La calidad del aire en nuestras ciudades se ha convertido en un tema prioritario para la salud pública y la planificación urbana. Según los estudios del Urban Atlas1 y otros organismos de investigación ambiental, las acciones a nivel local puedes reducir significativamente la contaminación atmosférica (más del 30%) y a la vez disminuir la exposición de los ciudadanos.
España ha asumido con seriedad los objetivos europeos para la mejora de la calidad del aire y la reducción de las emisiones GHC: la Ley 7/2021 de cambio climático y transición energética2 obliga a las 149 ciudades de más de 50.000 habitantes a dotarse de una Zona de Bajas Emisiones (ZBE).
Para orientar los ayuntamientos en la definición de sus ZBE, el Real Decreto 1052/20223 establece los requisitos mínimos de las ZBE en materia de calidad del aire, cambio climático, impulso modal, eficiencia energética y ruido. Queda plenamente respetada la autonomía local y no se invaden las competencias municipales, dejando un amplio margen de discrecionalidad a las municipalidades.
No obstante, muchos consistorios, pese a gestionar o implantar sus ZBE, carecen de competencias técnicas específicas en calidad del aire, y menudo dudan sobre las ubicaciones más adecuadas para sus sensores.
¿Por qué es importante ubicar bien los sensores?
Para que estas políticas sean efectivas, es esencial contar con datos precisos y representativos. Una mala ubicación puede generar datos sesgados o poco útiles, lo que limita la capacidad de análisis y de toma de decisiones. Por ello, establecer criterios científicos y técnicos para definir dónde colocar estos sensores es fundamental para obtener una radiografía real del entorno urbano.
Enfoque metodológico
A menudo sucede que ciudades de todos los tamaños nos pidan consejo sobre la ubicación de los sensores. En bettair nos enfrentamos a esta cuestión por primera vez en 2021, durante el proyecto europeo MappingAir4 que nos llevó a instalar unos 40 sensores en Roma Capitale. En aquella ocasión nos dimos cuenta de lo complicado que sería escoger las ubicaciones exactas de los sensores, y diseñamos una metodología que combina regresión de uso del suelo (Land Use Regression, LUR) para lograr una planificación óptima. Land Use Regression (LUR) es un método estadístico utilizado para estimar la distribución espacial de contaminantes atmosféricos, basado en variables geográficas y de uso del suelo. Este método tiene la ventaja de ser extremamente eficiente en términos de recursos. La finalidad de esta técnica es escoger una serie de ubicaciones que sean representativas del aire que se respira en una determinada ciudad.
- Ingesta y análisis de datos
La primera fase consiste en la recopilación masiva de datos geoespaciales, ambientales y urbanos. Para ello, no es necesario apoyarse a base de datos de pago: existen numerosas fuentes de información gratuitas, entre ellas seguramente las que consideramos más valiosas son : OpenStreetMap (OSM), el Centro Nacional de Información Geográfica (CNIG) y el Urban Atlas.
OSM es un enorme proyecto colaborativo para crear mapas editables y libres. En lugar del mapa en sí, los datos generados por el proyecto se consideran su salida principal. Los mapas se crean utilizando información geográfica capturada con dispositivos GPS móviles, ortofotografías y otras fuentes libres. Esta cartografía, tanto las imágenes creadas como los datos vectoriales almacenados en su base de datos, se distribuye bajo licencia abierta.
En el ámbito de nuestro estudio, utilizamos principalmente el tamaño de las carreteras facilitado por OSM para estimar el número de coches que pueden pasar cada minuto en una determinada área de estudio. Esta información está lejos de ser exacta, pero igualmente sirve a nuestra finalidad que es categorizar el territorio de la ciudad según el perfil de emisiones para identificar áreas que tienen un perfil de contaminación común.
El Centro de Información Geográfica (CNIG) es un organismo autónomo español, adscrito al Ministerio de Transportes y Movilidad Sostenible, que se encarga de distribuir, promocionar, difundir y comercializar productos geográficos. El CNIG dispone de un portal de internet a través del cual se puede descargar la cartografía disponible en formato digital de manera gratuita. Dispone igualmente de otros productos, como ortografías aéreas y satelitales, mapas de uso del suelo, información geográfica de referencia, modelos digitales de terreno.
Para nuestra ingesta de datos, del CNIG utilizamos información de tipo topográfico, principalmente la altimetría.
Finalmente nos apoyamos al UrbanAtlas de Copernicus: se trata de un enorme proyecto coordinado y gestionado por la Comisión Europea, que pretende lograr una continua observación terrestre de alta calidad cuyos resultados sean accesibles libremente por la comunidad científica, autoridades públicas o por particulares. Elaborado a partir de miles de fotografías por satélite, el Atlas Urbano ofrece una cartografía digital detallada, con los datos más actualizados y precisos sobre el uso del suelo.
Gracias a estas herramientas, es posible la ingesta informaciones sobre una gran cantidad de variables como por ejemplo número y tipo de carreteras (OMS), la altura de los edificios (CNIG), y el uso del suelo (UrbanAtlas).
- Segmentación del entorno urbano
El algoritmo divide la ciudad en distintas áreas en función de características comunes, como la densidad urbana, el uso residencial o comercial, y el perfil de emisiones. Este proceso permite agrupar zonas con comportamientos similares respecto a la calidad del aire.
- Selección de puntos estratégicos
Una vez segmentado el territorio, se identifican ubicaciones óptimas dentro de cada zona, asegurando que los sensores recojan datos representativos de toda la diversidad urbana. Esto se traduce en una cobertura más eficiente con menor número de sensores.
- Micro implantación
Una vez identificadas las ubicaciones, se tratará de escoger le posición exacta, es decir en que poste de luz especifico o semáforo o pared es recomendable instalar el dispositivo de medición. Para ello nos apoyamos a las recomendaciones incluidas en la directiva 2008/50/CE, que ha sido transpuesta en España mediante el Real Decreto 102/2011.
- La localización del punto de medida ha de estar suficientemente alejada de las fuentes de emisión próximas (chimeneas, salidas de aire acondicionado, etc.).
- No se recomienda instalar los equipos ni encima ni debajo de ventanas, al menos, deben de estar a un metro de ellas.
- Considerar la altura de instalación para capturar aire respirable (entre 1,5 y 4 metros).
- Garantizar el acceso a energía y conectividad para sensores inteligentes.
En esta fase, nos aseguramos también que no haya elementos que puedan perturbar el despliegue: verificamos que haya conectividad y acceso a la energía eléctrica (o en el caso de paneles solares, de que haya suficiente exposición solar a lo largo del día y todo el año).
Conclusión
Ubicar sensores de calidad del aire no es sólo una cuestión logística, sino una decisión estratégica. Combinar ciencia de datos, conocimiento urbano y tecnología permite diseñar redes de monitoreo más eficientes y eficaces. Así, se fortalece la capacidad de los municipios para combatir la contaminación, diseñar mejores políticas y cuidar la salud de sus ciudadanos.
