M.C. Jair Rafael Carrillo Ávila

El M.C. Jair Rafael Carrillo Ávila es ingeniero químico por la Universidad Autónoma del Carmen, donde obtuvo el grado de maestro en ciencias en el año 2015, es candidato a doctor en ciencias con orientación en análisis química analítica ambiental por la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), ha participado en temas de contaminación atmosférica en zonas urbanas, como instructor de clubes de ciencia de México, y en la actualidad se desempeña como especialista y supervisor de pronósticos de la calidad del aire para el sistema integral de monitoreo ambiental. Además es miembro de la red temática de contaminación y cambio climático para el centro de ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México.

Openair: Un caso de estudio de la calidad del aire en Monterrey

 14/mayo/2021  Seminario PISIS-UANL 2021      Asistencia : 27

Introducción

La relevancia en la calidad del aire incrementó debido a los altos índices de contaminación generadas por los automóviles, aeropuertos, fábricas e inclusive incendios forestales que pueden afectar negativamente a la salud de las personas y en general al medio ambiente. Para afrontar este problema, las ciudades han implementado medidas de monitoreo y control de contaminantes. Tal es el caso de la ciudad de Monterrey, en la que la Dirección de Gestión Integral de la Calidad del Aire se encarga de realizar la medición de los contaminantes por medio del Sistema Integral de Monitoreo Ambiental (SIMA), que cuenta con 14 estaciones de monitoreo distribuidas en 11 municipios e incluyendo un sistema de concentración de datos, que se generan cada minuto.
En esta ocasión se presenta la herramienta estadística Openair aplicada a un caso de estudio de análisis de la calidad del aire usando como entrada los datos generados por el SIMA. El software es libre y está desarrollado en el lenguaje R por David Carslaw y Karl Ropkins.

Resumen

Uno de los objetivos de realizar un análisis de la calidad del aire es ubicar las fuentes de contaminantes mediante análisis estadísticos y de probabilidad que modelan el comportamiento de los contaminantes en el tiempo y el espacio. El caso de estudio presentado trata sobre la búsqueda de una fuente emisora de ozono. Este contaminante suele tener una mayor concentración durante horas de mayor radiación solar, sin embargo, durante algún tiempo se registró un incremento no esperado y repetitivo en ciertas horas. El análisis fue realizado con ayuda del software, generando reportes estadísticos descriptivos y de correlación, donde se puede observar el comportamiento de las variables obtenidas por las distintas estaciones de monitoreo, ayudando a identificar los horarios y días en los que se incrementaron las emisiones. Al final fue identificada la posible zona geográfica emisora, ahora, el trabajo consiste en detectar dentro de la zona a la empresa que por su giro puede ser la causante de las emisiones.

Con el uso del paquete OpenAir se logra una mejor comprensión de la calidad del aire ayudando a conocer la distribución que se tiene de los contaminantes a través del tiempo, entre sus capacidades es posible generar rosas de vientos y de concentraciones; hacer análisis de series de tiempo y determinar distribuciones de variables. De esta manera se reduce el tiempo de análisis de la información de las diversas estaciones de monitoreo. Además de manejar grandes volúmenes de datos en las estaciones.

Un área de oportunidad detectada en el sistema actual de monitoreo es el tratamiento de mediciones atípicas o faltantes en la estaciones. Se está buscando la forma de reducir estos problema por medio de la identificación automática de fallas en las estaciones para reducir la pérdida de datos o la implementación de métodos de estimación de datos faltantes (estimación). Sin embargo, afortunadamente se tiene alrededor de un 95% de datos reales y que cumplen validación.

Conclusiones

El interés en el estudio de la calidad del aire se ha incrementado tanto en los gobiernos como en la comunidad científica. Es por esto que se han desarrollado herramientas de análisis que faciliten el estudio de los datos monitoreados. El software Openair es útil como apoyo a los analistas de datos.

La última fase del proceso es la divulgación de los resultados del monitoreo diario a través de distintas plataformas mediante APIs a entes principalmente gubernamentales que reporta a la ciudadanía que se expone al aire libre sobre la calidad del aire.
Aún hay trabajo por hacer en la mejora del sistema de monitoreo y adquisición de datos como la detección automática de fallas, validación de los datos y completado de datos faltantes.

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