Plataforma sobre la calidad del aire urbano

Descripción

Durante la última década, las plataformas de calidad del aire urbano (UAQP) han sido una herramienta importante para recopilar, procesar y visualizar datos hiperlocales sobre las emisiones urbanas. Además, estas plataformas suelen ser de acceso libre, lo que aporta transparencia y ayuda a concienciar sobre la contaminación atmosférica. Los datos pueden obtenerse a través de sensores repartidos por toda la ciudad o mediante imágenes de satélite. Los sensores que recogen los datos pueden instalarlos un operador (por ejemplo, el ayuntamiento) o colocarse en propiedades privadas.

Problemas que hay que resolver:

Estructura de costes

Requisitos legales

La política de la Unión Europea en materia de calidad del aire tiene como objetivo desarrollar y aplicar instrumentos adecuados para mejorar la calidad del aire. Por eso, los Estados europeos tienen que dividir su territorio en varias zonas y aglomeraciones. En estas zonas y aglomeraciones, los Estados miembros deben evaluar los niveles de contaminación atmosférica mediante mediciones, modelos y otras técnicas empíricas, y comunicar los datos sobre la calidad del aire a la Comisión Europea como corresponda.

La CE ha establecido límites de concentración de contaminantes atmosféricos que obligan a los Estados miembros a abordar las fuentes de forma responsable. Además, la información sobre la calidad del aire debe difundirse al público. (Comisión Europea, 2018)

• Directiva 2008/50/CE sobre la calidad del aire ambiente: Esta directiva establece el marco actual para el control de las concentraciones de contaminación atmosférica en la UE. Entre sus objetivos se incluyen el control de las emisiones de fuentes móviles, la mejora de la calidad de los combustibles y la promoción e integración de los requisitos de protección medioambiental en los sectores del transporte y la energía.
• Directiva 2015/1480/CE : Establece las normas relativas a los métodos de referencia, la validación de datos y la ubicación de los puntos de muestreo para la evaluación de la calidad del aire ambiente
• Directiva 2010/75/UE : Sobre las emisiones industriales
• Directiva 2284/UE: sobre la reducción de las emisiones nacionales de determinados contaminantes atmosféricos. Esta directiva exige la reducción de contaminantes atmosféricos como los SOx, los NOx y los COV.
• Ley Federal Alemana de Control de Emisiones – 39.ª BImSchV : El procedimiento para determinar las fuentes de emisión urbanas en Alemania se define en la 39.ª Ordenanza de la Ley Federal de Control de Emisiones (39.ª BImSchV). Esta ley federal se basa en la Directiva 2008/50/CE de la UE.

Modelos operativos

Modelo operativo para una plataforma de datos sobre la calidad del aire (BABLE, 2021)

Potencial del mercado

Datos sobre la implementación

Tiempo medio de implementación: entre 0,1 y 1 año

Importe de la inversión inicial: menos de 50 000 € para un distrito urbano

Panorama general del mercado

Según un análisis de Business Wire, en plena crisis de la COVID-19, el mercado mundial de los sistemas de control de la calidad del aire se estima en 3.47 mil millones de euros. Del mismo modo, se prevé que alcance un tamaño revisado de 4.63 mil millones de euros para 2027, con un crecimiento anual compuesto del 4,4 %.

El mercado mundial de la monitorización de la calidad del aire se divide en monitorización en interiores y en exteriores. Los sistemas de calidad del aire urbano se clasifican como sistemas de monitorización en exteriores. Estos, a su vez, se pueden clasificar en monitores fijos, portátiles, de polvo y de partículas, y estaciones de monitorización de la calidad del aire.

Costes

Los avances tecnológicos actuales en los sensores de calidad del aire han reducido significativamente tanto los costes fijos como los variables de las plataformas de calidad del aire urbano (UAQP). Los costes fijos incluyen el software, que consta de su API de comunicación y la interfaz gráfica de usuario web. Los costes variables incluyen la calibración y el mantenimiento, entre otros.

Las nuevas tecnologías eliminan en gran medida la necesidad de mantenimiento y calibración locales, trasladando estas funciones a un servicio en la nube. Por lo tanto, los costes operativos de este tipo de plataformas incluyen sistemas informatizados de gestión del mantenimiento basados en la nube.

Para que cualquier implementación de una UAQP funcione, es necesario que los ciudadanos conozcan y entiendan los sistemas de calidad del aire urbano. Por eso, los costes fijos deben incluir portales para ciudadanos y campañas de participación ciudadana.

Efectos de la contaminación atmosférica:

1) Calentamiento global

2) Según un estudio en el que ha participado la UCL, se estima que 1 de cada 5 muertes al año se puede atribuir a la contaminación por combustibles fósiles y, en 2018, murieron aproximadamente 8,7 millones de personas solo por las emisiones de combustibles fósiles. De esta cifra, el 21,5 % se atribuye a las partículas en suspensión. La figura 1 muestra la distribución de las muertes causadas por la contaminación atmosférica.

Figura: Nivel medio de contaminación exterior por PM2,5 y muertes totales por contaminación atmosférica por región en 2013 (Banco Mundial, 2013)

3) En 2016, la OMS declaró que el 92 % de la población mundial vivía en zonas donde la contaminación superaba las directrices de calidad del aire de la Organización Mundial de la Salud.

