Programa ImpaCT.AR Ciencia y Tecnología

Crear la primera red combinada de monitoreo de calidad de aire con técnicas de referencia federal y alta precisión con nuevas tecnologías de bajo costo para la entrega de datos en tiempo real a gran escala en la provincia de Tucumán

Programa ImpaCT.AR Ciencia y Tecnología

La calidad del aire está determinada por la cantidad de contaminantes presentes en él. Cuando la calidad de aire es mala, es decir que tiene una alta concentración de contaminantes, las personas que lo respiran pueden sufrir distintos problemas de salud y los efectos debido a una exposición crónica son reflejados por una reducción de la esperanza de vida y un aumento de la morbilidad. Las fuentes de contaminación del aire pueden deberse a diversos factores, entre ellos, la actividad industrial, la quema de combustibles fósiles asociados al parque automotor y la quema de biomasa a cielo abierto asociadas a actividades agrícolas.

El problema de la contaminación del aire aqueja a todo el planeta y los países más vulnerables son aquellos con economías en vías de desarrollo, dado que dependen en gran medida de sus actividades agrícolas en las que llevan a cabo prácticas de bajo costo pero con grandes consecuencias para la población y el ambiente como la quema de cultivos a cielo abierto para cosechar. Un claro ejemplo es Tucumán, la provincia más afectada cada año por la quema de biomasa a cielo abierto relacionada, entre otras cosas, con el cultivo de la caña de azúcar.

 

Objetivo

El monitoreo de la calidad del aire es fundamental al momento de tomar decisiones políticas basadas en evidencia, pero los sistemas que brindan este tipo de información escasean en países en vías de desarrollo dado su elevado costo.

Bajo este contexto es que el objeto de este proyecto fue construir un sistema de monitoreo de aire económico, confiable y reproducible para contribuir a la caracterización de las fuentes predominantes de emisión en la región: quema de biomasa e incendios forestales, parque automotor, actividades industriales y domésticas. Los conocimientos generados permitirán no solo caracterizar las fuentes de emisión, sino ponderar sus efectos sobre la salud y el ecosistema local.

 

Este proyecto se lleva a cabo entre las siguientes instituciones: 

  • Laboratorio de Estudios Atmosféricos (LEA) perteneciente al  INQUINOA – CONICET – UNT – Argentina
  • Centro Integral de Microscopía Electrónica (CIME) CONICET – UNT
  • Laboratorio Universitario de Química y Contaminación del aire (LUQCA) – INFIQC – CONICET – UNC – Argentina
  • Institute for Atmospheric and Environmental Research University of Wuppertal – Alemania
  • The Institute of Combustion Aerothermal Reactivity and Environment (ICARE) / CNRS, University of Orléans – Francia
  • Secretaría de Estado de Medi Ambiente (SEMA) – Gobierno de Tucumán

 

La materialización de la primera red de monitoreo de calidad de aire permitirá determinar en principio los valores de material particulado y dióxido de carbono en distintos puntos estratégicos de la provincia de Tucumán mediante la utilización de la red de monitoreo en tiempo real integrada por Módulos Integrados de Sensores Ambientales (MISA) de la iniciativa Breathe2Change (B2C). Adicionalmente, en el ámbito urbano de la capital tucumana se podrá determinar los niveles de SO2, O3 (a nivel de la troposfera) y NOX mediante sensores de referencia federal basados en metodología estándar US-EPA.

Dicha información será luego racionalizada contrastando variables ambientales y climatológicas locales y volcada en la plataforma web de libre acceso.

En el caso del estudio del material particulado, con ayuda de tecnología como la MEB-EDS (microscopía electrónica de barrido asociada espectrometría de rayos X de energía dispersiva) sumado al estudio cualitativo y cuantitativo por ICP-MS (Espectrometría de Masas con Plasma de Acoplamiento Inductivo) de la composición química elemental del mismo, permitirá caracterizarlo e inferir su procedencia y contribución a la contaminación local.

Cabe destacar que durante el transcurso del total de las actividades que comprenden la iniciativa propuesta se hace foco en la capacitación de los distintos actores públicos de las instituciones pertinentes para asegurar el funcionamiento de esta red de monitoreo al finalizar el presente proyecto.

Este plan de trabajo iniciará una nueva línea de investigación que se desarrollará en el LEA, laboratorio recientemente construido con fondos del INQUINOA-CONICET-UNT donde se opera el equipamiento recibido por el Institute for Atmospheric and Environmental Research de la Universidad de Wuppertal, Alemania y el Institut de Combustion Aérothermique Réactivité Environnement de Orléans, Francia. Este equipamiento, consta de Monitores de Referencia Federal EPA homologados para el monitoreo continuo de contaminantes de aire, entre los que se encuentran:

  • Monitor de Ozono ENVIRONNEMENT, modelo O3 41M (dos):

  • Monitor de Óxidos de Nitrógeno ENVIRONNEMENT, modelos AC 31M , AC 32M y ECOPHYSICS , modelo ECO 770 AL:

  • Monitores de Dióxido de Azufre ENVIRONNEMENT, modelos AF 21M y AF 22M:

Módulos integrados de sensores Ambientales:

El diseño de la red de monitoreo se complementará con los MISA, módulos que fueron construidos por la Universidad Técnica de Darmstadt en Alemania en conjunto con la StartUp Neuer Weg y testeados en el Institute for Atmospheric and Environmental Research de la Universidad de Wuppertal, cómo parte del proyecto Breathe2Change (B2C). Los MISA consisten en módulos portátiles que albergan un sensor óptico contador de partículas para detectar material particulado en el aire (PM10, PM2.5, PM1), un sensor NDIR de dióxido de carbono; un sensor de humedad/temperatura/presión atmosférica y un GPS para la geolocalización de datos. Un microprocesador integrado con conexión a Internet Wi-Fi o por tarjeta GSM permitirá transferir y almacenar los datos en tiempo real generados por los MISA a una plataforma web basada en la nube. Estos también cuentan con la posibilidad de insertar una memoria externa SD-card como almacenamiento. Durante la ejecución de este objetivo se instalaron y pusieron en funcionamiento en principio 10 (diez) de un total estimado de al menos 20 MISA en puntos estratégicos para cubrir de manera representativa la superficie de la provincia de Tucumán. La red hoy cuenta con 29 módulos a lo largo de la provincia.

Para alojar de manera sistemática la gran cantidad de datos que generan por esta red de monitoreo, se desarrolló una plataforma web dónde los datos son alojados y compartidos, tanto para su uso científico – académico, cómo para el uso civil en general.

Cabe destacar que la totalidad de los datos generados son respaldados tanto en servidores de terceros como propios pertenecientes al organismo público en convenio.

Posteriormente, se realizará una caracterización morfológica y matricial (carbonosa o silícica) del material particulado por MEB-EDS (microscopía electrónica de barrido asociada espectrometría de rayos X de energía dispersiva) para inferir su procedencia y estacionalidad.

La contaminación del aire causa la siguiente cantidad de muertes por año

3.220.000

Neumonía // EPOC // Cáncer

1.400.000

ACV // Alzheimer // Problemas cognitivos

2.380.000

Cardiopatías varias

Contacto

Mail: info@breathe2change.org

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