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1
PROYECTO “ACCIONES PARA EL FORTALECIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE
MONITOREO DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS”
CONVENIO DE COORDINACIÓN INECC: INE/A1-010/2013
REPORTE FINAL
Noviembre 2014.
i
Participaciones
Universidad Tecnológica de León
Coordinación y supervisión:
M. en A. Claudia Bárcenas Blancarte
Revisión:
Ing. Jorge Alberto Mejía Lozano
Colaboración:
Diagnóstico, evaluación y calibración
M. A. Daniel López Vicuña
Ing. Oscar Quintanar Figueroa
Ing. César Gabriel Abad Mendoza
Ing. Alejandro Miguel
Bases de datos y capacitación
Ing. Sara Guadalupe Montiel Yáñez
M. en C. Cristina Ortuño Mojica
Ing. Francisco Hernández García
Lic. Rubén Pablo García Ortegón
Lic. Gabriela Cárdenas Cervantes
Lic. Ma. Guadalupe Tafoya Sandoval
Lic. Araceli Reyes Gómez
Lic. Jaira Yomayra Sánchez Leal
C. Ana Rosa Hernández Martínez
Lic. Sergio Núñez García
Lic. Adán Zermeño Reyes
TSU José de Jesús Elías Balderas
Representatividad de SMCA
M. en C. Heriberto Castillo González
Diagnóstico de los Sistemas de Información
M. en I. Gabriel Carpio Gómez
Ing. Daniel Alejandro Abularach Hernández
Ing. Javier Fuentes Rodríguez
Ing. Juan Felipe Miranda Rodríguez
Ing. Josué Rolando Flores Cortés
Ing. José León Rodríguez Piña
Ing. Laura Muñoz Aguilar
Instituto Nacional de Ecología y Cambio
Climático
Dra. María Amparo Martínez Arroyo
Directora General del INECC
Dr. Víctor Hugo Páramo Figueroa
Coordinador General de Contaminación y Salud
Ambiental
Colaboración:
Ing. Sergio Zirath Hernández Villaseñor
M en C. Ma. Tania López Villegas
Biól. Rodolfo Iniestra Gómez
Ing. Oscar Alfredo Fentanes Arriaga
Mat. Víctor Sánchez Rodríguez
Act. Ma. Guadalupe Tzintzun Cervantes
Ing. José Miguel Noyola Poblete
M. en C. Roberto Basaldud Cruz
Ing. Carmen Alejandra Sánchez Soto
Téc. José Juan Felipe Ángeles García
ii
Agradecimientos:
Agradecemos las facilidades y apoyo otorgado por los responsables y operadores de los Sistema de Monitoreo de
Calidad del Aire en los trabajos de campo realizados.
SMCA de Guadalajara
Mtra. Adriana Rodríguez Villavicencio
Directora de Gestión de Calidad del Aire
Ing. Edgar Blanco Gómez
Coordinador del SIMAJ
SMCA de Monterrey
I.Q.A. Armandina Valdez Cavazos
Directora de cambio climático
Everardo Villanueva Arzola
Responsable operativo
SMCA de Toluca
Q. Alejandra López Tinoco
Departamento de Monitoreo Atmosférico
Q. Carlos E. Aguirre Campuzano
Responsable de Monitoreo
SMCA de Mexicali y Tijuana
Ing. Saúl Guzmán García
Director de Gestión Ambiental
Biól. Alberto Raúl Tovar Gerardo
Departamento de Calidad del Aire
SMCA de Morelos
Biól. Noé Núñez González
Director general de Gestión Ambiental
Ing. Santiago Montes de Oca Villegas
Director de Calidad del Aire
SMCA de Hidalgo
Dra. Ivonne Cruz Jímate
Directora de Calidad del Aire
Ing. Miguel Ángel Callejas Trejo
Encargado de Monitoreo
SMCA Puebla
Ing. Francisco Solano Huitzil
Responsable de Calidad del Aire y Cambio Climático
Ing. Hugo Hernández García
Encargado de mantenimiento de estaciones
SMCA Tlaxcala
Lic. José Antonio Roldán Fuentes
Secretario Técnico de la Coordinación de Ecología
Ing. José Manuel Lobato Posadas
Departamento de Calidad del Aire
SMCA de Campeche
Ing. Víctor Manuel Arteaga Borges
Director de Calidad del Aire
Biol. Yesenia M. Cocom Poot
Operador de estación
SMCA de Oaxaca
Ing. Manuel Valdez Juárez
Dirección de Protección al Medio Ambiente
Isaac Hernández Cruz
Supervisor de servicios
iii
SMCA de Chiapas
Dr. José Alfredo Ruíz Samayoa
Subsecretario de Cambio Climático
Lic. Carlos Roblero Ortega
Departamento de Calidad del Aire
SMCA de Morelia
Ing. José Roberto Marín López
Operador
Biól. Roció Ballesteros López
Departamento de Mitigación de Cambio Climático
SMCA de Veracruz
Ing. César Gustavo Priego Salas
Director de Control y Prevención de la Contaminación
Ing. Mily Sánchez Castellanos
Monitoreo
SMCA de Yucatán
Ing. Luis Armando Ruíz Sosa
Dirección de Gestión Ambiental
Cynthia Barceló Baeza
Operador de la caseta
iv
Contenido
Abstract
i
Resumen ejecutivo
1
I. Introducción............................................................................................................... 20
II. Diagnóstico, calibración y reactivación de equipos en los SMCA.............................. 23
II.1
Resultados obtenidos con el diagnóstico, calibración y reactivación de los SMCA de las zonas
metropolitanas de Guadalajara, Monterrey, Hidalgo, Mexicali, Morelos, Puebla, Tijuana, Tlaxcala y
Toluca, con énfasis en los equipos de ozono y partículas......................................................................... 24
