23 

3.2. Aspectos de diseño de la interfaz gráfica (HMI) para la lectura de datos de parámetros 

ambientales del módulo de medición de parámetros ambientales para una UCIN ..................... 24 

3.2.1. Los programas informáticos disponibles para presentación de datos electrónicos ............... 24 

3.2.2. El Programa LabVIEW ................................................................................................................... 24 

Capítulo 4. Diseño final y análisis de resultados ........................................................................ 25 

4.1. Descripción del diseño final implementado ....................................................................................... 25 

4.1.1. Diseño físico (Hardware)................................................................................................................. 25 

4.1.2. Diseño de los códigos y programas (Software) ............................................................................ 26 

4.1.2.1. Diseño del código para Arduino del módulo ....................................................................... 26 

4.1.2.2. Diseño de la interfaz HMI para el módulo ........................................................................... 31 

4.2. Análisis funcional .................................................................................................................................... 35 

4.3. Análisis de costos .................................................................................................................................... 36 

4.4. Calibración y validación de los datos ................................................................................................... 36 

Capítulo 5. Conclusiones y recomendaciones ............................................................................ 38 

Bibliografía y referencias ............................................................................................................ 40 

 



Resumen 

i 

 

Resumen 

La atención a los recién nacidos es una prioridad para los sistemas de salud a nivel mundial, en 
El Salvador nacen aproximadamente 350 bebés al día, lo que vuelve aún más crítico contar con 
los recursos clínicos necesarios para dar una atención de calidad y minimizar los riesgos 
asociados al nacimiento. De hecho, El Salvador cuenta con un sistema de salud muy eficiente 
que proporciona la atención debida  a los neonatos, teniendo un índice de mortalidad al nacer 
de solo un 7%. La mortalidad en los recién nacidos es causada principalmente por la 
prematuridad, que es la condición de nacer antes del tiempo establecido por la naturaleza. El 
período de gestación normal es de 40 semanas, siendo un bebé prematuro si nace antes de 37 
semanas. Además, puede padecer enfermedades congénitas o problemas en el momento del 
parto. 

La Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales es el área especializada del hospital donde se da 
la atención médica experta a los bebés prematuros o con alto riesgo de morir. Como todo 
ambiente hospitalario, debe estar adecuadamente diseñada, equipada y atendida por personal 
médico calificado. Además, su ambiente debe ser el óptimo para evitar saturar los frágiles 
sentidos del neonato en riesgo. El presente trabajo consiste en proporcionar una solución 
tecnológica que sirva de apoyo en el logro de un ambiente de alta calidad para el recién nacido, 
alertando al personal de la UCIN cuando se tenga un desborde de los límites permitidos por las 
normativas internacionales durante la medición en tiempo real de los parámetros ambientales 
básicos: Temperatura, Humedad Relativa, Intensidad Luminosa e Intensidad Sonora. Esta 
solución tecnológica ha implicado el  diseño y construcción de un módulo de monitorización 
de parámetros ambientales, que mide en tiempo los parámetros ambientales antes mencionados. 
El módulo posee alarmas visuales que están calibradas para activarse al sobrepasar los rangos 
recomendados por estándares y normativas internacionales, las cuales han sido utilizadas en 
vista que en El Salvador no se poseen normas para este particular. El modulo ha sido construido 
con el sistema embebido Arduino, y los respectivos sensores que funcionan con esta placa, los 
indicadores de alarma son luminosos para no contaminar el ambiente con ruido. El sistema está 
alimentado con una fuente externa de 9VDC y posee una interfaz gráfica construida en el 
software para ingeniería LabVIEW, además del propio monitor de datos seriales incluido con 
el código para Arduino. 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 



Abstract 

ii 

 

Abstract 

Care for newborns is a priority for health systems worldwide, in El Salvador are born about 350 
babies a day, which becomes even more critical to have clinical resources needed to provide 
quality care and minimize risks associated with birth. In fact, El Salvador has a very efficient 
health system that gives due attention to infants having a birth mortality rate of only 7%. 
Mortality in newborns is mainly caused by prematurity, which is the condition of being born 
before the time set by nature. The normal gestation period is 40 weeks, with a premature baby 
if born before 37 weeks. In addition, the babies may have congenital diseases or problems during 
childbirth. 

The Neonatal Intensive Care Unit is the specialized area of the hospital where expert medical 
care to premature babies or at high risk of dying is given. Like any hospital environment must 
be properly designed, equipped and staffed by qualified medical personnel. In addition, the 
environment should be optimal to avoid saturating the fragile senses of the newborn at risk. 
This work is to provide a technological solution that will support the achievement of a high 
quality environment for the newborn, alerting staff of the NICU when an overflow of the limits 
permitted by international standards during the measurement is taken into Real-time basic 
environmental parameters: temperature, relative humidity, luminous intensity and Loudness. 
This technological solution has involved the design and construction of a module monitoring 
environmental parameters, measuring the aforementioned environmental parameters. The 
module has visual alarms that are calibrated to activate when exceeding the recommended 
international standards and regulations, which have been used in view that in El Salvador are 
no rules for this particular own ranks. The module is built with Arduino embedded system and 
the respective sensors that work with this board, the alarm indicators are bright to not pollute 
the environment with noise. The system is powered by an external source 9VDC and has a built 
in software engineering LabVIEW graphical interface, in addition to self-monitor serial data 
included with the code for Arduino. 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
 
 



 Abreviaturas y acrónimos 

iii 

 

Abreviaturas y acrónimos 
 

AAP American Academy of Pediatrics (Academia Americana de Pediatría) 

ADC Analog to Digital Converter (Convertidor Analógico a Digital) 

FPGA Field Programmable Gate Array (Arreglo de Compuertas de Campo 
Programable)  

IDE Integrated Development Environment (Ambiente de Desarrollo 
Integrado) 

ISSS Instituto Salvadoreño del Seguro Social 

IMSS Instituto Mexicano del Seguro Social 

LED Light Emisor Diode (Diodo Emisor de Luz) 

LDR Light Dependant Resistor ( Resistencia Dependiente de la Luz) 

MAC Macintosh Computer (Computadora Macintosh) 

MSPAS Ministerio de Salud Pública y Asistencia Social 

NICU Neonatal Intensive Care Unit (Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales) 

NIST National Institute of Standards and Technology (Instituto Nacional de 
Normas y Tecnología) 

NTC Negative Temperature Coefficient (Coeficiente de Temperatura Negativo) 

OMS Organización Mundial de la Salud 

PC Personal Computer (Computadora Personal) 

PTC Positive Temperature Coefficient (Coeficiente de Temperatura Positivo) 

UCIN Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales 

UNICEF United Nations International Children's Emergency Fund (Fondo de 
Emergencia Internacional de las Naciones Unidas para la Infancia) 

USB Universal Serial Bus (Bus Serie Universal) 

 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

1 

 

Capítulo 1 
Antecedentes 

En este capítulo se describen el contexto y los factores relacionados que sustentan las causas 
principales que nos conducen a enmarcar la necesidad de la existencia de la solución tecnológica 
diseñada; además se exponen  los antecedentes históricos relacionados con el desarrollo del 
ambiente clínico-hospitalario donde se lleva a cabo el diseño. 

Asimismo se plantean la formulación del problema, los objetivos de la aplicación, sus alcances 
y limitaciones.  

Asimismo se presentan también las normativas relacionadas con  el desarrollo del presente 
diseño y cuya aplicación justifica la elaboración del presente trabajo de aplicación. 

1.1 Contexto de desarrollo 

De acuerdo a los datos estadísticos más actualizados de El Salvador registrados por la UNICEF1, 
en nuestro país nacen 128,000 personas anualmente, esto significa que aproximadamente 350 
nuevos salvadoreños se incorporan a nuestra población diariamente. El informe también refleja 
que del total de estos nacimientos, 84% son atendidos en instituciones de salud pública o 
privada, demandando una cantidad de recursos clínicos considerables, tales como instalaciones 
adecuadas para la atención de partos, equipos e insumos médicos, personal de salud 
especializado, entre otros. Para un  país en desarrollo como El Salvador, es significativamente 
positivo que la tasa de mortalidad al nacer sea solo del 7%, logrado en parte por los avances e 
inversión en salud para la atención de los recién nacidos que se ha concretizado en los últimos 
cincuenta años. 

Tabla 1. Indicadores Básicos de El Salvador, según la UNICEF 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                 
1 Tablas Estadísticas del Estado Mundial de la Infancia 2013, UNICEF 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

2 

 

1.1.1 Neonatos prematuros y de alto riesgo 

La ciencia médica nos indica que los recién nacidos están expuestos a múltiples factores que 
pueden comprometer su estado de salud al momento del parto, tales como falta de atención 
especializada, enfermedades congénitas, desnutrición,  entre otras. Una de las situaciones que 
comprometen en gran medida la salud de los bebés es nacer antes del tiempo de gestación 
natural del ser humano que está entre las 37 y las 40 semanas. Según la OMS2 se dice que un 
niño es prematuro cuando nace antes de haberse completado 37 semanas de gestación, 
normalmente el embarazo dura unas 40 semanas. Debido a que el neonato aún no ha 
desarrollado todos los sistemas anatómicos y fisiológicos necesarios para que el cuerpo humano 
sobreviva en el medio, a este fenómeno se le denomina como “prematurez” es decir, no se ha 
alcanzado una  maduración completa en el cuerpo del neonato. 

Las opiniones de los especialistas varían respecto a las condiciones que sitúan al bebe en un 
cuadro de prematurez, sin embargo para el Ministerio de Salud Pública y Asistencia Social de El 
Salvador, se considera bebé prematuro a todo aquel que pesa 2,000 gramos o menos al momento 
de su nacimiento.3 Según esta entidad pública, el diagnóstico de “prematurez” se ha mantenido 
como la primera causa de mortalidad en los recién nacidos. Los datos del Sistema Informático 
Perinatal, revelan para el año 2011 un porcentaje de prematurez a nivel nacional del 10.7%, lo 
que convierte a este grupo de edad en una prioridad para las intervenciones de reducción de la 
mortalidad neonatal 

Además de la condición de “prematurez” el recién nacido puede adolecer de otros 
padecimientos que lo sitúen en un cuadro de paciente de alto riesgo, como lo pueden ser las 
malformaciones congénitas (tales como insuficiencias cardíacas, problemas en el sistema 
respiratorio), percances ocurridos durante el parto (síndrome de aspiración de meconio, lesión 
de plexo braquial, fracturas); situaciones que lo vuelven sumamente vulnerable y candidato a 
procedimientos médicos más especializados. 

1.1.2 La UCIN como el servicio oportuno para el neonato de alto riesgo 

UCIN es un acrónimo para “Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales”. Su mismo nombre 
nos indica que es un lugar donde se brinda a los bebes enfermos, prematuros o con ambas 
condiciones, un cuidado especial y más intenso que a un bebé nacido sin mayores 
complicaciones de salud. La UCIN es un área especial dentro del Hospital donde se brinda 
atención médica más especializada, para mantener y potenciar la vida de los bebés de alto riesgo. 

