MateWiki - Contribuciones del usuario [es]

Comparación del NO2 entre las estaciones de medición de Madrid y el Sentinel 5P

2022-12-15T16:50:39Z

María del Pilar Magariño Mchaar: /* Conclusiones */

{{ TrabajoSIG | Comparación de N02 entre las estaciones de medición de Madrid y el Sentinel 5P | Paula Gómez Pinilla / Gema Bonilla Zazo / Celia Vives Mora / María del Pilar Magariño Mchaar | [[:Categoría:SIGAIC_22/23|Curso 22/23]] }}
Madrid es la capital de España y además se encuentra en el centro geográfico de la Península Ibérica. Es una de las grandes capitales de Europa,[[Archivo:WORD1.png|miniaturadeimagen|200px|derecha|Sentinel-5P]] contando con más de 3 millones de habitantes en el centro y más de 5 millones en su área metropolitana. En horas punta (6 y 10 de la mañana) tiene unas intensidades de tráfico altas (unos 800 veh/hora) y, con una media de 300 millones de viajeros al año en los autobuses municipales y casi 700 millones de viajeros en las líneas de Metro, vemos que es una ciudad de mucha actividad y movimiento. El transporte (a parte de la industria) supone una parte importante de las emisiones de gases contaminantes y de efecto invernadero de la ciudad. En este trabajo nos centraremos en el NO2.

== Introducción ==

El dióxido de nitrógeno u óxido de nitrógeno es un gas que se emite en los procesos de combustión. Se forma por la oxidación del N2 (principal componente del aire) a
altas temperaturas. Está generado, en su mayoría, por el tráfico rodado (vehículos automóviles, y en especial de motores diésel).Los niveles más altos de N02 se alcanzan en las grandes ciudades y en el entorno de las vías de comunicación con mayor tráfico. Posee una vida media de días, y su origen se basa en la presencia del nitrógeno del aire en los procesos de combustión y de forma natural en erupciones volcánicas e incendios forestales. Es un gas muy perjudicial para la salud, que puede causar inflamación de las vías aéreas, afecciones de órganos, del sistema circulatorio o del inmunitario. Esto propicia las infecciones pulmonares y las insuficiencias respiratorias. Además, también es perjudicial para el crecimiento vegetal y puede afectar a los edificios por los procesos de acidificación que provoca. Por ello es de vital importancia tener conocimiento y control de su concentración en las ciudades para poner en acción los distintos planes de mejora de calidad del aire con eficacia. Hoy en día, el satélite de observación terrestre SENTINEL 5P de la ESA (Agencia Estatal Europea), el cual forma parte del Programa Copérnico, se encuentra realizando mediciones de los gases contaminantes y aerosoles presentes en la atmósfera terrestre, entre ellos el N02.

[[Archivo:WORD3.png|miniaturadeimagen|1000px|centro|Estaciones en tierra de Madrid]]

Nuestro objetivo en este trabajo es comparar las imágenes y datos obtenidos por el satélite en Madrid con las mediciones de las 24 estaciones de medición del aire que tenemos en la ciudad, que, entre otros gases, miden diariamente las concentraciones de N02.

== Metodología ==

* El satélite mide la concentración de N02 en toda la columna del píxel que es de resolución 1000m x 700m en mol/m2.
* Las estaciones de Madrid miden la concentración de N02 en el punto en el que se encuentran en μg/m3.

En primer lugar, con el fin de no manejar numerosos datos diarios hemos realizado una media ponderada y conseguido sacar un dato
anual para el año 2021. Para solucionar la discrepancia de unidades entre los datos del satélite y de las estaciones hemos realizado por un lado la media de todos los datos de las estaciones y por el otro la media de todos los datos del satélite. Para cada valor, hemos calculado su correspondiente en nuestras unidades con una regla de tres.
Sin embargo, hay ciertas investigaciones que realizan este cálculo basándose en una
fórmula empírica recogida en el siguiente [https://www.nature.com/articles/s41598-019-56428-5 Artículo]

== Resultados ==
En la siguiente tabla se muestra la relación de datos empleada para la realización del
estudio:

[[Archivo:TABLARESULTADOS.png|miniaturadeimagen|6000px|centro|Tabla con los resultados obtenidos.]]