II.1.1 Estado de Operación de Analizadores de Gases y Partículas............................................................. 29
II.1.2 Estado de Operación de Sensores Meteorológicos............................................................................. 29
II.1.3
Estado de Operación de cada uno de los SMCA de Guadalajara, Monterrey, Hidalgo, Mexicali,
Morelos, Puebla, Tijuana, Tlaxcala y Toluca........................................................................................ 30
II.2
Resultados de la calibración de equipos de monitoreo, gases y partículas, así como el
fortalecimiento de capacidades a través de Capacitación en los SMCA de Hidalgo, Morelos, Puebla,
Tlaxcala y Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca, Tabasco y Veracruz.............................................. 32
II.2.1
Calibración de equipos de monitoreo, gases y partículas, de los SMCA de Hidalgo, Morelos,
Puebla, Tlaxcala y Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca, Tabasco y Veracruz.......................... 32
II.2.2
Fortalecimiento de las habilidades a través de capacitación en los SMCA de Hidalgo, Morelos,
Puebla y Tlaxcala, así como de Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca y Veracruz...................... 35
II.2.3
Reporte de la Revisión y Estandarización de los Sistemas de Calibración de los SMCA que fueron
transportados a los laboratorios del INECC......................................................................................... 36
II.3
Conclusiones de las actividades realizadas en los SMCA y consideraciones para mejorar su
Operación........................................................................................................................................................ 37
III. Evaluación sistémica el desempeño del equipo de monitoreo.................................. 40
III.1 Actualización de la base de datos sistematizada e integrada de los SMCA y su descripción................ 40
III.1.1 Conformación de la base de datos....................................................................................................... 40
III.1.2 Equipos de Monitoreo que Operan Actualmente en los 40 SMCA...................................................... 44
III.1.3
Información sobre el Programa de Aseguramiento y Control de la Calidad de los Procesos del
SMCA, grado de validación y manejo de datos; así como su uso y difusión; Información sobre el
entorno físico de las estaciones y propuesta de clasificación de las mismas...................................... 45
III.1.4
Información sobre las necesidades de capacitación del personal; presupuesto asignado, personal a
cargo y línea de mando..................................................................................................................... 46
v
III.2
Base de datos sistematizada e integrada mediante el “Sistema de Inventario de Estaciones de
Monitoreo de la Calidad del Aire, SIEMCA”.................................................................................................. 47
III.2.1 Módulos Principales de la Aplicación................................................................................................... 49
1. Administración de SMCA................................................................................................................. 50
2. Administración de Estaciones............................................................................................ 51
3. Administración de Equipos............................................................................................................... 51
4. Administración de Actividades INECC............................................................................................. 52
5. Configuración del Sistema............................................................................................................... 52
6. Reportes........................................................................................................................................... 53
7. Generalidades del Sistema.............................................................................................................. 53
III.2.2 Productos entregados al INECC como parte del desarrollo................................................................. 54
III.2.3 Requerimientos óptimos para funcionamiento del SIEMCA................................................................ 54
III.2.4 Consideraciones para Actualización permanente de Base de Datos a través del SIEMCA................ 55
IV.