Para lograr brindar al neonato los tratamientos pertinentes a su estado delicado, la UCIN debe 
contar con equipos biomédicos de alta tecnología, tales como incubadoras neonatales y cunas 
térmicas, a su vez, con profesionales de la medicina especializados en diferentes áreas tales como 
neonatologos, pediatras, cardiólogos, nutricionistas, dermatólogos, entre otros. Además, se debe 
procurar la infraestructura y el mobiliario adecuado para lograr llevar a cabo todos los 
diagnósticos y tratamientos con éxito. 

                                                 
2 Definición de bebé prematuro de la OMS disponible en http://www.who.int/features/qa/preterm_babies/es/ 
3 Documento: “Lineamientos técnicos para la atención integral en salud del prematuro con peso menor de dos mil gramos al 

nacer”. MSPAS 2013. 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

3 

 

 

 

 

 

 

 
Figura 1. Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales4 (UCIN) Típica 

Es de vital importancia además que esta área cumpla ciertas condiciones ambientales óptimas, 
como la temperatura, la humedad relativa, la iluminación y los niveles de ruido ambiental 
adecuados. La temperatura y la humedad influyen grandemente en el buen funcionamiento de 
las incubadoras neonatales y cunas térmicas, ya que controlan el ambiente aislado del bebé con 
más eficacia, ayudando a mantener la temperatura del bebé en la zona neutral de temperatura5. 
La iluminación es importante ya que los ojos del neonato no están adecuadamente formados, y 
una intensidad lumínica excesiva puede provocarle secuelas graves de por vida como amaurosis6; 
de manera similar un nivel de presión sonora excesiva puede dañar sus débiles tímpanos aun en 
formación y provocarle una hipoacusia o una cofosis7 permanente. 

A continuación se describirá de manera más detallada en que consiste esta importante unidad 
del hospital, y la manera en que asiste a los recién nacidos en alto riesgo. 

1.1.3 Definición de la UCIN 

La Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales se define como el área clínica donde se lleva a 
cabo el cuidado de los recién nacidos médicamente inestables o críticamente enfermos, que 
requieren de atención de enfermería constante, complicados procedimientos quirúrgicos, 
asistencia respiratoria continua, u otras intervenciones intensivas.8 

1.1.4 Funciones de la UCIN 

La Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales trata de cumplir con tres aspectos básicos: a) un 
espacio destinado a reunir pacientes recién nacidos muy graves con peligro de morir, b) tener 
personal entrenado en el manejo de estos pacientes, y c) contar con equipo especialmente 
construido para el tratamiento y vigilancia de este tipo de pacientes9 

 

                                                 
4  Nueva Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales del Hospital Nacional de la Mujer, El Salvador 
5  Rango de temperatura en la cual el bebé se encuentra en el balance térmico idóneo para su salud. 
6 Término Médico para la ceguera 
7 Término Médico para la sordera. 
8 Definición de UCIN tomada del documento: “Recommended Standards For Newborn ICU Design” Florida, 2012 
9 Funciones de la UCIN tomadas de las Normas de Diseño de Arquitectura del IMSS, pag.466, Tomo II, 1993 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

4 

 

1.1.5 Antecedentes de la UCIN 

Ya desde tiempos antiguos, los pueblos estaban conscientes de la fragilidad de los neonatos 
prematuros, principalmente la dificultad que tienen para conservar el calor corporal. Es por esto 
que siempre se han considerado popularmente diversas formas para ayudarles a calentarse, tales 
como envolverles en paños gruesos en ambientes fríos y acercarlos a fuentes de calor como 
chimeneas, entre otros. 

Sin embargo, antes del siglo XIX no se contaba con estudios científicos acerca de los cuidados 
necesarios para los bebés prematuros que presentaban problemas al nacer, por lo que se 
confiaba en la evolución espontanea de los mismos, lo que significaba un número elevado de 
muertes por prematuridad. 

No fue hasta que el obstetra francés Etienne Stéphane Tarnier (1828-1897), junto con su interno 
Alfred Auvard (1855–1941) preconizó el uso de una especie de incubadora que mantenía una 
temperatura constante para los recién nacidos de menos de dos kilos de peso a la vez que 
practicaba una serie de medidas higiénicas para mantener al niño en las condiciones adecuadas. 
Instaló este aparato en la Maternidad de París en 1880. Se componía de una caja ancha de madera 
de paredes de 10 centímetros de espesor, dividida en dos compartimentos, uno inferior, en el 
que se hallaba un recipiente de agua caliente, y otro superior donde descansaba el niño. Había 
nacido la primera unidad de cuidados especiales para los neonatos prematuros. 

 

 

 

 

 

 

Figura 2. Retrato del Dr. Tarnier, y su prototipo de Incubadora neonatal 

En 1907, otro connotado médico francés, Pierre-Constant Budin (1846-1907), considerado 
como el padre de la Neonatología, en su libro: “Le nourrisson: alimentation et hygiène - enfants débiles, 
enfants nés à terme (1900)” 10  expuso la necesidad y la importancia de controlar la temperatura 
ambiental de los bebés nacidos antes de término, para lograr su supervivencia, estimulando así 
el desarrollo de las incubadoras neonatales.  

Tomando como ejemplo el desarrollo de la atención a los recién nacidos alcanzado en Europa, 
en 1914 el neonatologo estadounidense Julius Hess (1876-1955) considerado el padre de la 
neonatología americana, abrió la primera unidad de prematuros en el Hospital de Niños Sarah 

                                                 
10 Traducción al español del título del libro: El lactante: la alimentación y la higiene - los niños deficientes, recién nacidos a 

término, año 1900 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

5 

 

Morris, adscrito al Hospital Michael Reese de Chicago, Illinois. A partir de esta fecha, e 
impulsada por el desarrollo tecnológico e investigativo de los Estados unidos de América,  esta 
importante área hospitalaria se desarrolló grandemente a lo largo del siglo XX, permeando este 
trascendental logro hasta nuestros sistemas de salud latinoamericanos. En El Salvador, los 
principales sistemas de salud tales como el MSPAS, el ISSS y los hospitales privados, cuentan 
con este importante servicio clínico. 

 

 

 

 

 

 
Figura 3. Sala de Incubadoras, Buffalo, Nueva York, 1901 (cortesía www.neonatology.org) 

 

1.1.6 Características de diseño de una UCIN 

Las unidades de cuidados neonatales pueden ser clasificadas dependiendo de su nivel de 
atención: Las de nivel uno solamente brindan atención básica (guardería de cuidados normales), 
en el nivel dos o cuidados intermedios se cuidan neonatos que padecen situaciones de bajo 
riesgo o patologías menores, y en el nivel tres o sobre-especializados,  se atienden pacientes 
críticos que probablemente necesitan cirugías complejas o necesitan cuidados que involucran 
varias especialidades médicas. Los hospitales o clínicas de atención de partos de nivel uno y dos 
deben poseer los medios para estabilizar y trasladar un paciente que amerite atención de nivel 
tres. 

Una UCIN debe poseer al menos las siguientes áreas: El área de cuidados, que es donde se 
encuentran las incubadoras neonatales y los equipos especializados que brindan soporte de vida 
al prematuro y donde los médicos realizan sus procedimientos. El área de Estación de 
Enfermería, que es donde las enfermeras de la UCIN preparan a los pacientes y están vigilantes 
de la condición de cada paciente. El área Familiar, que es el espacio reservado a las familias de 
los pacientes, pues el contacto del neonato con sus padres, especialmente la madre, es 
imprescindible para su desarrollo. Por último se tienen áreas auxiliares como las administrativas, 
guarda de equipos, docencia e investigación. 

El equipo de profesionales en medicina de la UCIN está liderado generalmente por un médico 
neonatologo, con experiencia en bebés prematuros, apoyado por un equipo de enfermería bien 
capacitado y médicos especialistas tales como cirujanos, cardiólogos, dermatólogos, 
neumólogos, entre otros. El equipamiento biomédico instalado en la UCIN es variado y está 
centrado en proporcionar las condiciones y la vigilancia necesaria al paciente; entre varios 
podemos mencionar: las incubadoras neonatales, las cuales brindan un ambiente térmico neutral 
al paciente, así como niveles adecuados de oxígeno y humedad relativa, de manera aislada; las 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

6 

 

cunas térmicas, las cuales proporcionan calor pero no son cerradas, los monitores de signos 
vitales, los ventiladores mecánicos, los oxímetros de pulso, las bombas de perfusión para el 
suministro de medicamentos y alimentos, entre otros. 

1.1.7 Climatización de la UCIN 

El recién nacido de alto riesgo que permanece en la UCIN es un ser humano sumamente frágil: 
su grado de inmadurez corporal le vuelve sumamente vulnerable y susceptible ante los estímulos 
externos. Su adaptación a la vida, al medio ambiente, es mucho más difícil y lenta que para un 
bebé nacido a término o que no padece patologías al nacer. Es por ello que el diseño de la UCIN 
debe ser holístico: integrado en todos sus aspectos para ser lo menos agresivo con el neonato 
prematuro, con un diseño adecuado para cumplir todas sus funciones, un medio ambiente físico 
conveniente para las condiciones de los pacientes y el personal, y además una organización 
administrativa eficiente. Muchos países desarrollados poseen numerosos estudios e 
investigaciones orientados a mejorar cada vez más estos aspectos de la UCIN, lo que ha llevado 
a establecer estándares y normativas de calidad que deben ser cumplidos en las unidades de 
cuidos intensivos neonatales. En El Salvador no se cuenta con normativas específicas para los 
aspectos arquitectónicos y de diseño para este particular, aunque sí se cuenta con una guía 
emitida por el Ministerio de Salud y Asistencia Social para la atención médica del recién nacido 
prematuro.11 

Esto nos deja en una posición un tanto desventajosa, en el sentido que no hay una regla clara 
en cuanto a la ambientación y climatización de esta importante área del hospital, sin embargo 
un aporte importante mientras se establecen normas propias, es la indagación en normas 
internacionales para conocer cuáles son los criterios aceptados de calidad climática, entre otros 
muchos aspectos, para el buen funcionamiento de esta área clínica de tanta relevancia. Se centra 
la atención específicamente en la parte de climatización por ser el objeto del diseño propuesto 
en este trabajo. 