== Conclusiones ==

En primer lugar, para la comparación entre las estaciones medidas en tierra y las
medidas con el satélite, realizamos una malla donde establecimos un tamaño de píxel
de 1km x 1km. Los mallados que hemos obtenido son:

[[Archivo:COMPARACION1.png|miniaturadeimagen|1000px|centro|Comparación del mallado generado con los datos para el Sentinel-5 y para las estaciones.]]

Como observamos, vía satélite encontramos unas medidas más igualadas, en cambio, en las estaciones de tierra encontramos puntos de mayor y menor concentración de contaminación. Los datos obtenidos en las estaciones se caracterizan por una mayor variedad entre máximos y mínimos, sin embargo, en los datos de la troposfera se detecta una mayor difusión en los colores, puesto que la variedad entre mayores y menores
concentraciones es inferior. Dicha diferencia entre mapas viene generada a causa de la desigualdad de altitudes en las que se toman los datos, ya que la columna de aire existente en cada punto influye a la hora de detectar las concentraciones por el Sentinel-5P. Por el contrario, al
no existir dicha columna de aire en los datos tomados en tierra, estos datos resultan de mayor contraste.
A continuación, se muestran dos mallas con las diferencias en valor absoluto y diferencias totales de la malla del satélite y la de tierra.
[[Archivo:COMPARACION2.png|miniaturadeimagen|1000px|centro|A la izda. tenemos la diferencia entre las mediciones y a la dcha. estas diferencias en valor absoluto.]]
En la imagen XX se detectan varios puntos de diferencias con un valor absoluto elevado, que coinciden con las estaciones de Plaza Elíptica y Juan Carlos I.
En el primer caso, se trata de una zona con altas concentraciones, ya que el tráfico es elevado, y carece de zonas de parques naturales. En el segundo caso, tiene gran influencia la disminución del tráfico y la existencia de zonas verdes. En consecuencia, con lo mencionado anteriormente, la diferencia entre estos valores
no se traslada de la misma forma a los datos del satélite, debido a la ya mencionada influencia de la columna de aire. En estos dos puntos concretos, la concentración existente en la estación de Plaza Elíptica es producida en su mayoría por tráfico rodado, lo que influye más en los datos de tierra, obteniendo un valor mayor que se
refleja en la comparativa de diferencias. Por el contrario, la estación Juan Carlos I tiene en su cercanía el aeropuerto de Barajas, lo que puede producir una alteración de la concentración en los datos del satélite, aumentando su valor. A continuación, se incluyen imágenes de ambas estaciones y su integración en la
zona.

[[Archivo:JUANCARLOS.jpg|miniaturadeimagen|6000px|centro|Estacion de Juan Carlos I]]
[[Archivo:PLAZAELIPTICA.jpg|miniaturadeimagen|6000px|centro|Estacion de Plaza Elíptica]]

A continuación, se muestra una comparativa de las mediciones vía satélite y las mediciones pasadas a nuestros datos.

[[Archivo:COMPARACION_3.png|miniaturadeimagen|6000px|centro|Comparación de las mediciones que hace el Sentinel-5P de Madrid con las mediciones de las estaciones.]]

En esta imagen, superponemos los datos administrados por el satélite en sus unidades (mol/m2) y los datos pasados a nuestra unidad (μg/m3). Con lo que comprobamos que hay una gran concentración de N02 que no está siendo estudiada en el este de Madrid. Como conclusión, se debería ampliar la zona de estudio, instalando nuevas estaciones en esta zona

== Bibliografía ==

* [https://www.nature.com/articles/s41598-019-56428-5 Óxidos de Nitrógeno (miteco.gob.es) ]
* [https://danielmarin.naukas.com/2017/10/15/puesto-en-orbita-el-satelite-cientifico-de-la-esa-sentinel-5p-rokot-km/#:~:text=Sentinel%205P%20%28ESA%29.%20El%20Sentinel%205P%20cuenta%20con,conjuntamente%20entre%20la%20ESA%20y%20los%20Pa%C3%ADses%20Bajos. Sentinel-5P]
* [https://datos.madrid.es/portal/site/egob/ Datos abiertos Madrid ]
* [https://ecologistasenaccion.org/wp-content/uploads/2022/01/informe-calidad-aire_madrid-2021.pdf/ Informe Calidad del Aire de Madrid durante 2021 ]

[[Categoría:Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil]]
[[Categoría:SIGAIC_22/23]]