Evaluación de la necesidad de instalación de nuevas estaciones de monitoreo, así
como para mejorar la cobertura de las estaciones que conforman los SMCA......... 56
IV.1
Protocolo para validar la pertinencia de la ubicación de una estación de monitoreo o determinar su
posible reubicación........................................................................................................................................ 56
I. Objetivos del Monitoreo................................................................................................................................ 57
II. Tipos de Sitios de Monitoreo......................................................................................................................... 57
III. Selección de Sitios de Instalación de Equipos De Monitoreo...................................................................... 64
IV. Evaluación Técnica de Una Red de Monitoreo............................................................................................ 69
V. Remoción de Sitios de Monitoreo................................................................................................................. 80
VI. Consideraciones en la aplicación de Protocolo........................................................................................... 83
Bibliografía.......................................................................................................................................................... 84
IV.2
Análisis de cobertura de las estaciones que conforman los SMCA de las zonas metropolitanas de
Oaxaca, Morelos, Tlaxcala, Monterrey y Campeche..................................................................................... 85
I. Integración de información recopilada............................................................................................................. 85
II. Campos de Viento para la Zona Metropolitana de Oaxaca, Tlaxcala y el Estado de Morelos....................... 104
III. Modelo de aptitud (suitability model)............................................................................................................. 119
Consideraciones para el análisis de cobertura de las estaciones que conforman en los SMCA...................... 129
V.
Capacitación de los Responsables de los SMCA en los Temas Intermedios
Relacionados con la Gestión y Administración; el Diseño de Redes de Monitoreo, la
Operación y Mantenimiento y la Validación y Manejo de Datos................................... 130
V.1 Curso Básico "Monitoreo Atmosférico y Manejo de Datos"........................................................................ 130
Programa Curso Básico..................................................................................................................................... 130
Participantes en Curso Básico........................................................................................................................... 131
Reseña de Ponencias Curso Básico.................................................................................................................. 131
Evidencia Fotográfica del Desarrollo del Curso Básico...................................................................................... 136
Conclusiones Curso Básico................................................................................................................................ 136
vi
V.2 Curso Intermedio "Monitoreo Atmosférico y Manejo de Datos"................................................................. 137
Programa Curso Intermedio............................................................................................................... 137
Participantes Curso Intermedio.......................................................................................................................... 138
I. Reseña de sesiones y Ponencias del Curso Intermedio............................................................................... 139
II. Reseña de la Sesión de "Validación y Difusión de la Calidad del Aire "........................................................ 143
Evidencia Fotográfica del Desarrollo del Curso Intermedio............................................................................... 144
Conclusiones Curso intermedio.......................................................................................................................... 145
V.3 Curso Avanzado "Sistemas de Gestión de la Calidad de los SMCA y su seguimiento".......................... 146
Programa Curso Avanzado................................................................................................................................ 146
Participantes Curso Avanzado........................................................................................................................... 147
Reseña de sesiones y Ponencias del Curso Avanzado.................................................................................... 148
Evidencia Fotográfica del Desarrollo del Curso Avanzado................................................................................ 151
Conclusiones Curso Avanzado.......................................................................................................................... 152
VI.
