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Redes híbridas de vigilancia y control de la calidad del aire y ruido urbano

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La contaminación urbana no es uniforme: varía entre calles, cruces, barrios e incluso entre las diferentes horas del día. Las estaciones de referencia muchas veces son insuficientes para poder disponer de una imagen representativa y real de la calidad del aire en las ciudades, y su coste y mantenimiento supone un freno para los presupuestos municipales más ajustados.

Desde Envira tenemos la solución: el despliegue de redes híbridas con estaciones portátiles basadas en sensores IoT que complementan las estaciones de referencia actuales, densificando la toma de datos y obteniendo un mapa de contaminación real, hiperlocal y a una fracción del coste de la infraestructura tradicional.

¿Qué es una red híbrida de vigilancia ambiental de la calidad del aire?

 

Una Red híbrida de monitorización de aire para ciudades es un sistema integrado que combina dos tipos complementarios de instrumentos de monitoreo: estaciones de referencia certificadas que miden con máxima exactitud, y sensores IoT de bajo coste que expanden la cobertura espacial.

Esta combinación representa la evolución en cuanto a cómo medir y mejorar la calidad del aire urbano, que tradicionalmente dependía únicamente de una o dos estaciones de referencia (casetas grades y costosas) que ofrecían gran precisión pero una cobertura espacial limitada. Gracias a las estaciones inalámbricas de monitorización ambiental, esta cobertura espacial puede expandirse de forma exponencial y mucho más económica.

Infografía elementos de una red híbrida de vigilancia ambiental en ciudades

 

Componentes de la red híbrida de monitorización ambiental del aire urbano:

  • Estaciones fijas de monitorización: instrumentos de grado regulatorio diseñados para cumplir requisitos normativos para reportes a la UE. También establecen la base científica para toda la red, proporcionando datos para la validación y calibración remota de los sensores cercanos.
  • Sensores de monitoreo ambiental: dispositivos electroquímicos compactos de bajo coste fácilmente instalables en farolas, semáforos o incluso integrarlos en autobuses y flotas de transporte. Esto permite crear una densa red de monitorización y vigilancia hiperlocal de la calidad del aire urbano para crear mapas de contaminación dinámicos y en tiempo real.
  • Plataforma de datos: la infraestructura de comunicación basada en el protocolo MQTT permite recoger y centralizar los datos en una plataforma de visualización accesible desde cualquier dispositivo con conexión a internet e integrarse en las plataformas Smart City municipales.

Cobertura y vigilancia total de la calidad del aire de las ciudades con sensores de bajo coste

Cada vez está más extendido el uso de sensores low-cost para medir la calidad del aire urbano y es que sus ventajas son claras:

  • Permiten recoger datos hiperlocales (barrio a barrio) para crear extensas redes de monitorización y control de la contaminación atmosférica y acústica.
  • Detectan puntos calientes de contaminación (hotspots), identificando acumulaciones de NO2 o PM2.5 en intersecciones específicas o durante episodios de mayor tráfico rodado.
  • Su diseño compacto con opciones de conectividad 4G, WiFi o LoRaWAN los convierten en dispositivos Plug & Play que facilitan una instalación y puesta en marcha en minutos.

 

 

Nanoenvi: estaciones inalámbricas para la red de monitoreo ambiental urbano

  • Nanoenvi EQ: mide los principales parámetros contaminantes del aire y el ruido en las ciudades de forma sencilla. Estos medidores de tamaño compacto y conectividad IoT están diseñados para un despliegue en minutos con un mínimo mantenimiento.
  • Nanoenvi dB: monitoriza el ruido en continuo y obtén datos con validez legal gracias a este dispositivo que integra un sonómetro de clase I homologado por el CEM.

 

Sistema de calibración remota frente a estaciones de referencia

El mayor reto del monitoreo con sensores electroquímicos es corregir la deriva, es decir, la pérdida de precisión que se produce con el paso del tiempo y que es inherente a este tipo de tecnología.

Los dispositivos Nanoenvi pueden calibrarse de forma remota frente a una estación de referencia cercana, aplicando algoritmos propios que comparan las lecturas de estos sensores frente a la estación fija y apliquen correcciones frente a las posibles desviaciones.

De esta forma se obtienen mediciones indicativas con una calidad del dato cercana a la de la instrumentación de referencia.