4) En 2013 se estimó que los efectos de la calidad del aire en las personas le costaban a la economía mundial unos 190 mil millones de euros ( Banco Mundial, 2013).

Causas de la contaminación del aire en interiores:

Como ya se ha dicho, las fuentes antropogénicas son las principales responsables de los contaminantes atmosféricos. Sin embargo, la contaminación atmosférica también puede deberse a fuentes naturales, como la actividad volcánica (que libera sobre todo SO₂, CO₂ y HF), las tormentas de arena como el polvo del Sáhara y el ozono que se forma al reaccionar la luz solar con el oxígeno. No obstante, las fuentes antropogénicas emiten a un ritmo y una densidad mucho mayores.

Las fuentes antropogénicas se pueden clasificar en fuentes móviles, fijas y difusas. Las fuentes móviles incluyen las emisiones generadas por el transporte, como los vehículos, los barcos y los trenes. Los contaminantes atmosféricos presentes en los gases de escape se generan por la combustión incompleta del combustible. El monóxido de carbono y el combustible sin quemar son los principales gases de escape que producen los motores de gasolina.

Las fuentes fijas son las centrales eléctricas, la actividad industrial y las refinerías de petróleo. Su impacto es mayor cuando se encuentran dentro del área urbana de una ciudad. Las fuentes de energía con mayor factor de emisión son el lignito y el carbón duro, razón por la cual existe un esfuerzo global para eliminar progresivamente el carbón como fuente de energía.

Por último, las fuentes difusas pueden atribuirse a la actividad agrícola y humana. Las emisiones agrícolas suelen subestimarse; sin embargo, dado que el amoníaco (NH₃) y el metano (CH₄) son los principales contaminantes atmosféricos, su impacto es grave. El metano, por ejemplo, tiene un potencial de calentamiento global 28 veces mayor que el dióxido de carbono.

Mapeo de las partes interesadas

Mapa de partes interesadas para una plataforma de datos sobre la calidad del aire (BABLE, 2021)

Iniciativas gubernamentales

• Estrategia del Reino Unido para el aire limpio: Esta estrategia establece las medidas integrales que deben adoptar todos los organismos del Gobierno del Reino Unido y la sociedad en su conjunto para cumplir los objetivos medioambientales. La legislación de 2019 define un marco de actuación sólido y coherente para hacer frente a la contaminación atmosférica.
• Pacto Verde Europeo: El Pacto Verde de la UE, en su ámbito de actuación «Eliminación de la contaminación», ha reforzado, entre otras cosas, su apoyo a las autoridades locales para lograr un aire más limpio para sus ciudadanos. También propondrá reforzar las disposiciones sobre seguimiento, modelización y planes de calidad del aire para ayudar a las autoridades locales a conseguir un aire más limpio. En particular, la Comisión propondrá revisar las normas de calidad del aire para alinearlas más estrechamente con las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud

Organizaciones de apoyo

• Agencia Europea de Medio Ambiente: Los expertos de la AEMA analizan los datos de calidad del aire recopilados en toda Europa. Los datos procesados se utilizan en evaluaciones para ayudar a los responsables políticos de toda Europa a elaborar mejores políticas y normas para abordar los problemas de contaminación atmosférica.
• Agencia Espacial Europea: La ESA se dedica a la exploración y el uso pacífico del espacio en beneficio de la humanidad. La ESA utiliza satélites de observación de la Tierra para supervisar el estado medioambiental del planeta. Gracias a los datos de los satélites, la ESA puede obtener una visión más amplia del cambio global. Los científicos y los gobiernos pueden usar estos datos para entender, proteger y gestionar nuestro medio ambiente, salvaguardando la Tierra para las generaciones futuras.
• CCR de la UE: El Centro Común de Investigación de la Comisión Europea trabaja para armonizar las metodologías de seguimiento y modelización del aire y el clima. Con este fin, el JRC elabora inventarios y proyecciones coherentes de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y contaminantes atmosféricos, y realiza análisis econométricos de tendencias y estimaciones de costes de las opciones de control de emisiones. Actualmente están desarrollando nuevas normas sobre sensores de calidad del aire que impulsarán aún más la innovación en los UAQDP.

Factores de apoyo

1. Instalación de sensores por toda la ciudad para obtener muestras representativas de la calidad del aire
2. Priorizar la instalación de sensores en los lugares con mayor concentración de contaminantes
3. Conectividad sólida e ininterrumpida entre los activos físicos y digitales
4. Aceptación por parte de los ciudadanos de la instalación de sensores por toda la ciudad

Datos y normas

• IEEE/ISO/IEC 21451: define un modelo de objetos con una interfaz independiente de la red para conectar procesadores a redes de comunicación, sensores y actuadores
• ISO 37120: Ciudades y comunidadessostenibles — Indicadores de servicios urbanos y calidad de vida: Define y establece metodologías para un conjunto de indicadores destinados a orientar y medir el rendimiento de los servicios urbanos y la calidad de vida
• ISO/DIS 37156: Directrices sobre el intercambio y la puesta en común de datos para infraestructuras de comunidades inteligentes
• TA Luft – Instrucciones técnicas alemanas sobre el control de la calidad del aire: regula los requisitos de calidad del aire, incluidas las emisiones, la exposición ambiental y sus métodos de control. Se aplica a una serie de contaminantes procedentes de diversas fuentes fijas.