Ahora, un puñado de ciudadanos motivados de Fort Collins están haciendo algo un poco fuera de lo común. Están recopilando datos científicos de vanguardia de sus patios traseros que pronto podrían ayudar a la NASA a crear mapas de la contaminación atmosférica global.

Los voluntarios son parte de una red de científicos ciudadanos para un proyecto dirigido por la Universidad Estatal de Colorado llamado CEAMS:Mediciones de aerosoles habilitadas por ciudadanos para satélites.

El objetivo de CEAMS es mejorar la comprensión de la calidad del aire local a través de mediciones en tierra. Los datos a esta escala podrían eventualmente ayudar a los satélites de la NASA a proporcionar datos de calidad del aire de mayor resolución de lo que es posible en la actualidad.

"La NASA está interesada en resolver problemas globales, "dijo el líder de CEAMS, John Volckens, Investigador del CSU Energy Institute y profesor de ingeniería mecánica. "La mayoría de los gobiernos no pueden permitirse monitorear la contaminación del aire en absoluto". Sin embargo, la contaminación del aire es una de las principales causas de muerte y enfermedad en el planeta, responsable de más muertes en todo el mundo que el VIH y la malaria juntos.

El monitoreo de la contaminación del aire es un negocio complicado y costoso, según Volckens. En los EE.UU., la Agencia de Protección Ambiental mantiene alrededor de 1, 000 muestreadores de aire activos para la contaminación del aire por material particulado fino en todo el país, aproximadamente uno por cada tres condados. Pero la contaminación de los vehículos plantas de energía, los incendios forestales y una serie de otras fuentes varían en escalas espaciales mucho más finas que a nivel de condado.

La NASA utiliza una combinación de imágenes satelitales y algoritmos informáticos para modelar la contaminación del aire, pero los modelos solo pueden decir mucho sobre los detalles de la calidad del aire a nivel del suelo. Ahí es donde entra el equipo de CSU.

"Si queremos desarrollar mejores algoritmos para hacer que los mapas de calidad del aire a partir de imágenes de satélite sean más representativos, necesitamos más datos sobre el terreno, ", Dijo Volckens." Este proyecto está diseñado para desarrollar esos conjuntos de datos.

Menor, más económico, y mas de ellos

Monitores EPA típicos que detectan partículas menores de 2.5 micrones, o "PM 2.5, "cuesta alrededor de $ 30, 000 cada uno y son complicados de ejecutar. El esfuerzo de CSU CEAMS se centra en distribuir una gran cantidad de compactos, bajo costo, instrumentos de energía solar que los voluntarios pueden desplegar en los patios traseros. Y con muchas manos aligerando el trabajo, los científicos pueden recolectar mejor, más datos de alta resolución a escala local que cualquier satélite del espacio exterior.

"Si establecemos una red con 100 monitores en un área metropolitana, tendremos acceso a un conjunto de datos increíblemente poderoso que la NASA puede usar para mejorar los mapas de la calidad del aire, "dice Jeff Pierce, profesor asociado de ciencias atmosféricas y coinvestigador del proyecto.

Los sensores CEAMS toman dos tipos principales de medidas. Uno es la profundidad óptica del aerosol, o AOD, que está relacionada con la cantidad de material particulado presente en una columna vertical de aire desde la Tierra al espacio. El otro es PM 2.5 a nivel del suelo, que es de mayor preocupación para la salud humana. "Estas dos medidas, tomados en conjunto, son valiosos no solo para la NASA sino para cualquier persona interesada en la calidad del aire local, "dice Eric Wendt, estudiante de posgrado en ingeniería mecánica que ayudó a diseñar el sensor.

El equipo interdisciplinario, involucrando ingenieros, científicos atmosféricos, y científicos sociales, son todos miembros de CSU Partnership for Air Quality, Clima, and Health (PACH):una organización que sinergiza la experiencia en CSU para brindar soluciones a los problemas sociales en la intersección de la calidad del aire, clima y salud. El equipo de CEAMS incluye a Volckens, Pierce y los co-investigadores Shantanu Jathar de ingeniería mecánica y Marilee Long de periodismo y comunicación de medios, así como miembros de sus grupos de investigación.

El papel de Long es ayudar a determinar las mejores prácticas para reclutar y capacitar a científicos ciudadanos. "La ciencia ciudadana no se trata solo de utilizar a las personas para realizar mediciones científicas, "Ella dijo." Hay un valor para ellos también. Si hay mucha gente aprendiendo, también los alentamos a pensar positivamente sobre la ciencia. Sus comentarios también nos ayudan a diseñar mejores instrumentos para futuros voluntarios ".

Aprovechando una red propia

Afortunadamente para el equipo de CEAMS, tenían acceso a un ready-made, Red de ciencia ciudadana de cosecha propia:los observadores de nieve y lluvia que recopilan datos de precipitación para Community Collaborative Rain, Red de granizo y nieve, CoCoRaHS, a través del Centro Climático de Colorado. El personal del centro conectó a los gerentes de CEAMS con ciudadanos locales dispuestos a ofrecerse como voluntarios para el proyecto de contaminación del aire.

El sitio web de CEAMS contiene videos narrados que brindan instrucciones paso a paso sobre cómo configurar los monitores y recopilar datos. Miembro del equipo Casey Quinn, estudiante de posgrado en el Departamento de Ciencias de la Salud Ambiental y Radiológica, creó una aplicación para teléfonos inteligentes a través de la cual los científicos ciudadanos cargan sus datos directamente al equipo de CEAMS.

Se ha pedido a los voluntarios que tomen una muestra cada dos días durante aproximadamente dos semanas, dijo Bonne Ford, científico investigador en ciencias atmosféricas y director de proyectos del CEAMS. Los usuarios deben configurar los sensores a la luz solar directa, o las medidas no serán precisas. Necesitan aprender a cambiar un filtro, y cómo usar la aplicación para cargar datos.

"Para el AOD, queríamos que alinearan el sensor y lo configuraran para tomar la medida cuando quisieran, "Dijo Ford." De esa manera, no tienen que estar ahí en ningún momento en particular ".

Próximos pasos

La fase piloto en curso de CEAMS está respaldada por $ 160, 000 beca de la NASA. Si tiene éxito, CEAMS puede ser elegible para una segunda ronda de financiamiento, momento en el que se desplegarán en varias ciudades, incluidas Denver y Los Ángeles. El proyecto piloto también recibió una subvención de la Oficina de Desarrollo Económico y Comercio Internacional de Colorado, que brindó un apoyo fundamental para los primeros prototipos de sensores CEAMS.