1.1.8 Influencia de los parámetros ambientales en el recién nacido prematuro 

La población de recién nacidos prematuros y/o enfermos tiene hoy en día la ventaja de contar 
con procedimientos médicos muy eficientes y tecnología biomédica muy avanzada, lo que le da 
una mayor expectativa de sobrevivir. Sin embargo, el hecho de que los órganos del prematuro 
están inmaduros, especialmente el sistema nervioso, hace que no sea capaz de manejar el estrés 
sensorial que a menudo infringen ciertas condiciones físicas de su entorno. El medio ambiente 
físico y psicológico de la UCIN  puede ser un factor decisivo en el desarrollo neonatal. Los 
procedimientos frecuentes, la manipulación y la exposición a la luz y el ruido pueden causar 
estrés fisiológico en los bebés, lo que aumenta su tiempo de estancia en la unidad y, en última 
instancia, disminuir su desarrollo cognitivo. No sólo este entorno afecta al bebé prematuro, 
también estos niños se ven afectados indirectamente por el estrés del cuidador y la capacidad de 
proporcionar una atención adecuada.  

La calidad de los parámetros físicos ambientales que afectan directamente el sistema nervioso 
del bebé depende en gran manera del diseño de las instalaciones de la UCIN, especialmente en 

                                                 
11 Documento del MSPAS: “Lineamientos técnicos para la atención integral en salud del prematuro con peso menor de dos mil 

gramos al nacer”, año 2013. 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

7 

 

lo referente a climatización (temperatura y humedad relativa), recambios de aire, ruido e 
iluminación ambiental. Para lograr los valores ideales de estos parámetros, deben considerarse 
muchas características de diseño tales como colocación de luminarias, aire acondicionado, 
disposición y colocación de equipamiento, entre otras provisiones. Debido a esto, surge la 
necesidad de constatar que los valores de los parámetros ambientales mencionados estén dentro 
de los rangos permitidos y que asegure que no se afectarán los frágiles sentidos y sistema 
nerviosos del paciente, pudiéndose implementar un sistema que mida en tiempo real cada 
parámetro, e indique si está sobrepasando los límites permitidos, establecidos en los estándares 
y normativas internacionales. 

1.1.9 Normativas y estándares internacionales relacionados con los parámetros 
ambientales de la UCIN 

A continuación se muestra una tabla donde se puede apreciar la normativa o estándar, y cuál es 
su enunciado respecto a los parámetros ambientales de la UCIN. 

 
Tabla 2. Resumen de principales estándares para el diseño de una UCIN 

 

Normativa o Estándar Parámetro 
Ambiental  

Enunciado (Textual) 

Standard 10: Ambient Temperature and 
Ventilation. 
Recommended Standards for 
Newborn ICU Design (Consensus 
Conference on newborn ICU 
Design, January 26, 2012 Clearwater 
Beach, Florida, US 

Temperatura 
y Humedad 
Relativa 

“The NICU shall be designed to provide an air 
temperature of 72°F to 78°F (22-26° C) and a 
relative humidity of 30-60%, while avoiding 
condensation on wall and window surfaces” 

Standard 22: Ambient Lighting in 
Infant Care Areas. 
Recommended Standards for 
Newborn ICU Design (Consensus 
Conference on newborn ICU 
Design, January 26, 2012 Clearwater 
Beach, Florida, US 

Iluminación 
Ambiental 

“Ambient lighting levels in infant spaces shall 
be adjustable through a range of at least 10 to 
no more than 600 lux (approximately 1 to 60 
foot candles), as measured on a horizontal 
plane at each bedside” 

Standard 27: Acoustic Environment. 
Recommended Standards for 
Newborn ICU Design (Consensus 
Conference on newborn ICU 
Design, January 26, 2012 Clearwater 
Beach, Florida, US 

Ruido 
Ambiental 
(Sonido) 

“In infant rooms and adult sleep areas, the 
combination of continuous background sound 
and operational sound shall not exceed an 
hourly Leq of 45 dB and an hourly L10 of 50 
dB, both A-weighted slow response. Transient 
sounds or Lmax shall not exceed 65 dB, A-
weighted, slow response in these rooms/areas” 

1. Acústica 
13.5. Anexo 5: Consideraciones sobre 
las condiciones ambientales, 
instalaciones y elementos constructivos. 
Estándares y recomendaciones de 
calidad para Unidades de 
Neonatología, editado por el 
Ministerio de Sanidad, Servicios 
Sociales e Igualdad, Gobierno de 
España 

Ruido 
Ambiental 
(Sonido) 

“El nivel de ruido en la unidad debe ser 
inferior a 45 dB (10-55 dB) y no debe superar 
un máximo de 65-70 dB de forma transitoria” 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

8 

 

Normativa o Estándar Parámetro 
Ambiental  

Enunciado (Textual) 

2. Iluminación 
13.5. Anexo 5: Consideraciones sobre 
las condiciones ambientales, 
instalaciones y elementos constructivos. 
Estándares y recomendaciones de 
calidad para Unidades de 
Neonatología, editado por el 
Ministerio de Sanidad, Servicios 
Sociales e Igualdad, Gobierno de 
España 

Iluminación 
Ambiental 

“Los niveles recomendados de iluminación 

en la Unidad de Cuidados Intensivos de 

Neonatología donde haya grandes 

prematuros, deberían oscilar entre 10 y 600 

lux (con capacidad de regulación), medidos 

en el plano horizontal de la cuna o 

incubadora (con menos de 30 semanas debe 

disponer de un nivel de iluminación inferior 

a los 20 lux).” 

4. Climatización 
13.5. Anexo 5: Consideraciones sobre 
las condiciones ambientales, 
instalaciones y elementos constructivos. 
Estándares y recomendaciones de 
calidad para Unidades de 
Neonatología, editado por el 
Ministerio de Sanidad, Servicios 
Sociales e Igualdad, Gobierno de 
España 

Temperatura 
y Humedad 
Relativa 

“El sistema de climatización debe diseñarse y 

calcularse para disponer de una temperatura 

en la Unidad de 22º a 26 ºC, dentro de las 

salas de atención hasta 30ºC con una 

humedad relativa entre el 30 y el 60%. La 

zona de atención clínica al neonato debe 

disponer de presión positiva respecto a las 

zonas adyacentes de la Unidad.” 

American Academy of Pediatrics 
(AAP) 

Ruido 
Ambiental y 
Monitoriza-
ción 

“The American Academy of Pediatrics (AAP) 
recommends that sound levels be lower than 
45 dBA in the NICU, based on a report from 
the US Environmental Protection Agency 
(EPA). According to the AAP, exposure to 
noise above 45 dBA may result in cochlear 
damage or disrupt the normal growth and 
development of premature infants (American 
Academy of Pediatrics, 1997). The AAP 
suggested pediatricians monitor sound in the 
NICU environments and within incubators” 

Fuentes: Reporte de la conferencia del décimo octavo conceso sobre recién nacidos sobre el diseño de la UCIN, 
Clear Water, Florida, EEUU; Investigación: “Unidades de neonatología, estándares y recomendaciones de calidad”, 
realizada por el Ministerio de Sanidad de España; articulo “Noise: A Hazard for the Fetus and Newborn”, del 
comité de salud ambiental de la Academia Americana de Pediatra. 

De la tabla anterior se puede reconocer cuales son los niveles aceptados internacionalmente para 
los parámetros ambientales y de climatización que debe existir en una UCIN. Si adoptamos 
como permitidos los estándares recomendados para el diseño de la UCIN establecidos en 
Clearwater Beach, Florida, Estados Unidos en el año 2012, los valores ideales para este ambiente 
son los siguientes: 

Tabla 3. Límites de los principales parámetros Ambientales en la UCIN, según estándares de EEUU y España 
 

Parámetro Rango de Valores 

Temperatura De 22° a 26°C 

Humedad Relativa De 30 a 60% 

Iluminación 600 Lux (Máximo) 

Ruido Ambiental 65 dB (Máximo) 

Estos valores se consideran los idóneos para no someter a estrés innecesario a la frágil 
constitución de los bebés prematuros, impidiendo causar daños permanentes y perniciosos para 
el paciente. 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

9 

 

1.2 Planteamiento del problema 

Las Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales en El Salvador, han alcanzado un aceptable 
grado de desarrollo en brindar buena calidad en la atención a los recién nacidos de alto riesgo, 
se posee la tecnología biomédica adecuada así como el personal médico indicado. Se conoce 
también que un ambiente inadecuado en el recinto es potencialmente dañino para el prematuro. 
Sin embargo, al carecer de normativas específicas que indiquen los estándares a cumplir en lo 
que respecta a parámetros ambientales, el personal no está familiarizado o desconoce cuáles son 
los límites en los que debe establecerse cada uno de ellos. 

Esta deficiencia podría llevar a que se presenten situaciones que pongan en riesgo los frágiles 
sistemas de los bebés dentro del servicio. Por ejemplo, se sabe que los ruidos excesivos mayores 
de 65 dB pueden provocar problemas permanentes de hipoacusia por rotura de tímpano, o en 
el peor de los casos, cofosis permanente. Estos ruidos pueden darse fácilmente en tonos de 
teléfono, alarmas de equipos médicos, tonos de voz muy altos, dejar caer objetos pesados, ruidos 
externos como maquinaria de construcción, entre otros. Igualmente la iluminación excesiva que 
rebase los 600 lux, puede causar daños en la retina, provocando una posible ceguera, pudiéndose 
dar esta situación al no proteger los ojos de los neonatos ante fuentes de luz muy fuertes como 
lámparas de fototerapia, lámparas de examinación, luz solar a través de ventanas, entre otros.  
Además, aunque las consecuencias no lleguen niveles altos de gravedad, el ruido y luz excesivos 
pueden ser causantes de problemas futuros en el sistema nervioso del bebé. La temperatura y 
humedad excesivas o muy bajas, afectan el funcionamiento de las incubadoras neonatales y 
cunas térmicas, a su vez tiene mucha influencia en el personal de la unidad, lo que al final 
confluye en los procesos que se le realizan al paciente. 

En consecuencia, en el presente trabajo se contribuye a que al interior de la UCIN se estén 
verificando continuamente los parámetros ambientales de Temperatura, Humedad Relativa, 
Iluminación y Presión sonora (Ruido), realizando las mediciones necesarias y presentando en 
tiempo real los indicadores o alarmas necesarios para indicar si los rangos están dentro o fuera 
de los rangos especificados en los estándares internacionales,  de tal manera que se pueda saber 
en todo momento, los riesgos ambientales que pueden estar sufriendo los pacientes, y de esta 
manera, minimizar aquellas situaciones que lleven a sobrepasar los límites permitidos. 

 

1.3 Objetivos 

1.3.1. General 

Diseñar y construir un Monitor de Parámetros Ambientales para una Unidad de Cuidados 
Intensivos Neonatales, tomando en cuenta los rangos establecidos por los estándares 
internacionales. 

 

 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

10 

 

1.3.2 Específicos 

Diseñar medidores electrónicos de temperatura, humedad, iluminación y ruido ambiental que 
puedan obtener mediciones en tiempo real de los parámetros ambientales en una UCIN. 

Construir un módulo instalable en el servicio de la UCIN para indicar cuando los valores de los 
parámetros ambientales de temperatura, humedad relativa, iluminación y ruido ambiental 
excedan los valores establecidos por los estándares internacionales. 