Recopilación de Información para la Integración de un Sistema Único de
Información de la Calidad del Aire.................................................................................. 153
VI.1
Revisión de la información colectada por el INECC, respecto a los Procesos de Manejo de datos que
siguen los SMCA, que están integrados al SINAICA.................................................................................... 154
Situación actual en Materia de Infraestructura y Software................................................................................. 157
VI.2
Diagnóstico de la Funcionalidad y Accesibilidad de los Módulos de Consulta de Información de la
Calidad del Aire del INECC (Subsistema de Bases de Datos Validadas y Subsistema SINAICA) y
Propuesta de Mejora....................................................................................................................................... 157
Sistema de Consulta de Datos e Indicadores de la Calidad del Aire................................................................. 157
Revisión de Módulos de Consulta de Información del SINAICA........................................................................ 159
Propuesta de Mejora.......................................................................................................................................... 163
VI.3
Integración de Bases de Datos validadas al 2013, en un Sistema de Información de Bases de Datos
Históricas para la Generación del Almanaque de Calidad del Aire............................................................. 165
Integración de las Bases de Datos para su Validación...................................................................................... 168
Propuesta de Unificación de Recepción de Bases de Datos............................................................................. 170
Aplicación de Prevalidación de Datos Automática............................................................................................. 172
Productos entregados........................................................................................................................................ 178
Proceso de Importación de Información al Sistema de Validaciones................................................................. 180
VI.4
Propuesta para la Integración y Optimización de los Módulos de los Sistemas de Información de
Calidad del Aire con los que cuenta INECC, y su interacción con el AirNow............................................ 181
Interconexión de los Sistemas de Información................................................................................................... 181
Tecnologías que se pueden utilizar para lograr la interconexión de los sistemas............................................. 183
Elementos que contienen los sistemas de información existentes útiles para la interconexión......................... 183
vii
VI. 5
Diagnóstico de la Infraestructura actual del INECC, para la Implementación de un Sistema Integral
de Información.................................................................................................................................................. 185
Evidencia Fotográfica......................................................................................................................................... 187
Propuesta de Mejoramiento de Infraestructura.................................................................................................. 189
VI.6
Implementación del Módulo DMS de AirNow en el Subsistema de Datos de Calidad del Aire en
Tiempo Real (SINAICA).................................................................................................................................... 195
AIRNOW............................................................................................................................................ 195
Implementación de AIRNOW-I en México.......................................................................................................... 200
Conclusiones del análisis de los Sistemas de Información......................................................................... 207
VII Conclusiones Generales y Recomendaciones............................................................. 209
Conclusiones Generales.................................................................................................................................... 209
Recomendaciones.............................................................................................................................................. 210
Índice de Cuadros
Cuadro I. 1 Ciudades con Estaciones Automáticas o Mixtas INECC (Páramo, 2014).......................................... 21
Cuadro I. 2 Ciudades con Equipo Manual para Monitoreo de Partículas. INECC (Páramo, 2014)...................... 22