Comparación del NO2 entre las estaciones de medición de Madrid y el Sentinel 5P

2022-12-15T16:49:44Z

María del Pilar Magariño Mchaar: /* Metodología */

{{ TrabajoSIG | Comparación de N02 entre las estaciones de medición de Madrid y el Sentinel 5P | Paula Gómez Pinilla / Gema Bonilla Zazo / Celia Vives Mora / María del Pilar Magariño Mchaar | [[:Categoría:SIGAIC_22/23|Curso 22/23]] }}
Madrid es la capital de España y además se encuentra en el centro geográfico de la Península Ibérica. Es una de las grandes capitales de Europa,[[Archivo:WORD1.png|miniaturadeimagen|200px|derecha|Sentinel-5P]] contando con más de 3 millones de habitantes en el centro y más de 5 millones en su área metropolitana. En horas punta (6 y 10 de la mañana) tiene unas intensidades de tráfico altas (unos 800 veh/hora) y, con una media de 300 millones de viajeros al año en los autobuses municipales y casi 700 millones de viajeros en las líneas de Metro, vemos que es una ciudad de mucha actividad y movimiento. El transporte (a parte de la industria) supone una parte importante de las emisiones de gases contaminantes y de efecto invernadero de la ciudad. En este trabajo nos centraremos en el NO2.

== Introducción ==

El dióxido de nitrógeno u óxido de nitrógeno es un gas que se emite en los procesos de combustión. Se forma por la oxidación del N2 (principal componente del aire) a
altas temperaturas. Está generado, en su mayoría, por el tráfico rodado (vehículos automóviles, y en especial de motores diésel).Los niveles más altos de N02 se alcanzan en las grandes ciudades y en el entorno de las vías de comunicación con mayor tráfico. Posee una vida media de días, y su origen se basa en la presencia del nitrógeno del aire en los procesos de combustión y de forma natural en erupciones volcánicas e incendios forestales. Es un gas muy perjudicial para la salud, que puede causar inflamación de las vías aéreas, afecciones de órganos, del sistema circulatorio o del inmunitario. Esto propicia las infecciones pulmonares y las insuficiencias respiratorias. Además, también es perjudicial para el crecimiento vegetal y puede afectar a los edificios por los procesos de acidificación que provoca. Por ello es de vital importancia tener conocimiento y control de su concentración en las ciudades para poner en acción los distintos planes de mejora de calidad del aire con eficacia. Hoy en día, el satélite de observación terrestre SENTINEL 5P de la ESA (Agencia Estatal Europea), el cual forma parte del Programa Copérnico, se encuentra realizando mediciones de los gases contaminantes y aerosoles presentes en la atmósfera terrestre, entre ellos el N02.

[[Archivo:WORD3.png|miniaturadeimagen|1000px|centro|Estaciones en tierra de Madrid]]

Nuestro objetivo en este trabajo es comparar las imágenes y datos obtenidos por el satélite en Madrid con las mediciones de las 24 estaciones de medición del aire que tenemos en la ciudad, que, entre otros gases, miden diariamente las concentraciones de N02.

== Metodología ==

* El satélite mide la concentración de N02 en toda la columna del píxel que es de resolución 1000m x 700m en mol/m2.
* Las estaciones de Madrid miden la concentración de N02 en el punto en el que se encuentran en μg/m3.

En primer lugar, con el fin de no manejar numerosos datos diarios hemos realizado una media ponderada y conseguido sacar un dato
anual para el año 2021. Para solucionar la discrepancia de unidades entre los datos del satélite y de las estaciones hemos realizado por un lado la media de todos los datos de las estaciones y por el otro la media de todos los datos del satélite. Para cada valor, hemos calculado su correspondiente en nuestras unidades con una regla de tres.
Sin embargo, hay ciertas investigaciones que realizan este cálculo basándose en una
fórmula empírica recogida en el siguiente [https://www.nature.com/articles/s41598-019-56428-5 Artículo]

== Resultados ==
En la siguiente tabla se muestra la relación de datos empleada para la realización del
estudio:

[[Archivo:TABLARESULTADOS.png|miniaturadeimagen|6000px|centro|Tabla con los resultados obtenidos.]]