Desarrollar una HMI (Interfaz Hombre-Máquina) para presentar los valores medidos de los 
parámetros ambientales en un equipo informatizado cuando sea requerido. 

 

1.4 Justificación 

El desarrollo de nuestro país va encaminado a que en un futuro muy cercano todas las 
instituciones, tanto públicas como privadas, busquen la excelencia y la mejora continua de sus 
procesos, de tal manera que estos puedan ser validados o acreditados por entidades externas 
auditoras que corroboren los sistemas de gestión de la calidad de sus procesos. Las instituciones 
que brindan salud a la población no son la excepción, la acreditación hospitalaria es una realidad 
a la que nos tendremos que enfrentar tarde o temprano.  

Un sistema de gestión de la calidad exige una monitorización permanente de todos los 
parámetros involucrados en la prestación de un servicio, de tal manera que se puedan establecer 
indicadores de calidad. El presente trabajo pretende ser un pequeño esfuerzo para el 
aseguramiento de la calidad del ambiente en un área específica del hospital como lo es la UCIN, 
el cual, con pocas modificaciones, puede ser extensible a diversas áreas hospitalarias, tanto de 
atención a pacientes como administrativas. 

 

1.5 Limitaciones  

La implementación del monitor de parámetros ambientales tiene como meta principal 
determinar situaciones puntuales de rebase de límites de parámetros ambientales, para alertar al 
personal del área de UCIN en el caso que los registros de temperatura, humedad, luz  y sonido 
ambiental estén fuera de los rangos establecidos por los estándares internacionales. Esto tendrá 
como resultado lógico la gestión necesaria para ajustar los equipos de aire acondicionado, la 
luminosidad ambiente mediante la disminución de la intensidad de la luz circundante y el ruido 
ambiental, bajando el volumen de alarmas u otros equipos, bajando la voz al hablar, o colocando 
barreras sonoras si el exceso de ruido proviene del exterior. No se ha pretendido diseñar 
medidores altamente precisos de estos parámetros, por lo que el proceso de diseño se ha basado 
en datos experimentales, cotejados con un equipo real calibrado en fábrica. Los valores de los 
datos obtenidos son muy cercanos a los reales, pudiendo darnos la certeza suficiente para los 
propósitos de alerta que el monitor cumple.  



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

11 

 

Capítulo 2 
Marco Teórico 

En el Capítulo 2 se presentan cuáles son los métodos posibles o instrumentos para realizar la 
medición de los parámetros ambientales, además se presentan las alternativas entre las cuales se 
puede escoger el diseño del módulo para una Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales. 

2.1 Instrumentación para la medición de parámetros ambientales 

2.1.1 Sensores de Temperatura  

La temperatura se define como el grado específico de calor o frío cuando está referenciado a 
una escala en particular12. Los sensores de temperatura son aquellos dispositivos o mecanismos 
artificiales utilizados por el ser humano para conocer el grado de calor o frío existente en un 
objeto o lugar. Ya en forma natural, el cuerpo humano cuenta con biosensores internos y 
externos que le indican al cerebro si el calor del cuerpo es elevado o bajo.  

Los sensores de temperatura pueden pertenecer a tres familias en particular: Los 
electromecánicos, los resistivos y los electrónicos.  

Los sensores electromecánicos pueden ser: a) Termostatos bimetálicos: los cuales se basan en 
el voltaje generado por la expansión o contracción de dos metales unidos ante los cambios de 
temperatura, y b) Termostatos de Bulbo o Capilares: Se basan en la expansión o contracción de 
un fluido ante los cambios de temperatura. Estos sensores de temperatura son muy usados para 
monitorear o controlar sistemas dependientes de la temperatura, son muy robustos y se usan 
principalmente en aplicaciones industriales dado su amplio rango de medición de temperaturas 
(entre -200° y 2300°C) 

 Los sensores resistivos llamados también Termistores13 son dispositivos que cambian su 
resistividad en función de la temperatura que los circunda. Consisten típicamente de una 
combinación de dos o tres capas de óxidos metálicos que se sintetizan en una base de cerámica, 
cubiertos por material epóxico o vidrio. El termistor puede ser del tipo PTC (Positive 
Temperature Coefficient) el cual aumenta su resistencia al aumentar su temperatura o del tipo 
NTC (Negative Temperature Coefficient) el cual disminuye su resistencia al aumentar la 
temperatura. La relación entre resistencia y temperatura es exponencial inversa en ambos casos.  

Este tipo de sensor es muy utilizado para aplicaciones de medición de temperaturas fisiológicas, 
ya que en el rango de posibles temperaturas corporales (de 30° a 40°C), presenta una relación 
cuasi-lineal entre resistencia y temperatura, facilitando su post-procesamiento electrónico. 
También son muy utilizados en medidores de temperatura ambiental dada su facilidad de 
manejo y configuración electrónica. Una desventaja es que ameritan calibración periódica. 

                                                 
12 Definición tomada del libro “Sensor Technology Handbook”, Wilson, Jon S. (2005), pag.531 
13 Termistor: Palabra compuesta para indicar un “Resistor Térmico” o una resistencia eléctrica cuyo valor depende de la 

temperatura. 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

12 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 4. Diferentes tipos de Termistores y su simbología 

 
Los sensores electrónicos de temperatura son aquellos que ya han sido fabricados de manera 
encapsulada y que ya están configurados para mediciones específicas. Entre muchos, podemos 
citar los siguientes: a) el circuito integrado LM35: es un circuito integrado que proporciona una 
salida de voltaje proporcional a la temperatura que mide (salida analógica), su encapsulado puede 
encontrarse para mediciones de superficie o ambiente. b) el circuito integrado LM77: es un 
sensor de temperatura con salida digital, c) el sensor DHT11: es un sensor de temperatura y 
humedad relativa que está especialmente diseñado para funcionar con el circuito embebido 
ARDUINO14, su salida es digital y es necesario poseer un código especial de librería de Arduino 
para leerlo. Su principio de funcionamiento para medir temperatura es del tipo termistor NTC. 

 
 

 

 

 

 
Figura 5. Sensor de Temperatura y Humedad Relativa DHT11 para Arduino 

 

2.1.2 Sensores de Humedad 

La humedad se define como el vapor de agua contenido en el aire y otros gases15. La humedad 
se mide generalmente en términos de humedad absoluta (la relación de la masa de vapor de agua 
entre el volumen de aire o gas), punto de rocío (la temperatura y la presión a la que un gas 
comienza a condensarse en un líquido), y la humedad relativa (la relación entre el contenido de 
humedad de aire en comparación con el nivel de humedad saturada a la misma temperatura o 

                                                 
14 ARDUINO es un circuito electrónico embebido ideado para diseñar controles electrónicos manejados mediante un código 

o software. 
15 Definición tomada del libro “Sensor Technology Handbook”, Wilson, Jon S. (2005), pag.271 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

13 

 

presión).  

El desarrollo reciente en la tecnología de semiconductores ha hecho posible que los sensores de 
humedad sean altamente precisos, duraderos y rentables. Los sensores de humedad más 
comunes son capacitivos, resistivos, y de conductividad térmica.  

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Figura 6. Sensor de Humedad Relativa tipo capacitivo 

 
En un sensor de humedad relativa de tipo capacitivo, el cambio en la constante dieléctrica es 
casi directamente proporcional a la humedad relativa en el ambiente. El cambio típico en la 
capacitancia es 0.2-0.5 pF para el 1% de variación de humedad relativa. Los sensores de 
humedad resistivos miden el cambio de impedancia, que por lo general tiene una relación 
exponencial. Los sensores de humedad  de conductividad térmica  (también conocidos 
como sensores de humedad absoluta) miden la humedad absoluta mediante el cálculo de la 
diferencia entre la conductividad térmica del aire seco y la del aire que contiene vapor de agua. 
El sensor DHT11 es un sensor de temperatura y humedad relativa que está especialmente 
diseñado para funcionar con el circuito embebido ARDUINO16, su salida es digital y es 
necesario poseer un código especial de librería de Arduino para leerlo. Su principio de 
funcionamiento para medir humedad relativa es del tipo resistivo. 
 

2.1.3 Sensores de Iluminación Ambiental 

Un detector de luz convierte la energía radiante que se absorbe en un cambio de un parámetro 
del dispositivo tal como la resistencia, corriente o voltaje. También se pueden necesitar algo de 
electrónica de acondicionamiento de señal para convertir la salida básica del detector en una 
señal de voltaje más útil. Los tipos de sensores lumínicos más utilizados están construidos a base 
de semiconductores, pudiendo ser del tipo fotoresistivo, de unión (fotodiodos y 
fototransistores) y celdas fotovoltáicas. 

Los del tipo fotoresistivos varían su resistencia eléctrica ante la variación de luz que reciben, tal 
es el caso de las LDR (Light Dependant Resistor) las cuales varían su resistencia inversamente 
a la intensidad de luz que reciben, en una relación exponencial inversa. Los de tipo unión se 
basan en uniones de semiconductores tipo P y N las cuales cambian sus características 
conductivas ante la presencia de luz. Las celdas fotovoltaicas generan un voltaje directo a partir 
de la intensidad de luz que reciben. 

                                                 
16 ARDUINO es un sistema embebido diseñado para construir controles electrónicos manejados mediante un código 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

14 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 7. Resistencia dependiente de la Luz (LDR), simbología y relación resistencia-luz 

 

2.1.4 Sensores de Ruido Ambiental (Sonido) 

Llamamos sonido o ruido a la onda de presión del aire ejercida por el movimiento de las 
partículas de este, provocado a su vez por un objeto en movimiento. En el cuerpo humano, el 
oído es el biosensor que convierte estas ondas mecánicas en señales nerviosas, a través del 
transductor natural que es el tímpano. Llamamos onda sonora a aquella que puede percibirse 
como “sonido” por el oído humano: su frecuencia debe estar en el rango de 10 Hz a 20 KHz, y 
su intensidad a partir de los 10 decibeles. 

Los sensores artificiales clásicos utilizados para percibir el sonido ambiente, son los micrófonos. 
Los micrófonos son dispositivos que transforman las ondas sonoras en una señal eléctrica útil 
y medible para su procesamiento17. Una aplicación práctica son los amplificadores de audio y 
los ecualizadores, entre otros. También pueden utilizarse, como lo es el caso de este trabajo, 
para medir la intensidad del sonido ambiental. 

 

 

 

 

 

 

Figura 8. Micrófono tipo Capacitivo 

                                                 
17 Tomado del libro: The Mecatronics Handbook, Bishop, Robert H., CRC Press, 2002, pag.218 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

15 

 

 

Los micrófonos pueden ser dinámicos, de tipo capacitivo o inductivo. Tanto los capacitivos 
como los inductivos se basan en el cambio de capacitancia o inductancia proporcional al 
movimiento que un diafragma transmite según la onda de presión sonora que percibe. 

