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EVALUACIÓN DE DISPOSITIVOS BASADOS EN MICROSENSORES PARA EL MONITOREO CONTINUO DE LA CALIDAD DEL AIRE


Resumen Ejecutivo
En este proyecto de investigación se desarrollaron varias actividades enfocadas en evaluar el uso y aplicación de dispositivos basados en microsensores para la medición de la calidad del aire en exteriores. Entre éstas se incluyó un riguroso y objetivo ejercicio de evaluación de sistemas de microsensores, tanto de equipos comerciales como desarrollos independientes tipo DIY (Do-It-Yourself), que se pusieron a prueba en dos sitios de la Ciudad de México y se evaluaron contra los datos que se obtuvieron con equipos grado regulatorio. Durante la evaluación se buscó someter los instrumentos a condiciones ambientales variables, incluyendo periodos de lluvia, calor extremo, alta humedad y de elevados niveles de contaminación. Lo anterior se realizó para discernir entre las posibles causas y efectos que pudieran relacionarse con las desviaciones y errores que se presentaron en cada uno de los dispositivos. Los resultados arrojaron indicaciones interesantes en cuanto a los parámetros que correlacionan con las variaciones más comunes que se observaron y también diferencias que se presentaron en los dos sitios escogidos, uno al norte y otro en la parte sur de la ciudad. Los hallazgos confirmaron la importancia de realizar este tipo de ejercicios de evaluación en las condiciones en las que van a operar ya que, por ejemplo, existe evidencia que la composición de las partículas finas y la naturaleza de la mezcla de contaminantes pueden afectar de manera distinta el desempeño de los sensores.

Como parte de este proyecto también se pusieron en marcha, para la medición de compuestos contaminantes dentro de la Zona Metropolitana del Valle de México, dos redes piloto basadas en microsensores. Para la primera se emplearon sensores comerciales ampliamente disponibles, de marca PurpleAir, que reportan las concentraciones del material particulado fino tanto en su fracción PM2.5 como PM10. Para conseguir este objetivo se aprovechó la infraestructura de la red PEMBU de la UNAM (Programa de Estaciones Meteorológicas del Bachillerato Universitario), que consiste en 14 planteles distribuidos a lo largo y ancho de la zona metropolitana con mediciones de parámetros meteorológicos. Para la otra red piloto, enfocada en medir concentraciones de dióxido de carbono (CO2) con una exactitud mejor al 1%, se utilizaron cavidades ópticas del fabricante Sensair para lo que se construyeron prototipos activos con capacidad de control de flujo y válvula para la calibración periódica con un tanque de concentración conocida. En ambos despliegues de las redes piloto se obtuvieron beneficios y resultados prometedores, sin embargo, también se reconocieron retos y consideraciones importantes que se tienen que tomar en cuenta para asegurar la calidad de los datos que se van generando.

De las experiencias recogidas de estas actividades, resultaron varias conclusiones y recomendaciones que resumimos en este documento y que nos dieron pauta para elaborar un manual de procedimientos para futuros ejercicios de evaluación. Queda por entendido que esta guía de buenas prácticas es únicamente una recomendación y que pudiera expandirse según los requerimientos del proyecto, y que dependiendo del tipo de aplicación en la que se utilizarán estos dispositivos, se puede ajustar el nivel de exigencia en las pruebas de control y aseguramiento de la calidad de los datos. Los detalles del desarrollo de las actividades realizadas durante este proyecto se encuentran disponibles en reportes separados que, junto con este documento, integran el informe final.

A continuación, se enumeran los entregables que conforman el informe final de este proyecto de investigación:

0.  Informe final
1.  Estado del arte en la tecnología basada en microsensores
2.  Evaluación de sistemas de microsensores (SμS)
2a. Protocolo para la evaluación de dispositivos basados en microsensores
2b. Resultados del 1er ejercicio de evaluación para la Ciudad de México (2022)
3.  Diseño y despliegue de una red piloto para el monitoreo de PM2.5 empleando dispositivos de bajo costo
4.  Diseño y despliegue de una red piloto para la medición de CO2 con un sistema de microsensores
5.  Bases de datos