== Conclusiones ==

En primer lugar, para la comparación entre las estaciones medidas en tierra y las
medidas con el satélite, realizamos una malla donde establecimos un tamaño de píxel
de 1km x 1km. Los mallados que hemos obtenido son:

[[Archivo:COMPARACION1.png|miniaturadeimagen|1000px|centro|Comparación del mallado generado con los datos para el Sentinel-5 y para las estaciones.]]

Como observamos, vía satélite encontramos unas medidas más igualadas, en cambio, en las estaciones de tierra encontramos puntos de mayor y menor concentración de contaminación. Los datos obtenidos en las estaciones se caracterizan por una mayor variedad entre máximos y mínimos, sin embargo, en los datos de la troposfera se detecta una mayor difusión en los colores, puesto que la variedad entre mayores y menores
concentraciones es inferior. Dicha diferencia entre mapas viene generada a causa de la desigualdad de altitudes en las que se toman los datos, ya que la columna de aire existente en cada punto influye a la hora de detectar las concentraciones por el Sentinel-5P. Por el contrario, al
no existir dicha columna de aire en los datos tomados en tierra, estos datos resultan de mayor contraste.
A continuación, se muestran dos mallas con las diferencias en valor absoluto y diferencias totales de la malla del satélite y la de tierra.
[[Archivo:COMPARACION2.png|miniaturadeimagen|1000px|centro|A la izda. tenemos la diferencia entre las mediciones y a la dcha. estas diferencias en valor absoluto.]]
En la imagen XX se detectan varios puntos de diferencias con un valor absoluto elevado, que coinciden con las estaciones de Plaza Elíptica y Juan Carlos I.
En el primer caso, se trata de una zona con altas concentraciones, ya que el tráfico es elevado, y carece de zonas de parques naturales. En el segundo caso, tiene gran influencia la disminución del tráfico y la existencia de zonas verdes. En consecuencia, con lo mencionado anteriormente, la diferencia entre estos valores
no se traslada de la misma forma a los datos del satélite, debido a la ya mencionada influencia de la columna de aire. En estos dos puntos concretos, la concentración existente en la estación de Plaza Elíptica es producida en su mayoría por tráfico rodado, lo que influye más en los datos de tierra, obteniendo un valor mayor que se
refleja en la comparativa de diferencias. Por el contrario, la estación Juan Carlos I tiene en su cercanía el aeropuerto de Barajas, lo que puede producir una alteración de la concentración en los datos del satélite, aumentando su valor. A continuación, se incluyen imágenes de ambas estaciones y su integración en la
zona.

[[Archivo:JUANCARLOS.jpg|miniaturadeimagen|6000px|centro|Estacion de Juan Carlos I]]
[[Archivo:PLAZAELIPTICA.jpg|miniaturadeimagen|6000px|centro|Estacion de Plaza Elíptica]]

A continuación, se muestra una comparativa de las mediciones vía satélite y las mediciones pasadas a nuestros datos.

[[Archivo:COMPARACION_3.png|miniaturadeimagen|6000px|centro|Comparación de las mediciones que hace el Sentinel-5P de Madrid con las mediciones de las estaciones.]]

En esta imagen, superponemos los datos administrados por el satélite en sus unidades (mol/m2) y los datos pasados a nuestra unidad (μg/m3). Con lo que comprobamos que hay una gran concentración de NO2 que no está siendo estudiada en el este de Madrid. Como conclusión, se debería ampliar la zona de estudio, instalando nuevas estaciones en esta zona

== Bibliografía ==

* [https://www.nature.com/articles/s41598-019-56428-5 Óxidos de Nitrógeno (miteco.gob.es) ]
* [https://danielmarin.naukas.com/2017/10/15/puesto-en-orbita-el-satelite-cientifico-de-la-esa-sentinel-5p-rokot-km/#:~:text=Sentinel%205P%20%28ESA%29.%20El%20Sentinel%205P%20cuenta%20con,conjuntamente%20entre%20la%20ESA%20y%20los%20Pa%C3%ADses%20Bajos. Sentinel-5P]
* [https://datos.madrid.es/portal/site/egob/ Datos abiertos Madrid ]
* [https://ecologistasenaccion.org/wp-content/uploads/2022/01/informe-calidad-aire_madrid-2021.pdf/ Informe Calidad del Aire de Madrid durante 2021 ]

[[Categoría:Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil]]
[[Categoría:SIGAIC_22/23]]