2.1.5 Acondicionamiento de las señales de los sensores 

Típicamente, los sensores no se pueden conectarse directamente a los instrumentos de registro 
o los dispositivos que procesan la señal, ya que la señal puede ser incompatible, demasiado débil 
o ruidosa. La señal debe ser acondicionada, es decir, limpiada, amplificada y convertida en un 
formato compatible. 

Este acondicionamiento por lo general es en la etapa analógica del circuito: en una primera 
instancia se busca linealizar la respuesta del sensor, es decir que su salida sea un valor eléctrico 
proporcional al parámetro físico que está midiendo. Luego, obtener voltajes o corrientes 
proporcionales, en el caso que el sensor sea del tipo resistivo, capacitivo o inductivo. En los 
casos en que el sensor por su naturaleza proporciona voltajes o corrientes de forma directa, esta 
etapa no es necesaria. También se requiere de filtros para rechazar el ruido eléctrico ambiental 
que pueda ser fuente de interferencias, para esto se utilizan filtros analógicos pasabanda, o 
especiales para el ruido de línea como los filtros Notch.  

La etapa que sigue por lo general es la transformación de la señal analógica en una señal digital 
o ADC18, pudiendo entonces ser procesada por computadoras o circuitos embebidos que en 
realidad son microsistemas computarizados. En esta etapa de procesamiento digital es que se 
lleva a cabo la presentación y registro de las señales tomadas por los sensores. 

2.1.6 Los sistemas o circuitos embebidos 

Hoy día la implementación de proyectos que involucren circuitos electrónicos se ha vuelto 
mucho más amigable. Es un hecho que cada vez más personas, que aun teniendo limitados 
conocimientos de electrónica, puedan incursionar en campos como la robótica o 
telecomunicaciones. Tanto los programas de computadora (software) como sus componentes 
electrónicos físicos (hardware) se han vuelto mucho más fáciles de implementar y manejar. Un 
ejemplo de esto es la tecnología “plug and play”, es decir a veces basta conectar un dispositivo 
a una computadora para que este funcione inmediatamente. 

Los circuitos embebidos han venido a incursionar como una respuesta a la necesidad de montar 
con rapidez diversos proyectos que buscan solucionar problemas específicos. Al contrario de lo 
que ocurre con una computadora de propósito general (como por ejemplo una PC o MAC) que 
están diseñadas para cubrir un amplio rango de necesidades, los sistemas embebidos se diseñan 
para cubrir necesidades específicas. 

Las ventajas que presenta un sistema embebido al enfrentar la implementación de un proyecto 
de electrónica, en vez de su construcción etapa por etapa, es que mediante un programa o 
software se puede cambiar fácilmente el fin específico de lo que se requiere implementar. Por 

                                                 
18 ADC: Convertidor Analógico - Digital 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

16 

 

ejemplo, con un sistema embebido se pueden construir sistemas electrónicos tan diferentes 
como un semáforo o un robot, con solo cambiar los componentes externos y el código o 
programa. 

Existen hoy día diversos tipos y modelos de circuitos embebidos tales como los Tessel, 
Beaglebone, FPGA, Raspberry Pi o Arduino, entre muchos, cada una con características y 
capacidades diferentes. Los fabricantes por lo general distribuyen con sus tarjetas electrónicas, 
los sensores y componentes complementarios para sus sistemas embebidos. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Figura 9. Diferentes tecnologías en sistemas embebidos  
(TESSEL, BEAGLEBONE, RASPBERRY PI y FPGA) 

 

2.1.7 La tarjeta Arduino 

La tarjeta Arduino fue ideada en Italia como un esfuerzo de un grupo de estudiantes del instituto 
IVREA19 en al año 2005 por utilizar sistemas electrónicos embebidos de bajo costo. El 
estudiante colombiano Hernando Barragán desarrolló el prototipo llamado WIRING sobre el 
cual los investigadores Massimo Branzi, David Cuartielles  y Tom Igoe trabajaron dando como 
resultado la placa Arduino. Esta nueva placa de prototipado electrónico cumplía con dos 
características esenciales: su hardware era de bajo costo y su software era de código abierto. Esto 
fue suficiente para que esta placa se popularizara mundialmente para el diseño de sistemas de 
control electrónico con poca inversión y máximo rendimiento, sin comprometer la calidad. En 
El Salvador es uno de los sistemas embebidos más populares principalmente en el ámbito 
educativo debido al bajo costo de la placa y accesorios, relativa facilidad de manejo, software 
libre y de código abierto, entre otras ventajas. Sin embargo a pesar de tener pocos años de 
incursión en el medio, comienza a incursionar en otras áreas tales como la industria y las 

                                                 
19 Instituto Italiano que se dedicó a la investigación de nuevas tecnologías de prototipado electrónico y software libre. 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

17 

 

telecomunicaciones. 

 

 

 

 

 

 

 
Figura 10. Diferentes modelos del sistema embebido Arduino (UNA, MEGA y LEONARDO) 

2.2  Medidores de parámetros ambientales en el mercado 

Existe en el mercado una amplia variedad de marcas y fabricantes de equipos dedicados a la 
medición de parámetros ambientales. Una característica importante que cualquier equipo en el 
mercado debe cumplir es la calibración, lo cual garantiza la confiabilidad en las mediciones 
tomadas. Citaremos tres de entre muchas marcas de medidores de parámetros ambientales y sus 
características, para conocer el mercado de estas tecnologías a nivel mundial a manera de 
ejemplo. 

2.2.1 Medidores ambientales marca EXTECH  

Este equipo está diseñado para medición de cinco parámetros ambientales: Humedad, 
Temperatura, Luminosidad, Sonido y Velocidad del aire. Está fabricado en Estados Unidos, 
siendo la marca EXTECH ampliamente reconocida desde 1971 como fabricantes de equipos 
de prueba y medición. Poseen un laboratorio de Calibración certificado y que trabaja en 
conjunto con el NIST (Instituto Nacional de Normas y Tecnología de Estados Unidos). Además 
es portátil y fácil de manejar. Los costos de adquisición de este equipo pueden rondar entre los 
US$300 a US400. 

 

 

 

 

 
Figura 11. Medidor ambiental multiparámetros EXTECH modelo EN300 

 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

18 

 

2.2.2 Medidores ambientales marca TESTO  

TESTO es una compañía ubicada en Alemania, reconocida mundialmente por la calidad de su 
equipo de prueba y medición, portátiles y estacionarios. Posee medidores ambientales de 
parámetros individuales, así como multifunción. También proporciona con sus equipos 
certificados de calibración avalados por Organismos Metrológicos Europeos. Los medidores 
multiparámetros de este fabricante son considerados como uno de los mejores en cuanto a 
calidad y prerrogativas tecnológicas, aunque es de los equipos más onerosos del mercado. El 
modelo 480 mide temperatura, humedad, presión y velocidad del aire, luz y CO2. Su precio es 
de €1,350 sin gastos de envío. 

 

 

 

 

Figura 12. Medidor ambiental multiparámetros marca TESTO modelo 480 

 

2.2.3 Medidores ambientales marca HT Instruments  

Los medidores HT Instruments están fabricados en España, y fabrican un aparato específico 
para cada parámetro ambiental, por ejemplo poseen Luxómetros, Sonómetros, Termómetros e 
Higrómetros de forma separada. Cuentan con calibración y certificación avaladas por 
Organismos Metrológicos Europeos. El modelo HT307 es un medidor de intensidad lumínica 
y el modelo SC102 es un sonómetro, el valor en conjunto es de €250 aproximadamente sin 
incluir gastos de envío. 

 

 

 

 

 

Figura 13. Luxómetro y Sonómetro marca HT modelos HT307 y SC102 

 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

19 

 

2.2.4 Medidores ambientales marca OMEGA  

OMEGA es un fabricante de equipos de medición de origen estadounidense con mucho 
renombre a nivel internacional. El modelo RH87 es un medidor ambiental digital multifunción 
que combina la función del nivel de sonido, luxómetro, medidor de humedad relativa, medidor 
de temperatura y anemómetro. Su precio es de US$300 aprox. sin incluir gastos de envío. 

 

 

 

 

 

Figura 14. Medidor multiparámetros marca OMEGA modelo RH87 

 

2.2.5 Medidores ambientales marca HIBOK 

Los equipos marca HIBOK son fabricados por HIBOK AUTOMATION PTE. LTD. Con 
sede en Singapur, China. El modelo DAGATRON 905 es ofrecido en muchos portales, donde 
se asegura su fiabilidad como medidor multifunción medio ambiental capaz de medir 6 
parámetros relacionados con la calidad de aire, como son: CO², temperatura, humedad relativa 
y DP (punto de rocío). Su precio es de aproximadamente US$250.  

 

 

 

 

 

Figura 15. Medidor multiparámetros marca HIBOK modelo DAGATRON 905 

 

 

 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

20 

 

2.2.6 Comparación de prestaciones y precios de los diferentes medidores 
multiparámetros. 

Es posible comparar cada modelo presentado en los puntos anteriores, que parámetros pueden 
medir y sus precios, de tal manera que se pueda evidenciar las ventajas o desventajas de adquirir 
estas tecnologías, para efectuar el monitoreo de los parámetros ambientales en cualquier 
ambiente. A continuación se presenta una tabla comparativa a este respecto. 

Tabla 4. Tabla comparativa de marcas, mediciones, precios, ventajas y desventajas 
de medidores ambientales en el mercado 

Marca Modelo 
Parámetros Ambientales 
Medidos (Prestaciones) 

Precio 
Aprox. 

Ventajas Desventajas 

 
EXTECH 

 
EN300 

Temperatura, luz, sonido, 
humedad, velocidad viento 

US$300.00 
Es de marca 
reconocida y 

precio accesible 

No alerta al 
sobrepasar límites 

TESTO 480 
Temperatura, luz, sonido, 
humedad, velocidad viento, 
presión y CO2 

€1,350.00 
Es de marca 
reconocida 

No indica al 
sobrepasar límites. 

Su precio es elevado 

HT 
Instruments 

HT307 y 
SC102 

Luz y sonido, 
separadamente 

€250.00 Precio accesible 
No se integra en un 

solo medidor 

 
OMEGA 

 
RH87 

Temperatura, luz, sonido, 
humedad, y presión  

US$300.00 
Es de marca 
reconocida y 

precio accesible 

No alerta al 
sobrepasar límites 

HIBOK 
DAGATRON 

905 
Temperatura, humedad, 
DP y CO2 

US$250.00 Precio accesible 

No mide Luz ni 
Sonido. 

Es de marca no 
reconocida 

Los precios no incluyen gastos de envío ni impuestos, por lo que podemos afirmar que contar 
con un medidor de parámetros ambientales adecuado y de marca reconocida, aunque ninguno 
realiza la labor monitoreo, ronda de US$350 a US$400 como mínimo. 

