Rendimiento variable de sensores de bajo costo durante eventos de smog estacional en la región de Moravia-Silesia
Autores: Nevrlý, Václav; Dostál, Michal; Bitala, Petr; Kleka, Vít; Sléka, Jií; Polách, Pavel; Nevrlá, Katarína; Barabáová, Melánie; Langová, Rena; Bernatíková, árka; Martiníková, Barbora; Vainek, Michal; Nevrlý, Adam; Lazecký, Milan; Suchánek, Jan; Chaloupecká, Hana; Kia, David; Wild, Jan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Rendimiento variable de sensores de bajo costo durante eventos de smog estacional en la región de Moravia-Silesia
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Contaminación del aire
Sensores de bajo costo
Moravia-Silesia
Material particulado
Monóxido de carbono
Calibración de sensores
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
El monitoreo de la contaminación del aire en regiones industriales como Moravia-Silesia enfrenta desafíos debido a las complejas condiciones ambientales. Los sensores de bajo costo ofrecen una alternativa prometedora y rentable para complementar los datos de las estaciones de monitoreo de calidad del aire de grado regulatorio. Este estudio evalúa la precisión y fiabilidad de un nodo prototipo que contiene sensores de bajo costo para monóxido de carbono (CO) y material particulado (PM), específicamente adaptados a las condiciones locales de la Región Moravo-Silesiana durante los períodos de invierno y primavera. Un análisis de los datos de referencia observados durante el período de evaluación invernal mostró una fuerte correlación positiva entre PM, CO y concentraciones, atribuible a fuentes comunes de contaminación bajo condiciones de baja temperatura ambiente y aumento de la actividad de calefacción local. El sensor Sensirion SPS30 exhibió alta linealidad durante el período invernal, pero mostró un sesgo positivo sistemático en las lecturas durante episodios de smog polaco, probablemente debido a partículas finas de calefacción doméstica. Por el contrario, durante episodios de tormentas de polvo sahariano, el sensor mostró un sesgo negativo, subestimando los niveles debido a la prevalencia de partículas gruesas. Se exploraron inicialmente ajustes de calibración, basados en la relación derivada de los datos del Alphasense OPC-N3, para reducir estos sesgos. Por primera vez, este estudio cuantifica la influencia de la distribución del tamaño de las partículas en la respuesta del sensor SPS30 durante episodios de smog de origen variable, bajo las condiciones locales y estacionales dadas. Además de la evaluación del sensor, analizamos el uso potencial de los datos del Servicio de Monitoreo Atmosférico Copernicus (CAMS) como una alternativa para aumentar la complejidad del sensor. Nuestros hallazgos sugieren que, con una calibración adecuada, los sensores de bajo costo seleccionados pueden proporcionar datos fiables para el monitoreo de episodios de contaminación del aire en la Región Moravo-Silesiana y también pueden ser utilizados para futuros ajustes de las predicciones del modelo CAMS.
Descripción
El monitoreo de la contaminación del aire en regiones industriales como Moravia-Silesia enfrenta desafíos debido a las complejas condiciones ambientales. Los sensores de bajo costo ofrecen una alternativa prometedora y rentable para complementar los datos de las estaciones de monitoreo de calidad del aire de grado regulatorio. Este estudio evalúa la precisión y fiabilidad de un nodo prototipo que contiene sensores de bajo costo para monóxido de carbono (CO) y material particulado (PM), específicamente adaptados a las condiciones locales de la Región Moravo-Silesiana durante los períodos de invierno y primavera. Un análisis de los datos de referencia observados durante el período de evaluación invernal mostró una fuerte correlación positiva entre PM, CO y concentraciones, atribuible a fuentes comunes de contaminación bajo condiciones de baja temperatura ambiente y aumento de la actividad de calefacción local. El sensor Sensirion SPS30 exhibió alta linealidad durante el período invernal, pero mostró un sesgo positivo sistemático en las lecturas durante episodios de smog polaco, probablemente debido a partículas finas de calefacción doméstica. Por el contrario, durante episodios de tormentas de polvo sahariano, el sensor mostró un sesgo negativo, subestimando los niveles debido a la prevalencia de partículas gruesas. Se exploraron inicialmente ajustes de calibración, basados en la relación derivada de los datos del Alphasense OPC-N3, para reducir estos sesgos. Por primera vez, este estudio cuantifica la influencia de la distribución del tamaño de las partículas en la respuesta del sensor SPS30 durante episodios de smog de origen variable, bajo las condiciones locales y estacionales dadas. Además de la evaluación del sensor, analizamos el uso potencial de los datos del Servicio de Monitoreo Atmosférico Copernicus (CAMS) como una alternativa para aumentar la complejidad del sensor. Nuestros hallazgos sugieren que, con una calibración adecuada, los sensores de bajo costo seleccionados pueden proporcionar datos fiables para el monitoreo de episodios de contaminación del aire en la Región Moravo-Silesiana y también pueden ser utilizados para futuros ajustes de las predicciones del modelo CAMS.