Comparación del NO2 entre las estaciones de medición de Madrid y el Sentinel 5P

2022-12-15T16:49:22Z

María del Pilar Magariño Mchaar: /* Introducción */

{{ TrabajoSIG | Comparación de N02 entre las estaciones de medición de Madrid y el Sentinel 5P | Paula Gómez Pinilla / Gema Bonilla Zazo / Celia Vives Mora / María del Pilar Magariño Mchaar | [[:Categoría:SIGAIC_22/23|Curso 22/23]] }}
Madrid es la capital de España y además se encuentra en el centro geográfico de la Península Ibérica. Es una de las grandes capitales de Europa,[[Archivo:WORD1.png|miniaturadeimagen|200px|derecha|Sentinel-5P]] contando con más de 3 millones de habitantes en el centro y más de 5 millones en su área metropolitana. En horas punta (6 y 10 de la mañana) tiene unas intensidades de tráfico altas (unos 800 veh/hora) y, con una media de 300 millones de viajeros al año en los autobuses municipales y casi 700 millones de viajeros en las líneas de Metro, vemos que es una ciudad de mucha actividad y movimiento. El transporte (a parte de la industria) supone una parte importante de las emisiones de gases contaminantes y de efecto invernadero de la ciudad. En este trabajo nos centraremos en el NO2.

== Introducción ==

El dióxido de nitrógeno u óxido de nitrógeno es un gas que se emite en los procesos de combustión. Se forma por la oxidación del N2 (principal componente del aire) a
altas temperaturas. Está generado, en su mayoría, por el tráfico rodado (vehículos automóviles, y en especial de motores diésel).Los niveles más altos de N02 se alcanzan en las grandes ciudades y en el entorno de las vías de comunicación con mayor tráfico. Posee una vida media de días, y su origen se basa en la presencia del nitrógeno del aire en los procesos de combustión y de forma natural en erupciones volcánicas e incendios forestales. Es un gas muy perjudicial para la salud, que puede causar inflamación de las vías aéreas, afecciones de órganos, del sistema circulatorio o del inmunitario. Esto propicia las infecciones pulmonares y las insuficiencias respiratorias. Además, también es perjudicial para el crecimiento vegetal y puede afectar a los edificios por los procesos de acidificación que provoca. Por ello es de vital importancia tener conocimiento y control de su concentración en las ciudades para poner en acción los distintos planes de mejora de calidad del aire con eficacia. Hoy en día, el satélite de observación terrestre SENTINEL 5P de la ESA (Agencia Estatal Europea), el cual forma parte del Programa Copérnico, se encuentra realizando mediciones de los gases contaminantes y aerosoles presentes en la atmósfera terrestre, entre ellos el N02.

[[Archivo:WORD3.png|miniaturadeimagen|1000px|centro|Estaciones en tierra de Madrid]]

Nuestro objetivo en este trabajo es comparar las imágenes y datos obtenidos por el satélite en Madrid con las mediciones de las 24 estaciones de medición del aire que tenemos en la ciudad, que, entre otros gases, miden diariamente las concentraciones de N02.

== Metodología ==

* El satélite mide la concentración de NO2 en toda la columna del píxel que es de resolución 1000m x 700m en mol/m2.
* Las estaciones de Madrid miden la concentración de NO2 en el punto en el que se encuentran en μg/m3.

En primer lugar, con el fin de no manejar numerosos datos diarios hemos realizado una media ponderada y conseguido sacar un dato
anual para el año 2021. Para solucionar la discrepancia de unidades entre los datos del satélite y de las estaciones hemos realizado por un lado la media de todos los datos de las estaciones y por el otro la media de todos los datos del satélite. Para cada valor, hemos calculado su correspondiente en nuestras unidades con una regla de tres.
Sin embargo, hay ciertas investigaciones que realizan este cálculo basándose en una
fórmula empírica recogida en el siguiente [https://www.nature.com/articles/s41598-019-56428-5 Artículo]
== Resultados ==
En la siguiente tabla se muestra la relación de datos empleada para la realización del
estudio:

[[Archivo:TABLARESULTADOS.png|miniaturadeimagen|6000px|centro|Tabla con los resultados obtenidos.]]

