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HIPAE Helicopter-borne in-situ Pollution Assessment Experiment: Plataforma alternativa para el monitoreo de contaminantes atmosféricos
Andres Yarce Botero, Juan Sebastian Rodriguez, Julian Gálvez, Diego Valle, Elena Montilla, Jose Ignacio Marulanda, Camilo Isaza, Mónica Lucia Álvarez Laínez, Andrés Felipe Zapata, Jimmy Florez, Jose Fernando Duque, Angela Rendón, Santiago López-Restrepo, Nicolás Pinel, Olga Lucia Quintero

Última modificación: 12/07/2019

Resumen


La iniciativa científica MAUI (Medellín Air qUality Initiative) reúne proyectos de investigación y desarrollo tecnológico, con el propósito de impulsar la investigación sobre los problemas del medio ambiente, la sostenibilidad, y los impactos de la contaminación del aire en la salud humana, la agricultura y los ecosistemas. En la misión llamada HIPAE (Helicopter-borne In-situ Pollution Assessment Experiment) se desarrolló una prueba de concepto dentro de una aeronave de la Fuerza Aérea Colombiana, sobrevolando el Valle de Aburrá con el objetivo de obtener mediciones para ser utilizadas en el diseño de un sistema Lídar 4D, y complementar las mediciones satelitales de TROPOMI (TROPOspheric Monitoring Instrument) para la asimilación de datos con el modelo químico de transporte LOTOS-EUROS en alta y baja resolución, aumentando la capacidad para previsión del transporte de contaminantes en una escala local y regional.


La aeronave transportó dos tipos de contadores de partículas PM2.5 y PM10, así como dos versiones de las plataformas de medición llamadas Simple para detectar variables meteorológicas (humedad relativa, presión barométrica, temperatura), altitud, geo-posición y ocho tipos de gases (CO2 , H2, NO2, NH3, C2H6OH, CH4, C4H10, C3H8). Adicionalmente, un experimento con nanofiltros demostró su capacidad para capturar material particulado; el cual fue analizado mediante microscopía electrónica de barrido combinada con espectroscopía de rayos-X (EDX). Los resultados de EDX arrojaron información valiosa sobre la morfología y química a nivel de partícula en la atmósfera urbana por encima de la altura de las estaciones de medición tradicionales.


Fue posible visualizar en los datos altas concentraciones de compuestos de aerosol y gases como CO, NO2 y CH4, cuyos valores fueron menores en áreas rurales y forestales en comparación con áreas urbanas según lo esperado. La plataforma Simple mostró un comportamiento adecuado manteniéndose dentro de sus niveles de incertidumbre, indicando la utilidad de los datos adquiridos en aeronaves comerciales o militares con el objetivo de suministrar, a los modelos meteorológicos y químicos de transporte, información in-situ para actividades de asimilación de datos basadas en ensamble, tanto secuencial (EnKF) como variacionalmente (4DenVar), como en actividades de fusión de datos para la toma de decisiones.