2.3 Alternativas para la medición y monitorización de parámetros 
ambientales en la UCIN 

Existen varias maneras de realizar el monitoreo continuo de los parámetros ambientales de la 
UCIN, uno de ellos es adquirir un equipo de medición de parámetros ambientales y realizar 
mediciones de manera periódica, esto requeriría adquirir un equipo multiparámetros y entrenar  
a una persona para realizar las mediciones respectivas. Luego confrontar con los límites 
permitidos y verificar que no se sobrepasen. 

Otra alternativa es construir e instalar un aparato de forma permanente, construido ad-hoc para 
este propósito y que únicamente nos indique si alguno de estos parámetros está fuera de rango, 
y que además, si es necesario, se puedan obtener lecturas de los datos ambientales en un 
momento dado. 

El presente trabajo constituye la elección de la segunda alternativa, en la que se implementa un 
aparato específico que vigile que estos parámetros no sobrepasen los límites establecidos por 
los estándares, y además tenga la opción de leer los datos de cada parámetro mediante una 
interfaz gráfica en una computadora. 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

21 

 

 Capítulo 3 
Marco Metodológico 

Este capítulo contiene las metodologías y criterios de diseño aplicados en la construcción de un 
módulo electrónico de medición de parámetros ambientales para una UCIN, que realice dos 
funciones fundamentales: Monitorizar que los parámetros ambientales estén dentro de los 
límites permitidos, con indicadores visibles en el lugar que alerten al personal en caso de que 
estos estuviesen fuera de los límites, y en segunda instancia, poder registrar los datos medidos 
diseñando una interfaz gráfica en computadora (HMI). 

3.1 Aspectos de diseño del módulo de medición de parámetros ambientales 
para una UCIN 

3.1.1 Diseño electrónico mediante el sistema embebido Arduino 

Gracias a su relativa simplicidad y bajo costo, los sistemas embebidos han adquirido una gran 
aceptación a nivel mundial, principalmente para realizar diseños electrónicos de equipos tales 
como robots, vehículos aéreos no tripulados (UAV’s), sistemas de control automático, entre 
otros; la placa Arduino en sus diferentes modalidades no es la excepción. Además, contar con 
los sensores específicos diseñados para trabajar con la placa y la estructuración de un código 
abierto basado en el lenguaje de programación C++, con abundantes ejemplos y literatura, 
favoreció la decisión para que el módulo se diseñara bajo este sistema embebido. A continuación 
se describen los componentes utilizados y su ensamble final. 

3.1.2 La placa Arduino Uno 

Entre los diferentes modelos de la placa Arduino, se decidió escoger para el diseño del módulo,  
la placa Arduino Uno. Las causas principales son dos: Este sistema posee 6 entradas analógicas 
(de las cuales se  utilizarán solo dos como se verá más adelante) y 14 pines que se pueden 
configurar como entradas/salidas digitales (de las cuales se utilizarán 5), lo cual es suficiente 
para obtener las lecturas de los sensores ambientales y activar respuestas visuales ante el 
rebasamiento de los límites de los parámetros. Además, la capacidad de memoria y 
procesamiento nos permitirán comunicarnos con la aplicación de software en la computadora 
para presentar los datos, así como también la facilidad en obtener los programas, librerías y 
drivers debido a que forman parte del movimiento de código abierto. 

3.1.3 El sensor de temperatura y humedad relativa DHT11 para Arduino 

Este sensor incluye un componente de medición de humedad de tipo resistivo y un componente 
de medición de temperatura tipo termistor NTC, y se conecta a un Microcontrolador de alto 
rendimiento de 8 bits, que ofrece una excelente calidad, respuesta rápida y capacidad anti-
interferencia. Cada elemento DHT11está estrictamente calibrado en laboratorio por lo que es 
altamente preciso en sus mediciones. Los coeficientes de calibración se almacenan como 
programas en la memoria digital, que se utilizan por el proceso de detección de la señal interna 
del sensor. La interfaz en serie de un solo cable hace que la integración del sistema rápida y fácil. 
Por su pequeño tamaño, bajo consumo de energía y versatilidad lo convierten en una de las 
mejores opciones para diversas aplicaciones, incluyendo aquellas más exigentes. El Sensor 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

22 

 

completo para Arduino es de 3 pines: Alimentación (5 VDC), tierra y señal de salida de datos 
de temperatura y humedad (digital). 

 

 

 

 

 
 

Figura 16. Sensor de Temperatura y Humedad Relativa DHT11 para Arduino 

3.1.4 El sensor lumínico KY-018  

El sensor KY-018 es una resistencia dependiente de la luz (LDR), muy útil para medir la 
intensidad de la luz. En la oscuridad, su resistencia es muy alta, a veces hasta 1MΩ, pero cuando 
el sensor LDR se expone a la luz, la resistencia se reduce drásticamente, incluso hasta unos 
pocos ohmios, dependiendo de la intensidad de la luz. Son ampliamente utilizadas en las 
cámaras, luces solares de jardín, entre otras aplicaciones variadas de control por iluminación. El 
sensor es alimentado por 5V, el circuito del sensor es básicamente una LDR en serie con una 
resistencia, lo que proporciona un voltaje de salida proporcional al cambio de resistencia de la 
LDR ante los cambios de Luz, señal que puede ser leída e interpretada por un código de 
Arduino. 

 

 

 

 

 
Figura 17. Sensor de Intensidad Luminosa KY-018  

 

3.1.5 El sensor de sonido KY-038  

El sensor KY-038 es un micrófono del tipo capacitivo, ensamblado en una configuración puente 
y amplificador para obtener un voltaje de salida proporcional a la intensidad sonora que mide 
en el ambiente, posee dos salidas: una analógica que proporciona un valor de voltaje 
proporcional a la intensidad de sonido y una digital, que se pone en HIGH cuando el sonido 
sobrepasa un umbral establecido por un potenciómetro de precisión incorporado al sensor. 
Además posee dos diodos LED incorporados, uno que indica si el sensor está energizado, y el 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

23 

 

otro que es paralelo a la salida digital. 

 

 

 

 

 
Figura 18. Sensor de Intensidad Sonora KY-038 

3.1.6 Indicadores de rebase de límites de parámetros ambientales mediante LED’s 

Se ha escogido para el diseño del módulo ambiental, diodos LED  como indicadores del rebase 
de los límites de cada parámetro medido. Si los parámetros medidos se encuentran en el los 
rangos permitidos, los LED permanecerán apagados, si los límites son rebasados, los LED se 
encenderán. No se escogió colocar alarmas auditivas porque esto incrementaría el sonido 
ambiente a niveles no permitidos por el estándar. 

3.1.7 Construcción física del módulo de parámetros ambientales 

El módulo de parámetros ambientales se construirá de tal manera que pueda ser colocado en el 
ambiente de la UCIN y pueda sensar los parámetros en un punto intermedio de la sala, donde 
se encuentran los neonatos prematuros en sus incubadoras o cunas térmicas, con cuatro 
indicadores LED que indiquen a los encargados del área en cada momento si se están rebasando 
los límites de Temperatura, Humedad Relativa, Iluminación y Sonido. Para ello se escogerá una 
carcasa que albergue los indicadores LED, la placa de Arduino Uno, los sensores KY-018, KY-
038 y DHT11, con los puertos de la placa Arduino accesibles, alimentada por una fuente de 
voltaje de 9VDC. 

3.1.8 Código de Arduino para el funcionamiento del módulo 

El código de la placa Arduino para el módulo de parámetros ambientales deberá desarrollar las 
siguientes funciones: Lectura de dos entradas analógicas: una del sensor KY-018 (Detector de 
Luz) y otra del sensor KY-038 (Detector de Sonido), para ello se han escogido las entradas 
analógicas A0 y A1 del Arduino. La entrada digital 02 se ha escogido para la lectura del sensor 
de humedad y temperatura DHT11 y las salidas digitales de la 03 a la 06 se han escogido como 
salidas para los indiciadores LED. El código deberá definir los pines de entrada, los de salida, 
se deberán utilizar las librerías del sensor DHT11, recoger las lecturas de los pines analógicos, 
procesar los datos leídos y escribir en el monitor de Arduino, los resultados de las lecturas con 
sus unidades respectivas, la Temperatura en grados Celsius (°C), la Humedad Relativa en 
porcentaje (%), el ruido ambiental en Decibeles (dB) y la Iluminación en Luxes (lx). El módulo 
no poseerá lectura directa de datos, solo los cuatro indicadores de rebase de límites, para leer 
los datos deberá conectarse a una computadora con el programa para Arduino y activar su 
monitor. 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

24 

 

3.2 Aspectos de diseño de la interfaz gráfica (HMI) para la lectura de datos 
de parámetros ambientales del módulo de medición de parámetros 
ambientales para una UCIN 

3.2.1 Los programas informáticos disponibles para presentación de datos electrónicos  

Se tiene la certeza que la lectura de datos en el monitor serial para Arduino es bastante limitada, 
solo ofrece una pantalla con datos de manera básica. Es posible con programas especialmente 
diseñados para la presentación de datos construir una presentación mucho más completa y 
profesional de los datos leídos por el módulo de parámetros ambientales. Entre ellos podemos 
mencionar: Visual Basic, Matlab, LabVIEW, entre otros. Para este proyecto se ha escogido el 
programa LabVIEW para la presentación de los datos en pantalla de una manera más 
profesional, de tal manera que los datos puedan ser mostrados en una pantalla con mejores 
recursos que el dato numérico básico. Además, es ventajosa para efectos de calibración y control 
una HMI de mejores alcances visuales. 

3.2.2 El Programa LabVIEW 

LabVIEW20 es una plataforma y entorno de desarrollo para diseñar sistemas, con un lenguaje 
de programación visual gráfico. Recomendado para sistemas hardware y software de pruebas, 
control y diseño, simulado o real y embebido, pues acelera la productividad. El lenguaje que usa 
se llama lenguaje G, donde la G simboliza que es lenguaje Gráfico.21 

LabVIEW facilita enormemente el trabajo de programación para poder construir aplicaciones 
tecnológicas en una computadora, y su fabricante, National Instruments (NI)22, se está 
actualizando constantemente con los requerimientos del mercado. Este último aspecto es 
particularmente importante ya que en vista del auge de la tableta de diseño electrónico Arduino, 
NI lanzó en el año 2009 un paquete de herramientas y drivers para enlazar Arduino con el 
programa LabVIEW. Esto último se ha aprovechado en el presente proyecto para diseñar una 
interfaz de lectura de parámetros y presentación en un entorno mejorado. 