== Conclusiones ==

En primer lugar, para la comparación entre las estaciones medidas en tierra y las
medidas con el satélite, realizamos una malla donde establecimos un tamaño de píxel
de 1km x 1km. Los mallados que hemos obtenido son:

[[Archivo:COMPARACION1.png|miniaturadeimagen|1000px|centro|Comparación del mallado generado con los datos para el Sentinel-5 y para las estaciones.]]

Como observamos, vía satélite encontramos unas medidas más igualadas, en cambio, en las estaciones de tierra encontramos puntos de mayor y menor concentración de contaminación. Los datos obtenidos en las estaciones se caracterizan por una mayor variedad entre máximos y mínimos, sin embargo, en los datos de la troposfera se detecta una mayor difusión en los colores, puesto que la variedad entre mayores y menores
concentraciones es inferior. Dicha diferencia entre mapas viene generada a causa de la desigualdad de altitudes en las que se toman los datos, ya que la columna de aire existente en cada punto influye a la hora de detectar las concentraciones por el Sentinel-5P. Por el contrario, al
no existir dicha columna de aire en los datos tomados en tierra, estos datos resultan de mayor contraste.
A continuación, se muestran dos mallas con las diferencias en valor absoluto y diferencias totales de la malla del satélite y la de tierra.
[[Archivo:COMPARACION2.png|miniaturadeimagen|1000px|centro|A la izda. tenemos la diferencia entre las mediciones y a la dcha. estas diferencias en valor absoluto.]]
En la imagen XX se detectan varios puntos de diferencias con un valor absoluto elevado, que coinciden con las estaciones de Plaza Elíptica y Juan Carlos I.
En el primer caso, se trata de una zona con altas concentraciones, ya que el tráfico es elevado, y carece de zonas de parques naturales. En el segundo caso, tiene gran influencia la disminución del tráfico y la existencia de zonas verdes. En consecuencia, con lo mencionado anteriormente, la diferencia entre estos valores
no se traslada de la misma forma a los datos del satélite, debido a la ya mencionada influencia de la columna de aire. En estos dos puntos concretos, la concentración existente en la estación de Plaza Elíptica es producida en su mayoría por tráfico rodado, lo que influye más en los datos de tierra, obteniendo un valor mayor que se
refleja en la comparativa de diferencias. Por el contrario, la estación Juan Carlos I tiene en su cercanía el aeropuerto de Barajas, lo que puede producir una alteración de la concentración en los datos del satélite, aumentando su valor. A continuación, se incluyen imágenes de ambas estaciones y su integración en la
zona.

[[Archivo:JUANCARLOS.jpg|miniaturadeimagen|6000px|centro|Estacion de Juan Carlos I]]
[[Archivo:PLAZAELIPTICA.jpg|miniaturadeimagen|6000px|centro|Estacion de Plaza Elíptica]]

A continuación, se muestra una comparativa de las mediciones vía satélite y las mediciones pasadas a nuestros datos.

[[Archivo:COMPARACION_3.png|miniaturadeimagen|6000px|centro|Comparación de las mediciones que hace el Sentinel-5P de Madrid con las mediciones de las estaciones.]]

En esta imagen, superponemos los datos administrados por el satélite en sus unidades (mol/m2) y los datos pasados a nuestra unidad (μg/m3). Con lo que comprobamos que hay una gran concentración de NO2 que no está siendo estudiada en el este de Madrid. Como conclusión, se debería ampliar la zona de estudio, instalando nuevas estaciones en esta zona

== Bibliografía ==

* [https://www.nature.com/articles/s41598-019-56428-5 Óxidos de Nitrógeno (miteco.gob.es) ]
* [https://danielmarin.naukas.com/2017/10/15/puesto-en-orbita-el-satelite-cientifico-de-la-esa-sentinel-5p-rokot-km/#:~:text=Sentinel%205P%20%28ESA%29.%20El%20Sentinel%205P%20cuenta%20con,conjuntamente%20entre%20la%20ESA%20y%20los%20Pa%C3%ADses%20Bajos. Sentinel-5P]
* [https://datos.madrid.es/portal/site/egob/ Datos abiertos Madrid ]
* [https://ecologistasenaccion.org/wp-content/uploads/2022/01/informe-calidad-aire_madrid-2021.pdf/ Informe Calidad del Aire de Madrid durante 2021 ]

[[Categoría:Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil]]
[[Categoría:SIGAIC_22/23]]