Plataforma de datos de contaminación del aire y ruido urbano en tiempo real

 

La red híbrida de vigilancia de la calidad del aire urbano incluye una plataforma de visualización y gestión de datos en tiempo real accesible desde cualquier dispositivo con conexión a internet.

Esto supone un cambio de paradigma en la gobernanza ambiental: mientras que los sistemas antiguos ofrecían promedios diarios o mensuales -una “foto fija” de lo que había ocurrido con la calidad del aire urbano-, nuestra solución ofrece una plataforma que permite recopilar datos en continuo y controlar los contaminantes atmosféricos en tiempo real, ofreciendo un flujo constante y dinámico de información.

Infografía plataforma de datos para redes híbridas de monitoreo y smart city

Monitorización del ruido y contaminación ambiental en ejes viarios y ferroviarios

 

Los núcleos urbanos y zonas residenciales próximos a infraestructuras viarias como carreteras, autovías, autopistas y líneas de ferrocarril están expuestos simultáneamente a mayores niveles de ruido y contaminación atmosférica. Esta combinación eleva significativamente el riesgo en la salud de las poblaciones de estas zonas residenciales.

Además, el control de la contaminación atmosférica y acústica en este tipo de infraestructuras lineales requiere cubrir una gran extensión de kilómetros, por lo que el uso de sensores low-cost de monitorización permite realizar esta tarea sin incurrir en una inversión gigantesca.

¿Qué parámetros y contaminantes hay que controlar?

  • Calidad del aire: principalmente Dióxido de Nitrógeno (NO2), Óxidos de Nitrógeno (NOx), CO y partículas PM, contaminantes atmosféricos asociados al tráfico rodado.
  • Niveles de ruido: por un lado, los grandes ejes viarios deben actualizar sus mapas de ruido regularmente y por otro, aunque los ferrocarriles y trenes eléctricos son claves en la descarbonización, es preciso monitorizar y discriminar los eventos sonoros cerca de entornos urbanos para valorar su impacto y verificar la efectividad de las medidas de mitigación.

Ventajas de implementar una Red Híbrida de control de la calidad del aire urbano

Rentabilidad y eficacia

Rentabilidad y eficacia

Una red de estaciones inalámbricas permite multiplicar la cobertura sin incrementar el gasto, al combinarlos con instrumentación de referencia certificada, permitiendo ofrecer una solución de alta precisión a menor coste que la infraestructura tradicional.

Cumplimiento de las ZBE

Cumplimiento de las ZBE

Una red híbrida es la herramienta definitiva para diseñar, implantar y justificar legalmente las Zonas de Bajas Emisiones, al proporcionar los datos objetivos que exigen las normativas europeas y nacionales.

Mapa de contaminación

Mapa de contaminación

Esta solución de monitoreo basada en estaciones inalámbricas con sensores IoT es la única que permite detectar “puntos calientes” de contaminación y ofrecer un mapa completo de la contaminación real de la ciudad.

Transparencia y salud

Transparencia y salud

La capacidad de ofrecer datos en tiempo real a la ciudadanía a través de paneles o apps, mejora la percepción de la gestión municipal y posiciona el proyecto dentro del ecosistema Smart City.

Preguntas Frecuentes (FAQ) sobre las redes híbridas de vigilancia y control de la contaminación del aire en las ciudades

¿Sustituye esta red a las estaciones de referencia oficiales de la Comunidad Autónoma/Estado?

No, las complementa. La legislación exige estaciones de referencia para reportes oficiales a la UE. La Red Híbrida se usa para la gestión diaria, el control de las ZBE y para medir donde la estación oficial no llega.

¿Qué mantenimiento requieren los sensores de bajo coste?

El mantenimiento es mínimo. Al ser modulares, solo es preciso sustituir los cartuchos de los gases electroquímicos cuando llegan al final de su vida útil, sin necesidad de desinstalar el equipo completo. La calibración es automática y remota.

¿Los datos son propiedad del proveedor o del Ayuntamiento?

Los datos son 100% propiedad del Ayuntamiento. El sistema ofrece una comunicación abierta e integrable vía MQTT en cualquier plataforma Smart City del municipio o en cuadros de mando propios.

¿Qué se mide exactamente?

El sistema es configurable, pero típicamente mide: Dióxido de Nitrógeno NO2, Ozono O3 Material Particulado PM1, PM2.5, PM10, Monóxido de Carbono CO, Dióxido de azufre (SO2) además de ruido ambiental y parámetros meteorológicos.

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