 

 
 
 
 
 
 

Figura 19. Ejemplo de una Interfaz Gráfica de Lab-VIEW y programa de bloques que la genera 

 
                                                 
20 Acrónimo de Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench 
21 Tomado de: https://es.wikipedia.org/wiki/LabVIEW 
22 National Instruments: Empresa dedicada a la fabricación de tecnología para la industria y la educación, con sede en Texas, 

EEUU 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

25 

 

Capítulo 4 
Diseño final y análisis de resultados 

4.1 Descripción del diseño final implementado 

4.1.1 Diseño físico (Hardware) 

El diseño del Módulo de Parámetros Ambientales para la Unidad de Intensivos Neonatales es 
un equipo compuesto por una tableta Arduino Uno como procesador del mismo, un sensor 
DHT11 para medir Temperatura y Humedad Relativa Ambiente, un sensor KY-018 para medir 
iluminación ambiental y un sensor KY-038 el cual es un micrófono para medir intensidad sonora 
en el ambiente. La carcasa es de baquelita, se ha dejado el espacio al lado izquierdo para la 
conexión de cable USB y fuente de voltaje de 9 VDC. Tal como se muestra en la Figura 17, Al 
frente se observan dos ventanas para permitir a los sensores interactuar con el ambiente de la 
UCIN, y 4 diodos LED de color rojo, que son los indicadores de rebase de límites establecidos 
por los Estándares recomendados para el diseño de Unidades de Cuidados Intensivos 
Neonatales emitidos por la Conferencia sobre el Diseño de UCIN, Enero 26, 2012 Clearwater 
Beach, Florida, EEUU y que coinciden con los Estándares del Ministerio de Sanidad, Servicios 
Sociales e Igualdad, del Gobierno de España.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 20. Módulo de Monitorización de Parámetros Ambientales para una UCIN 

El equipo puede funcionar en dos modalidades: 1) Alimentado por la fuente de voltaje y 
funcionando con un programa cargado en el Arduino, el cual está monitorizando que los 
parámetros no se salgan de los límites establecidos, de lo contrario un LED color rojo se 
enciende indicando el rebase. 2) Conectando el cable USB, cargando el código LIFA Base en 
Arduino, que es el código proporcionado por NI para establecer comunicación con el Arduino 
y el software LabVIEW, y abriendo el programa VI de LabVIEW para el módulo de parámetros 
ambientales donde se aprecia la Interfaz construida para el módulo, que consta de la medición 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

26 

 

numérica de los valores de los cuatro parámetros, un indicador tipo termómetro para la 
temperatura, uno tipo tanque para la humedad, uno de medidor analógico para el sonido y un 
medidor de barra para la iluminación, con sus respectivos indicadores de rebase de límites. 

4.1.2 Diseño de los códigos y programas (Software) 

4.1.2.1. Diseño del código para Arduino del módulo 

Para el código de Arduino, se tomó como base el programa ya establecido para la medición de 
temperatura y humedad relativa del sensor DHT11 con sus librerías incluidas. Se estableció el 
pin digital 2 para la entrada de los datos del DHT11. 

 

 

 

Figura 21. Líneas de código para configuración del sensor DHT11 

Seguidamente se establecieron las variables a utilizar por el programa, incluidas aquellas que 
almacenan los datos leídos (variables de entrada “sensorPin” y “sensorPin1” para los sensores 
KY-038 y KY-018 respectivamente) en los sensores del módulo, que se encuentran en los pines 
A0 y A1 respectivamente; y aquellas que manejan los LED indicadores (variables de salida 
“ledPin1”, “LedPin2”, “ledPin3” y “ledPin4” que corresponden a la escritura en los pines 
digitales del 3 al 6). Además se definen las variables que contendrá el dato numérico de la lectura 
del parámetro calculado con base a las mediciones de los sensores (variables “luz” y “sonido”). 
Las variables “sensorValue” y “sensorValue1” son las variables que representarán las lecturas 
crudas de los sensores conectados a A1 y A0.  

 

 

 

 

 

Figura 22. Líneas de código para establecer variables a utilizar en el programa 

Es necesario a continuación establecer la función de cada pin del Arduino utilizado en modo de 
entrada o salida, el establecimiento de comunicación con el sensor DHT11 y la lectura digital de 
datos, en la función “setup” del Programa. Como se puede apreciar, se establecieron los pines 
analógicos A0 y A1 como entradas de datos y los pines digitales 3, 4, 5 y 6 como salidas para 
encender o apagar los LED indicadores de rebase de límites. 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

27 

 

 

 

 

 

 

Figura 23. Líneas de código para establecer entradas, salidas y comunicación digital 

A continuación se pasa a la parte 2 de todo programa de Arduino: la función “loop” la cual se 
estará ejecutando de manera continua. En primer lugar procedemos a leer los datos del sensor 
de temperatura y humedad DHT11, y a escribirlos en el monitor serial: 

 

 

 

 

Figura 24. Líneas de código para inicializar la función “loop”, leer y presentar los  
datos de temperatura y humedad relativa 

En segunda instancia, es necesario calcular los valores de iluminación en Luxes y los valores de 
Sonido en Decibeles. Para este propósito, se utilizó un medidor de parámetros ambientales real 
calibrado de fábrica, un equipo marca EXTECH, modelo EN300.  

 

 

 

 

 

Figura 25. Medidor de Parámetros Ambientales marca EXTECH modelo EN300  utilizado 
para efectos de ajuste y calibración del módulo de parámetros ambientales para una UCIN 

 

Para establecer una relación entre los valores entregados por el sensor y los valores en decibeles 
y luxes, se establecieron tablas de datos y relaciones matemáticas entre ambos datos. Para los 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

28 

 

datos de iluminación, se comprobó que entre los datos medidos con el equipo EN300 a 
diferentes niveles de luz, y los datos entregados por el sensor KY-018 de Arduino y leídos en el 
monitor serial, se pudo establecer una relación lineal de dichos datos, siendo el valor límite de 
600 Lux correspondiente a una lectura de 300 proveniente del sensor. La herramienta 
matemática utilizada es la regresión lineal, la cual consiste calcular la fórmula de la línea recta 
relacional con base a mediciones de campo obtenidas experimentalmente. Con base a varios 
datos medidos, se pudo establecer la ecuación lineal para calcular cualquier valor en Luxes con 
base a un valor emitido por el sensor KY-018, siendo la ecuación como sigue a continuación: 

𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝑰𝒍𝒖𝒎𝒊𝒏𝒂𝒄𝒊ó𝒏 (𝑳𝒖𝒙) =  −𝟏. 𝟗𝟏𝟐𝟔 (𝑳𝒆𝒄𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒅𝒆𝒍 𝒔𝒆𝒏𝒔𝒐𝒓) + 𝟏𝟏𝟔𝟐. 𝟏 (1) 

A continuación se puede observar la tabla de datos experimentales, la curva de datos 
experimentales (en color azul), la curva rectilínea obtenida por regresión lineal y la ecuación 
respectiva. 

Tabla 5. Tabla y curvas para la obtención de valores de medición en Lux del Módulo diseñado 

 

 

 

 

 

 

 

Esta relación se transfiere al código del proyecto para generar los datos de Iluminación en 
unidades Lux para el módulo diseñado. Es importante notar que los datos serán menos precisos 
a medida la intensidad de luz disminuye, pero el punto que interesa es el límite de 600 Lux donde 
el indicador se activará, y en este punto los datos de la curva experimental y de regresión 
coinciden. El resto de datos será aproximado. 

De igual manera, para la medición de intensidad sonora, se relacionaron los datos medidos con 
el equipo EN300 a diferentes niveles de sonido, y los datos entregados por el sensor KY-038 
de Arduino y leídos en el monitor serial, pudiéndose establecer una relación lineal de dichos 
datos, siendo el valor límite de 65 Decibeles correspondiente a una lectura de 518 proveniente 
del sensor. La herramienta matemática utilizada es la regresión lineal, la cual consiste calcular la 
fórmula de la línea recta relacional con base a mediciones de campo obtenidas 
experimentalmente. Con base a varios datos medidos, se pudo establecer la ecuación lineal para 
calcular cualquier valor en Decibeles con base a un valor emitido por el sensor KY-038, siendo 
la ecuación como sigue a continuación: 

𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝑰𝒏𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒅𝒂𝒅 𝑺𝒐𝒏𝒐𝒓𝒂 (𝒅𝑩) =  𝟑. 𝟎𝟗𝟖𝟕 (𝑳𝒆𝒄𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒅𝒆𝒍 𝒔𝒆𝒏𝒔𝒐𝒓) − 𝟏𝟓𝟒𝟎. 𝟑 (2) 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

29 

 

 

A continuación se puede observar la tabla de datos experimentales, la curva de datos 
experimentales (en color azul), la curva rectilínea obtenida por regresión lineal y la ecuación 
respectiva. 

Tabla 6. Tabla y curvas para la obtención de valores de medición en dB del Módulo diseñado 

 

 

 

 

 

 

 

 

Una vez establecidas estas dos relaciones, se procede a cargar las fórmulas en el código del 
programa para poder así calcular los valores en Lux y Decibeles, para su posterior presentación 
en el monitor serial. Sus valores serán aproximados, pero los valores límites sí están ajustados a 
la medida requerida por los estándares. Finalmente, se emite el comando para escribir los 
valores. 

 

 

 

 

 

Figura 26. Líneas de código para calcular el valor en Lux y Decibeles y escribir sus datos en el monitor serial 

Por último se procede a comparar los valores de temperatura, humedad relativa, iluminación e 
intensidad luminosa obtenidos, con los límites permitidos por el estándar adoptado, y proceder 
a emitir una alerta visible (diodos LED rojos) si estos parámetros son rebasados. Para ello se 
establecen líneas de comparación que de ser afirmativas, activarán el “ledPin” correspondiente, 
poniéndolo en un estado “HIGH”. Si la condición no se cumple, permanecerán en estado 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

30 

 

“LOW”. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 27. Líneas de código para activar los indicadores LED en caso exista un rebase de los límites 

De esta manera queda integrado el código en Arduino, el cual comandará el módulo mientras 
esté funcionando en la UCIN, de manera permanente, los valores de los datos mostrados puede 
observarse en el monitor serial. Solo en los casos que se requieran mejores lecturas, se utilizará 
la interfaz con el programa LabVIEW, que se describe a continuación. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 28. Monitor serial del código del módulo que muestra los datos medidos 

 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

31 

 

4.1.2.2. Diseño de la interfaz HMI para el módulo 

Para que los datos del Arduino puedan ser leídos en una interfaz HMI mucho más atractiva 
visualmente, dado que el aspecto ergonómico también es parte de un buen diseño, se decidió 
construir una interface utilizando el programa LabVIEW, versión 2013. Para lograr este 
objetivo, en primera instancia se tuvo que instalar la caja de herramientas (toolkit) con las 
aplicaciones de Arduino en LabVIEW, mismas que son gratuitas y pueden descargarse de la 
página de NI, misma que se muestra a continuación. 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 29. Toolkit de Arduino para LabVIEW 

Seguidamente se instaló el driver que permite la comunicación en el puerto serial entre Arduino 
y LabVIEW, librería NI-VISA23, misma que se puede descargar gratuitamente del sitio web de 
NI. Como tercera acción, se cargó el código del programa “LIFA-Base.ino” en el Arduino, el 
cual habilita la comunicación entre Arduino y LabVIEW. 

