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Cuando el volcán Kilauea entró en erupción en 2018, partes cubiertas de lava de la isla de Hawai, sino un smog volcánico, conocido como "vog, "lo inundó. El vog contenía niveles peligrosos de partículas finas y gas de dióxido de azufre, que amenazaba la salud de la población a favor del viento en la isla.
En un nuevo estudio, un equipo de científicos utilizó una red de sensores de calidad del aire de bajo costo para mapear la exposición a la contaminación de los residentes en tiempo real, por primera vez. La nueva solución para medir la calidad del aire podría ayudar a las poblaciones en el futuro a no enfermarse. dado que la contaminación del aire es el factor de riesgo ambiental más grande de mortalidad prematura en todo el mundo.
"Pudimos estimar la exposición de la población a escala fina a múltiples contaminantes, medir la transformación química de las emisiones volcánicas, y proporcionar observaciones en tiempo real como parte de los esfuerzos de gestión de emergencias, "dijo Benjamin Crawford, Doctor., autor principal y profesor asistente en el Departamento de Geografía y Ciencias Ambientales de la Universidad de Colorado en Denver. Crawford colaboró con investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts y la Universidad de Hawai'i.
El estudio fue publicado en la revista PNAS .
Monitoreo en tiempo real durante un evento catastrófico
Antes de 2018, El volcán Kilauea ha estado en erupción continuamente a una escala mucho menor durante los últimos 35 años. A finales de 2017, El equipo de Crawford comenzó un proyecto para medir la calidad del aire a favor del viento del volcán humeante, asociarse con escuelas locales para albergar sensores.
"Pensamos que no había prisa, ", dijo Crawford. El equipo tenía un puñado de prototipos de sensores de bajo costo (LCS) y había comenzado a sentar las bases en la isla cuando el volcán comenzó a hacer erupción en mayo de 2018. El grupo entró en acción. Volaron hacia el isla y construyó la red en 10 días.
El equipo utilizó 30 nodos diseñados y desplegados específicamente para monitorear una mezcla de dióxido de azufre volcánico primario (SO 2 ) gas y partículas secundarias (PM2.5) que componen vog. Su estudio se convirtió en el primero en utilizar una red de sensores de bajo costo en tiempo real durante un evento de calidad del aire extrema.
Seguimiento de la transformación química de la pluma
Sotavento de la erupción el equipo descubrió que las estaciones de la red midieron PM2.5 y SO pico por hora 2 concentraciones que podrían superar los 75 microgramos por m-3 y 1200 ppb, respectivamente. La densidad de la red LCS permitió estimaciones altamente granulares de la exposición humana a ambos contaminantes durante la erupción, algo que era imposible utilizando mediciones de calidad del aire preexistentes.
La dinámica de la pluma expuso a una proporción mucho mayor (46,7%) de la población de la isla a niveles elevados de PM2,5 fino en comparación con SO. 2 (2%). Adicionalmente, la red pudo rastrear la evolución química de la columna volcánica a sotavento de la erupción. Las mediciones encontraron un SO medio 2 tiempo de conversión de ~ 36 horas, demostrando por primera vez la capacidad de las redes LCS distribuidas para observar la cinética de reacción y cuantificar las transformaciones químicas de los contaminantes del aire en un entorno del mundo real.
"Teníamos una buena idea de hacia dónde se dirigía la contaminación, así que pudimos rastrear y medir la transformación química de la pluma, ", dijo Crawford." Fue la primera vez que pudimos observar tanto la química de la columna como cómo viajaba a favor del viento. Fue gratificante ver cómo funciona nuestro enfoque ".
Empoderar a otras personas para medir la calidad del aire
El monitoreo de la calidad del aire (AQ) es fundamental para comprender y, en última instancia, minimizar la exposición de las personas a contaminantes atmosféricos nocivos; sin embargo, las mediciones basadas en la superficie siguen siendo relativamente escasas en gran parte del mundo. Esto se debe a que la mayoría de las mediciones de la calidad del aire provienen de redes administradas por gobiernos, como los estados o la Agencia de Protección Ambiental (EPA) en los EE. UU. Estos instrumentos extremadamente precisos son costosos, lo que limita la cantidad de sensores desplegados. En la Isla Grande de Hawái, había seis estaciones de monitoreo permanentes en funcionamiento antes de la erupción, uno de los cuales la lava destruyó al principio de la erupción.
A diferencia de, los sensores de bajo costo de este estudio funcionan con energía solar, Unidades independientes que pueden comunicarse a través de redes celulares y funcionar en lugares remotos. La asequibilidad de las unidades también hace que el equipo pueda entregarlas a los miembros de la comunidad para que midan la calidad del aire ellos mismos. Ya sea durante una erupción volcánica, incendios forestales o contaminación urbana diaria y smog, Dar a las comunidades el poder de medir los datos por sí mismas es importante.
"Existe una demanda de este tipo de información, ", dijo Crawford." Es una excelente manera de democratizar los datos y permitir que las comunidades monitoreen las violaciones de la calidad del aire independientemente de cualquier otra persona. Puede capacitar a las personas con el conocimiento para tomar sus propias decisiones ".
