Aplicabilidad del uso de sensores electroquímicos de bajo costo como alternativa en la medición de la calidad del aire : caso PM2.5 | Applicability of use of low cost electrochemical sensors as an alternative for measuring air quality : case PM2. 5

La contaminación atmosférica se presenta como una importante problemática en materia de salud pública, siendo responsable de un considerable número de muertes y enfermedades alrededor del mundo. Por tal motivo, la gestión de la calidad del aire resulta ser una tarea sustancial si se quiere mejorar la calidad de vida de las personas y reducir las tasas de morbimortalidad asociadas a las altas concentraciones de contaminantes; sin embargo, esta labor no se ha venido desarrollando de manera consistente, en razón a que las redes de monitoreo de calidad de aire presentes en grandes ciudades del mundo son incapaces de caracterizar adecuadamente la calidad del aire de inmisión, debido a su baja resolución espaciotemporal. Bajo este panorama, el presente proyecto evalúa la aplicabilidad de los sensores electroquímicos de bajo costo como alternativa para la medición de la calidad del aire, en el caso del material particulado menor a 2.5 micras – PM2.5. Para tal fin, se contemplaron tres fases metodológicas: la primera dirigida a llevar a cabo una descripción y evaluación técnica de los equipos de monitoreo automático aprobados por la EPA y cinco sensores de bajo costo de diferentes marcas y modelos, identificando los requerimientos para su implementación dentro de un Sistema de Vigilancia de Calidad del Aire – SVCA; la segunda fase tuvo como fin comparar los dos tipos de tecnologías mencionadas a través de un monitoreo en torno a la concentración de PM2.5, que tuvo lugar en la sede Aduanilla de Paiba de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas a lo largo de cinco meses, y el análisis de los resultados haciendo uso de herramientas de estadística descriptiva y exploratoria; y una tercera fase orientada a formular la implementación de sensores de bajo en costo en el monitoreo de la calidad del aire en dos fuentes de tipo lineal. Los principales resultados de la investigación señalan que, de acuerdo con sus características técnicas, los cinco sensores bajo costo estudiados resultan ser apropiados para la medición de material particulado menor a 2.5 micras; sin embargo, el estudio estadístico propuesto mostró valores de R2 regulares, lo que indica una incertidumbre considerable en los datos reportados por este tipo de herramientas de medición. Se estima que los sensores de bajo costo pueden convertirse en una herramienta importante en la tarea de complementar las actuales redes de monitoreo de calidad del aire, pero, por ahora, solo pueden utilizarse para hacer evaluaciones indicativas de la calidad del aire.

Air pollution is an important public health problem, being responsible for a considerable number of deaths and illnesses around the world. For this reason, air quality management turns out to be a substantial task if we want to improve people's quality of life and reduce morbidity and mortality rates associated with high concentrations of pollutants; However, this work has not been developed in a consistent way, because the air quality monitoring networks present in large cities of the world are unable to adequately characterize the quality of the immission air, due to its low spatio-temporal resolution. Under this scenario, this project evaluates the applicability of low-cost electrochemical sensors as an alternative for measuring air quality, in the case of particulate matter less than 2. 5 microns – PM2. 5. For this purpose, three methodological phases were considered: the first with the purpose of carrying out a description and technical evaluation of the automatic monitoring equipment approved by the EPA and five low-cost sensors of different brands and models, identifying the requirements for their implementation within an Air Quality Surveillance System - SVCA; The second phase was aimed at comparing the two types of technologies mentioned through a monitoring around the concentration of PM2. 5, which took place at the Aduanilla de Paiba headquarters of the Francisco José de Caldas District University over five months, and the analysis of the results using descriptive and exploratory statistical tools; and a third phase aimed at defining the implementation of low-cost sensors in the monitoring of air quality in two linear type sources. The main results of the research indicate that, according to their technical characteristics, the five low-cost sensors studied are appropriate for the measurement of particulate matter lower than 2.5 microns; However, the proposed statistical study showed regular R2 values, which indicates a considerable uncertainty in the data reported by this type of measurement tools. In this way, it is estimated that low-cost sensors can become an important tool in the task of complementing current air quality monitoring networks, but, for now, they can only be used to make indicative assessments of air quality.