Una vez completados estos tres pasos, se puede proceder a construir el programa en forma 
gráfica o de bloques, para leer los datos de los pines A1, A0, D2 y poder representar 
gráficamente los valores de temperatura, humedad relativa, iluminación e intensidad sonora en 
un entorno más profesional que el monitor serial de Arduino. A continuación se muestra el 
programa en bloques diseñado en LabVIEW para el módulo de monitorización de parámetros 
ambientales de la UCIN. 

 

 

 

 

                                                 
23 VISA es un acrónimo de Virtual Instrument Software Architecture 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

32 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 30. Programa de Bloques en LabVIEW para el módulo diseñado 

Para el software LabVIEW, se debe construir a la par el programa de bloques y la interfaz gráfica, 
misma que se presenta a continuación. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 31. Interfaz en LabVIEW para el módulo 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

33 

 

Las lecturas de los sensores realizadas por LabVIEW son muy diferentes que las lecturas de los 
sensores proporcionadas por el código de Arduino del módulo. Para el sensor DH11, existe un 
bloque específico para la lectura de los datos digitales. 

 

 

 

 

 

 

Figura 32. Bloque de Lectura del sensor DHT11 del toolkit de Arduino en el entorno LabVIEW 

Las lecturas de los sensores KY-018 y KY-038 están representadas por voltajes proporcionales 
al parámetro medido, de entre 0 y 5 VDC. Por tanto, a nivel de programación de bloques, debe 
lograrse nuevamente una correlación entre los voltajes que los sensores envían y los datos en 
Lux y Decibeles que requiere el módulo. 

Para establecer una relación entre los valores entregados por los sensores KY-018 y KY-038 
para la detección lumínica y de sonido respectivamente, en voltajes de entre 0 y 5VDC, y los 
valores en Luxes y Decibeles, se establecieron nuevamente tablas de datos y relaciones 
matemáticas entre ambos datos. Para los datos de iluminación, se comprobó que entre los datos 
medidos con el equipo EN300 a diferentes niveles de luz, y los datos entregados por el sensor 
KY-018 de Arduino en voltajes de 0 a 5VDC, se establece  una relación exponencial entre ambos 
grupos de datos. La herramienta matemática utilizada es la regresión exponencial, la cual consiste 
en calcular la fórmula de la función exponencial relacional con base a mediciones de campo 
obtenidas experimentalmente. Con base a varios datos medidos, se pudo establecer la ecuación 
exponencial para calcular cualquier valor en Luxes con base a un valor emitido por el sensor 
KY-018 en voltios, siendo la ecuación como sigue a continuación: 

𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝑰𝒍𝒖𝒎𝒊𝒏𝒂𝒄𝒊ó𝒏 (𝑳𝒖𝒙) =  𝟔𝟑𝟐𝟒. 𝟔 × 𝒆(−𝟏.𝟑𝟗𝟗×𝑳𝒆𝒄𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒔𝒆𝒏𝒔𝒐𝒓) (3) 

A continuación se puede observar la tabla de datos experimentales, la curva de datos 
experimentales (en color azul), la curva exponencial obtenida por regresión exponencial y la 
ecuación respectiva. 

 

 

 

 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

34 

 

Tabla 7. Tabla y curvas para la obtención de valores de medición en Lux en el programa LabVIEW 

 

 

 

 

 

 

Se puede apreciar la parte del programa en LabVIEW correspondiente a esta función. También 
se pueden apreciar el establecimiento de los límites con bloque lógicos. 

 

 

 

 

 

Figura 33. Bloques para la representación de iluminación en Luxes para LabVIEW 

De igual manera, para la medición de intensidad sonora, se relacionaron los datos medidos con 
el equipo EN300 a diferentes niveles de sonido, y los datos entregados por el sensor KY-038 
en forma de voltaje RMS de la señal de DC entre 0 y 5 (se utilizó el valor RMS de la señal pues 
la señal del sensor es estocástica, por lo que no se pueden tomar los datos puntuales, 
recogiéndose como representación de su potencia el valor RMS) pudiéndose establecer una 
relación lineal de dichos datos. La herramienta matemática utilizada es la regresión lineal, la cual 
consiste calcular la fórmula de la línea recta relacional con base a mediciones de campo obtenidas 
experimentalmente. Con base a varios datos medidos, se pudo establecer la ecuación lineal para 
calcular cualquier valor en Decibeles con base a un valor emitido por el sensor KY-038, siendo 
la ecuación como sigue a continuación: 

𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝑰𝒏𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒅𝒂𝒅 𝑺𝒐𝒏𝒐𝒓𝒂 (𝒅𝑩) =  𝟑𝟗. 𝟓𝟑𝟐 ×  (𝑹𝑴𝑺 𝒍𝒆𝒄𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒔𝒆𝒏𝒔𝒐𝒓) − 𝟒𝟒. 𝟎𝟐𝟏 (4) 

A continuación se puede observar la tabla de datos experimentales, la curva de datos 
experimentales (en color azul), la curva rectilínea obtenida por regresión lineal y la ecuación 
respectiva. 

 



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

35 

 

Tabla 8. Tabla y curvas para la obtención de valores de medición en Decibeles en el programa LabVIEW 

 

 

 

 

 

 

 

Se puede apreciar la parte del programa en LabVIEW correspondiente a esta función, y su 
representación en la Interfaz. También se pueden apreciar el establecimiento de los límites con 
bloque lógicos y matemáticos. 

 

 

 

 

 

Figura 34. Bloques para la representación de ruido ambiental en Decibeles para LabVIEW 

De esta manera pueden leerse los datos de los parámetros ambientales medidos por los sensores 
en una interfaz gráfica mejorada y con una mejor presentación, con posibilidades de expansión 
a mejoras o ampliaciones futuras. 

 

4.2 Análisis funcional 

El Módulo de Monitorización de Parámetros Ambientales para una Unidad de Cuidados 
Intensivos Neonatales diseñado y construido en este proyecto, viene a proporcionar una 
respuesta a las necesidades tecnológicas emergentes en nuestro país, y que gracias al auge de las 
tecnologías de sistemas embebidos, se puede construir con poca inversión y con las 
características propias y adecuadas a una necesidad específica. Esto puede ser extendido a otras 
necesidades en el ámbito hospitalario no solamente de estandarización y monitorización 
ambiental, sino también a tecnologías biomédicas de diagnóstico y tratamiento.  



 Diseño de un Monitor de Parámetros Ambientales para Unidades de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) 

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El funcionamiento de este equipo se vuelve muy versátil ya que su mantenimiento preventivo 
es mínimo (limpieza externa), y el mantenimiento correctivo se limita a cambios de sensores, la 
tarjeta Arduino o la fuente de alimentación de 9VDC que podrían dañarse por el uso con el 
tiempo o accidentes. La inducción para utilizar el equipo también es mínima, se limita a la lectura 
de los indicadores LED de encendido al superar los límites de los parámetros ambientales, según 
recomendaciones de estándares internacionales. El uso de la Interfaz en LabVIEW se reserva 
para personal más capacitado y equipo con este software instalado. Sin embargo, cualquier 
persona podría fácilmente descargar en una computadora el código de Arduino, conectar un 
cable USB al equipo, y leer en el monitor serial los valores de los parámetros ambientales en un 
momento dado. 

4.3 Análisis de costos 

El costo de construcción del módulo contando solo con los materiales, placa Arduino, sensores 
y fuente de 9VDC, asciende aproximadamente  a US$100.00, en cambio adquirir un equipo 
multiparámetros en el mercado de buena calidad pudo haber costado US$400.00. Respecto al 
software utilizado, el programador para Arduino es de libre distribución, es decir, no posee costo 
adicional; para la consola de LabVIEW  sí se necesita tener este software instalado, cuyo valor 
de licencia es aproximadamente US$1,100, aunque puede instalarse una licencia gratuita con 
fines académicos. Sin embargo la interfaz de LabVIEW para fines prácticos es opcional, 
solamente expande las capacidades del módulo, mismo que es funcional sin este software. 
Obviamente en el costo del módulo no se contabilizan las horas de trabajo invertidas por el 
diseñador y constructor, ya que es un intento por buscar soluciones específicas a problemas 
reales en nuestro medio. El hecho de patentar y producir en serie este tipo de equipos podría 
abaratar sus costos y poder algún día competir con fabricantes internacionales. 

4.4 Calibración y validación de los datos 

El equipo ha sido ajustado para la medición de valores de parámetros ambientales con respecto 
a los valores de un equipo calibrado en fábrica, con base a procedimientos de calibración 
Internacionales. Por lo que podemos afirmar que los valores que el equipo mide están bastante 
apegados a los reales, sin embargo es importante apuntar que no es el objetivo del monitor 
proporcionar datos exactos de los parámetros medidos, para ello se necesitaría un diseño 
completo de equipos precisos de termometría, higrometría, luminometría y sonometría. El 
objetivo principal es alertar del rebase de los límites de los mismos, fijados por un estándar., 
situación que sí se logra a cabalidad. Sin embargo, también se proporciona una lectura muy 
cercana a los valores  reales de medición, pues están calculados con base a los datos 
proporcionados por un equipo calibrado en fábrica y de calidad internacional reconocida, como 
lo es el equipo multiparámetros marca EXTECH, modelo EN300. 

 

 

 

 



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Figura 35. Ejemplo de certificado de calibración del fabricante EXTECH 

 
 
 



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Capítulo 5 
Conclusiones y recomendaciones 

5.1 Conclusiones  

Los resultados del proyecto desarrollado demuestran que utilizando la tecnología electrónica de 
los sistemas embebidos, en este caso la placa Arduino, se pueden diseñar equipos con 
aplicaciones prácticas muy útiles en ambientes tan importantes como lo es un área hospitalaria. 
Este hecho contribuye al desarrollo tecnológico del país, disminuyendo la necesidad de importar 
todos los equipos electrónicos que se utilizan, de alta y baja tecnología, demostrando que 
también a nivel local se pueden desarrollar. 

Además el desarrollo de este módulo contribuye al aprendizaje de la utilización de los sistemas 
embebidos con fines específicos, lo cual es beneficioso pues anima a que se realicen otros 
proyectos aplicados en diferentes campos de la ciencia. De esta manera, podrían desarrollarse a 
futuro tecnologías biomédicas y hospitalarias, potencializando el desarrollo tecnológico de El 
Salvador, en este y otros campos. 

Se demuestra que el desarrollo local de aplicaciones tecnológicas para ambientes clínico-
hospitalarios mediante sistemas embebidos es de mucho beneficio para la población de nuestro 
país, ya que es posible dotar a los centros de salud de nuestra red pública con tecnologías 
biomédicas y hospitalarias de buena calidad y bajo costo.  Los beneficios económicos en nuestra 
red de salud pública podrían su