Comparación del NO2 entre las estaciones de medición de Madrid y el Sentinel 5P

2022-12-15T16:49:00Z

María del Pilar Magariño Mchaar: /* Introducción */

{{ TrabajoSIG | Comparación de N02 entre las estaciones de medición de Madrid y el Sentinel 5P | Paula Gómez Pinilla / Gema Bonilla Zazo / Celia Vives Mora / María del Pilar Magariño Mchaar | [[:Categoría:SIGAIC_22/23|Curso 22/23]] }}
Madrid es la capital de España y además se encuentra en el centro geográfico de la Península Ibérica. Es una de las grandes capitales de Europa,[[Archivo:WORD1.png|miniaturadeimagen|200px|derecha|Sentinel-5P]] contando con más de 3 millones de habitantes en el centro y más de 5 millones en su área metropolitana. En horas punta (6 y 10 de la mañana) tiene unas intensidades de tráfico altas (unos 800 veh/hora) y, con una media de 300 millones de viajeros al año en los autobuses municipales y casi 700 millones de viajeros en las líneas de Metro, vemos que es una ciudad de mucha actividad y movimiento. El transporte (a parte de la industria) supone una parte importante de las emisiones de gases contaminantes y de efecto invernadero de la ciudad. En este trabajo nos centraremos en el NO2.

== Introducción ==

El dióxido de nitrógeno u óxido de nitrógeno es un gas que se emite en los procesos de combustión. Se forma por la oxidación del N2 (principal componente del aire) a
altas temperaturas. Está generado, en su mayoría, por el tráfico rodado (vehículos automóviles, y en especial de motores diésel).Los niveles más altos de N02 se alcanzan en las grandes ciudades y en el entorno de las vías de comunicación con mayor tráfico. Posee una vida media de días, y su origen se basa en la presencia del nitrógeno del aire en los procesos de combustión y de forma natural en erupciones volcánicas e incendios forestales. Es un gas muy perjudicial para la salud, que puede causar inflamación de las vías aéreas, afecciones de órganos, del sistema circulatorio o del inmunitario. Esto propicia las infecciones pulmonares y las insuficiencias respiratorias. Además, también es perjudicial para el crecimiento vegetal y puede afectar a los edificios por los procesos de acidificación que provoca. Por ello es de vital importancia tener conocimiento y control de su concentración en las ciudades para poner en acción los distintos planes de mejora de calidad del aire con eficacia. Hoy en día, el satélite de observación terrestre SENTINEL 5P de la ESA (Agencia Estatal Europea), el cual forma parte del Programa Copérnico, se encuentra realizando mediciones de los gases contaminantes y aerosoles presentes en la atmósfera terrestre, entre ellos el N02.

[[Archivo:WORD3.png|miniaturadeimagen|1000px|centro|Estaciones en tierra de Madrid]]

Nuestro objetivo en este trabajo es comparar las imágenes y datos obtenidos por el satélite en Madrid con las mediciones de las 24 estaciones de medición del aire que tenemos en la ciudad, que, entre otros gases, miden diariamente las concentraciones de N02.

== Metodología ==

* El satélite mide la concentración de NO2 en toda la columna del píxel que es de resolución 1000m x 700m en mol/m2.
* Las estaciones de Madrid miden la concentración de NO2 en el punto en el que se encuentran en μg/m3.

En primer lugar, con el fin de no manejar numerosos datos diarios hemos realizado una media ponderada y conseguido sacar un dato
anual para el año 2021. Para solucionar la discrepancia de unidades entre los datos del satélite y de las estaciones hemos realizado por un lado la media de todos los datos de las estaciones y por el otro la media de todos los datos del satélite. Para cada valor, hemos calculado su correspondiente en nuestras unidades con una regla de tres.
Sin embargo, hay ciertas investigaciones que realizan este cálculo basándose en una
fórmula empírica recogida en el siguiente [https://www.nature.com/articles/s41598-019-56428-5 Artículo]
== Resultados ==
En la siguiente tabla se muestra la relación de datos empleada para la realización del
estudio:

[[Archivo:TABLARESULTADOS.png|miniaturadeimagen|6000px|centro|Tabla con los resultados obtenidos.]]

== Conclusiones ==

En primer lugar, para la comparación entre las estaciones medidas en tierra y las
medidas con el satélite, realizamos una malla donde establecimos un tamaño de píxel
de 1km x 1km. Los mallados que hemos obtenido son:

[[Archivo:COMPARACION1.png|miniaturadeimagen|1000px|centro|Comparación del mallado generado con los datos para el Sentinel-5 y para las estaciones.]]

