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Novedosos sensores ópticos para medir la calidad del aire
Publicada por el Viernes 8 de Febrero 2019 en Ciencias Básicas
Estación meteorológica y sensores

Estudiar la calidad del aire del municipio de Vijes, mediante sensores de última tecnología y estaciones meteorológicas, para identificar problemas en la calidad del aire por material particulado y gases de efecto invernadero, desprendidos de procesos industriales como la producción de Cal, el tráfico, actividades residenciales, entre otros, es el objetivo de un grupo interdisciplinar de investigación en el que trabaja la UAO.  

Una tecnología que no se había implementado en Colombia para medir la calidad del aire, está siendo utilizada por el Grupo de Investigación en Modelación y Simulación, GIMS, de la Universidad Autónoma de Occidente, la CVC y el Instituto de Meteorología e Hidrología de Suecia, SMHI. La medición se realiza desde hace dos años en el municipio de Vijes, ubicado al Norte del Valle del Cauca,  que cuenta con una población de 11.010 habitantes, según información de la Alcaldía de Vijes.
 
Los sensores que están midiendo la concentración de Material Particulado, PM, fueron adquiridos por la Universidad Autónoma de Occidente, y su objetivo es registrar las concentraciones de este tipo de material que se desprende de los hornos productores de Cal y de otras fuentes de emisión.
 
Adicionalmente, la Universidad adquirió el software ‘Airviro’, el cual está siendo usado en el Reino Unido y Suecia, entre otros países, para estudiar la calidad del aire, por su parte en Latinoamérica, es utilizado en Brasil, Chile y Colombia, en la ciudad de Cali. “Con este software que fue creado hace 28 años por el ‘SMHI’, y que ha sido objeto de permanente actualización, es posible realizar modelación y simulación de material particulado y de gases de efecto invernadero”, explicó el investigador José Joaquín Vivas Moreno, coordinador del Grupo de Investigación en Modelación y Simulación, GIMS, de la facultad de Ciencias Básicas y Ambientales, de la UAO.     
 
¿Por qué la presencia de Cal en Vijes?
La Cal es el producto de la descomposición de la caliza a alta temperatura. En el municipio de Vijes existen yacimientos de Cal, los cuales se formaron en la era terciaria hace 65 millones de años; provienen principalmente de invertebrados marinos con conchas o esqueletos calcáreos, tales como corales, gasterópodos, bivalvos e incluso dientes de tiburón, entre otros.
 
La cal es utilizada en la fabricación de morteros que se usan en la construcción, templos, puentes, viejas casonas, purificación del azúcar  en los ingenios,  industria papelera, en acueductos para la purificación del agua, y en estudios de impacto ambiental, entre otros usos.
  
Calidad de vida y ambiente sostenible para Vijes
Para la población de Vijes habitar en la cercanía de yacimientos de Caliza, es un milagro, pues esta sustancia se ha convertido en la principal fuente de economía para la comunidad. “Sin embargo, los subproductos derivados del proceso de producción de Cal no están indicados para respirarlos, por eso, en este proyecto de investigación tenemos que ser muy cuidadosos, pues la idea es que la población se siga sustentando de este material, pero que a su vez conozcan los efectos que produce sobre la calidad del aire, la salud y la biodiversidad. Enfermedades asociadas al corazón, paros cardiorespiratorios, asma, entre otras de tipo respiratorio, hacen parte de algunos problemas de salud que se pueden estar presentando en la comunidad de Vijes”, manifestó el investigador José Joaquín Vivas Moreno.


Es por esto que el grupo interdisciplinar de investigación, trabaja en el acompañamiento y asesoría para que la población, no solo implemente procesos amigables con el medio ambiente y con la producción de Cal, sino para que haga conciencia de los posibles efectos en la salud y tome las precauciones pertinentes.
 
Fases desarrolladas
La primera faseconsistió en la ubicación de una estación meteorológica en la antena de la estación de policía de este Municipio, la cual se encuentra a 25 metros de altura, permitiendo medir variables climatológicas como la velocidad y dirección de los vientos, radiación solar, pluviometría, presión atmosférica, humedad, entre otras.
 
“Así mismo, se ubicó estratégicamente en la azotea de una de las casas de tres pisos, una estación de monitoreo con dos sensores ópticos traídos de Japón, los cuales miden concentraciones de material particulado, PM10 y PM2.5 (partículas con diámetros de 10 y 2.5 micras respectivamente), que se desprende de los procesos de producción de Cal y de otras fuentes mezclándose con el aire, siendo imperceptible para las personas. Finalmente se realizó la modelación y simulación del material particulado con el software ‘Airviro’ que la CVC amablementenos permitió usar”, agregó el docente Vivas.
 
La segunda fase, que se encuentra en proceso actualmente, consiste en ubicar cuatro cajas termométricas con sensores ópticos en diferentes puntos estratégicos de Vijes, para monitorear material particulado PM10 y PM2.5 producido por los hornos de Cal, y por otras fuentes como el tráfico vehicular, la dinámica residencial, el uso de fogones de leña, entre otros.
 
Así mismo, en el marco de esta segunda fase, el sueco Per Ivarson, miembro del equipo creador del software ‘Airviro’ del ‘SMHI’, en una reciente visita a la UAO, realizó la instalación del software y la capacitación durante tres días para un grupo de 15 personas entre estudiantes, docentes, miembros de la CVC y miembros del Grupo de Investigación GIMS, responsables del desarrollo de la segunda fase.

Gracias a todo este proceso, la UAO cuenta con un nuevo Laboratorio de Investigación en Calidad del Aire, adscrito a la facultad de Ciencias Básicas y Ambientales, el cual posee estaciones meteorológicas, sensores ópticos para muestreo de Material Particulado para MP10 y MP 2.5, y software para modelar y simular calidad del aire.
 
Fases futuras
“Para la tercera fase, se pretende ubicar sensores que identifiquen concentraciones de gases de efecto invernadero, como dióxido de carbono, vapor de agua, metano, entre otros, producidos por actividades humanas y naturales como procesos industriales, transporte, incendios forestales, etc”, agregó el investigador José Joaquín.   
 
La última fase futura busca que, una vez se conozca el estado de la calidad del aire afectado por material particulado y gases de efecto invernadero, se realice un estudio de la morbilidad en Vijes y en otros municipios con dinámicas diferentes para establecer una relación entre la calidad del aire y la salud de las personas afectadas por problemas respiratorios.  
 
“En el desarrollo de cada fase de esta investigación interdisciplinar y conjunta, intervienen estudiantes que realizan su trabajo de grado, se afianzan relaciones internacionales con otros grupos de investigación, se mitigan problemáticas de región y se visibiliza la Universidad, dado que, con los resultados obtenidos, publicamos en revistas indexadas internacionalmente y participamos con ponencias en eventos internacionales y nacionales”, finalizó el docente Vivas. 
 
Informes
José Joaquín Vivas Moreno 
PBX: 3188000, ext.11463
jjvivas@uao.edu.co

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