Metodología para la localización de estaciones de monitoreo de material particulado a escala local (0.5 a 4.0 Km) en la ciudad de Santa Marta

Methodology for the location of local scale (0.5 to 4.0 km) particulate matter monitoring stations in the city of Santa Marta

Con el objetivo de determinar los puntos más representativos donde se pueda medir en forma confiable la variación de la concentración de partículas suspendidas totales (PST) en la ciudad de Santa Marta, se adelantó un estudio que involucró mediciones de campo y el uso de modelos de emisión y dispersión de la concentración de PST en el área urbana de dicha ciudad. Utilizando el método de la esfera de influencia, se determinaron las áreas más representativas que explican la variación de la calidad del aire con respecto a la concentración de PST. Tanto los datos colectados en campo como las simulaciones efectuadas muestran cuatro zonas perfectamente diferenciales donde las concentraciones de PST de una estación dada son representativos o pueden ser extrapolados, con un nivel de confianza conocido. Para entender y monitorear la variación de la calidad del aire debe ubicarse una estación de monitoreo en cada área. Esta metodología además de ser simple en su aplicación produce resultados confiables que disminuyen la incertidumbre en la localización de estaciones de monitoreo de la calidad del aire.

1. INTRODUCCIÓN 

El monitoreo atmosférico es el conjunto de metodologías diseñadas para muestrear, analizar y procesar en forma continua las concentraciones de sustancias o de contaminantes presentes en el aire en un lugar establecido y durante un tiempo determinado. Su importancia radica en que es necesario para: a) formular los estándares de calidad de aire. b) llevar a cabo estudios epidemiológicos que relacionen los efectos de las concentraciones de los contaminantes con los daños en la salud. c) especificar tipos y fuentes emisoras. d) llevar a cabo estrategias de control y políticas de desarrollo acordes con los ecosistemas locales; y e) desarrollar programas racionales para el manejo de la calidad del aire (Martínez y Romieu, 1997). Uno de los aspectos más importantes en la ejecución de un programa de monitoreo atmosférico es el diseño de la red de monitoreo que comprende el conjunto de estaciones de muestreo generalmente fijas y continuas que se establecen para medir los parámetros ambientales de forma que cubran en forma representativa toda la extensión de un área determinada. En estas estaciones de muestreo se miden y comparan regularmente concentraciones locales de parámetros ambientales con estándares de calidad del aire (Martínez y Romieu, 1997). 

El diseño de redes de monitoreo ambiental ha sido estudiado en hidrología (Andricevic, 1990; Kassim y Kottegoda, 1991; Woldt y Bogardi, 1992; Meyer et al. 1994), meteorología, (Gandia, 1970) y ciencias geológicas (Camisani­ Calzolari, 1984; De Marsily et al., 1984; Russo, 1984). Muy pocas de estas investigaciones han sido adaptadas a la calidad del aire. Algunos de los trabajos más recientes, realizados para el diseño de redes de monitoreo, se enfocan en observaciones meteorológicas (Gandia, 1970). Munn (1981) define dos métodos básicos para el diseño de redes de monitoreo, los métodos estadísticos y los métodos de modelación. Los métodos estadísticos asumen que existe datos disponibles para extractar información estadísticamente significativa para el diseño de la red monitoreo (EPA, 1997). 

Las aproximaciones estadísticas basadas en la distribución log normal son seguidas por la mayoría de datos de calidad del aire (Larsen, 1969; Noll y Millar, 197). Los métodos estadísticos tienen la ventaja que la mayoría de mediciones de calidad del aire pueden ser correlacionadas en el tiempo y el espacio con otras redes de monitoreo. La localización de las estaciones de muestreo puede ser optimizada mediante la evaluación de la correlación de series de tiempos de mediciones en períodos largos o correlaciones espaciales entre medidas de muchas estaciones (Munn, 1975; Elsom, 1978; Handscombe y Elsom, 1982). Munn (1981) identificó cuatro tipo de análisis de correlaciones: 1) correlación de tiempo (autocorrelación) en un sitio; 2) correlación cruzada de algunas concentraciones de contaminantes en un sitio; 3) correlación espacial entre medidas simultáneas en diferentes sitios; y 4) correlación espacial entre diferentes sitios con mediciones en tiempos rezagados.