Como observamos, vía satélite encontramos unas medidas más igualadas, en cambio, en las estaciones de tierra encontramos puntos de mayor y menor concentración de contaminación. Los datos obtenidos en las estaciones se caracterizan por una mayor variedad entre máximos y mínimos, sin embargo, en los datos de la troposfera se detecta una mayor difusión en los colores, puesto que la variedad entre mayores y menores
concentraciones es inferior. Dicha diferencia entre mapas viene generada a causa de la desigualdad de altitudes en las que se toman los datos, ya que la columna de aire existente en cada punto influye a la hora de detectar las concentraciones por el Sentinel-5P. Por el contrario, al
no existir dicha columna de aire en los datos tomados en tierra, estos datos resultan de mayor contraste.
A continuación, se muestran dos mallas con las diferencias en valor absoluto y diferencias totales de la malla del satélite y la de tierra.
[[Archivo:COMPARACION2.png|miniaturadeimagen|1000px|centro|A la izda. tenemos la diferencia entre las mediciones y a la dcha. estas diferencias en valor absoluto.]]
En la imagen XX se detectan varios puntos de diferencias con un valor absoluto elevado, que coinciden con las estaciones de Plaza Elíptica y Juan Carlos I.
En el primer caso, se trata de una zona con altas concentraciones, ya que el tráfico es elevado, y carece de zonas de parques naturales. En el segundo caso, tiene gran influencia la disminución del tráfico y la existencia de zonas verdes. En consecuencia, con lo mencionado anteriormente, la diferencia entre estos valores
no se traslada de la misma forma a los datos del satélite, debido a la ya mencionada influencia de la columna de aire. En estos dos puntos concretos, la concentración existente en la estación de Plaza Elíptica es producida en su mayoría por tráfico rodado, lo que influye más en los datos de tierra, obteniendo un valor mayor que se
refleja en la comparativa de diferencias. Por el contrario, la estación Juan Carlos I tiene en su cercanía el aeropuerto de Barajas, lo que puede producir una alteración de la concentración en los datos del satélite, aumentando su valor. A continuación, se incluyen imágenes de ambas estaciones y su integración en la
zona.

[[Archivo:JUANCARLOS.jpg|miniaturadeimagen|6000px|centro|Estacion de Juan Carlos I]]
[[Archivo:PLAZAELIPTICA.jpg|miniaturadeimagen|6000px|centro|Estacion de Plaza Elíptica]]

A continuación, se muestra una comparativa de las mediciones vía satélite y las mediciones pasadas a nuestros datos.

[[Archivo:COMPARACION_3.png|miniaturadeimagen|6000px|centro|Comparación de las mediciones que hace el Sentinel-5P de Madrid con las mediciones de las estaciones.]]

En esta imagen, superponemos los datos administrados por el satélite en sus unidades (mol/m2) y los datos pasados a nuestra unidad (μg/m3). Con lo que comprobamos que hay una gran concentración de NO2 que no está siendo estudiada en el este de Madrid. Como conclusión, se debería ampliar la zona de estudio, instalando nuevas estaciones en esta zona

== Bibliografía ==

* [https://www.nature.com/articles/s41598-019-56428-5 Óxidos de Nitrógeno (miteco.gob.es) ]
* [https://danielmarin.naukas.com/2017/10/15/puesto-en-orbita-el-satelite-cientifico-de-la-esa-sentinel-5p-rokot-km/#:~:text=Sentinel%205P%20%28ESA%29.%20El%20Sentinel%205P%20cuenta%20con,conjuntamente%20entre%20la%20ESA%20y%20los%20Pa%C3%ADses%20Bajos. Sentinel-5P]
* [https://datos.madrid.es/portal/site/egob/ Datos abiertos Madrid ]
* [https://ecologistasenaccion.org/wp-content/uploads/2022/01/informe-calidad-aire_madrid-2021.pdf/ Informe Calidad del Aire de Madrid durante 2021 ]

[[Categoría:Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil]]
[[Categoría:SIGAIC_22/23]]

Comparación del NO2 entre las estaciones de medición de Madrid y el Sentinel 5P

2022-12-12T00:10:48Z