Cuadro II.1 Sistemas de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos incluidos de manera directaen el proyecto 23
Cuadro II. 2 Código de colores del estado de operación de equipos definido para este proyecto......................... 25
Cuadro II. 3 Costo estimado para operación y mantenimiento de SMCA.............................................................. 39
Índice de Graficas
Gráfica II.1 Estado de operación de los equipos de acuerdo a los resultados obtenidos en las etapas de
Diagnóstico y Reactivación................................................................................................................. 28
Gráfica II. 2 Estado de operación de 281 analizadores de gases y partículas……………………………………..... 29
Gráfica II.3 Estado de operación de 247 sensores meteorológicos………………………………………………...... 29
Gráfica II.4 Estado de operación de equipos del SMCA de Tijuana………………………………………………..... 30
Gráfica II.5 Estado de operación de equipos del SMCA de Mexicali……………………………………………........ 30
Gráfica II.6 Estado de operación de equipos del SMCA de Monterrey……………………………......................... 30
Gráfica II.7 Estado de operación de equipos del SMCA de Toluca………………………………………………...... 30
Gráfica II.8 Estado de operación de equipos del SMCA de Guadalajara………………………….......................... 31
Gráfica II.9 Estado de operación de equipos del SMCA de Puebla………………………………………………...... 31
Gráfica II.10 Estado de operación de equipos del SMCA de Morelos……………………………………………….... 31
Gráfica II.11 Estado de operación de equipos del SMCA de Hidalgo………………………………........................... 31
Gráfica II.12 Estado de operación de equipos del SMCA de Tlaxcala……………………………………………….... 31
Gráfica II.13 Estado de operación de equipos de los SMCA de Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca y
Veracruz, antes y después de la calibración………………………………………………...................... 33
Gráfica II.14 Estado de Operación de analizadores de gases y partículas después de lacalibración de Los
SMCA de Campeche, Michoacán, Oaxaca y Veracruz………………………………………………...... 34
viii
Gráfica II.15 Estado de Operación de sensores después de la calibración de los SMCA deCampeche,
Michoacán,Oaxaca y Veracruz…………………………………………………………………………....... 34
Gráfica II.16 Estado de operación de equipos SMCA Campeche…………………………………………………....... 34
Gráfica II.17 Estado de operación de equipos SMCA Chiapas……………………………………………………........ 34
Gráfica II.18 Estado de operación de equipos SMCA Morelia………………………………………………………..... 34
Gráfica II.19 Estado de operación de equipos SMCA Oaxaca………………………………………………………..... 34
Gráfica II.20 Estado de operación de equipos SMCA Veracruz……………………………………………………...... 35
Gráfica II.21 Estado de operación de equipos SMCA Veracruz……………………………………………………...... 35
Gráfica III. 1 Estado de Operación actual de los Equipos de Monitoreo Atmosférico de 40 SMCA……………...... 44
Gráfica III. 2 Año de adquisición de los Equipos de Monitoreo Atmosférico………………………………………...... 45
Grafica IV. 1 Población por municipio para la Zona Metropolitana de Oaxaca (2010)……………………………..... 91
Grafica IV. 2 Población por municipio para la Zona Metropolitana de Tlaxcala (2010)…………………………........ 93
Grafica IV. 3 Población por municipio para el estado de Morelos (2010)…………………………………………....... 95
Gráfica V.1 Asistentes al curso básico "Monitoreo Atmosférico y Manejo de Datos……………………………...... 131
Gráfica V. 2 Distribución de Asistentes Curso Intermedio…………………………………………………………….... 138
Gráfica V.3 Porcentaje de la Distribución de Asistentes por Curso………………………………………………....... 139
Gráfica V.4 Distribución de Asistentes Curso Avanzado…………………………………………….......................... 148
Índice de Figuras
Figura I. 1 Sitios de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos, INECC (Páramo, 2014)……………….............. 21
Figura II. 1 Mapa de ubicación de los SMCA considerados en el proyecto. Elaboración propia………………...... 24
Figura II. 2 Fotografías de la capacitación impartida………………………………………………………………….... 35
Figura II. 3 Estructura mínima de personal considerada para operación y publicación de información................ 38
Figura III.1 Información Referente a los SMCA………………………………………………………………………..... 42
Figura III.2 Información por Estación…………………………………………………………………………………....... 42
Figura III.3 Información de Equipo por Estación……………………………………………………………………........ 42
Figura III.4 Medios de difusión de información de los 40 SMCA…………………………………………………….... 46
Figura III.5 Pantalla Principal de la Aplicación………………………………………………………………………....... 50
Figura III.6 Pantalla Principal del Módulo SMCA……………………………………………………………………....... 50
Figura III.7 Apartado General dentro del Módulo de Estaciones…………………………………………………….... 51
Figura III.8 Apartado General dentro del Módulo de Administración de Equipos………………………………….... 51
Figura III.9 Apartado General dentro del Módulo de Seguimiento Operativo……………………………………....... 52
Figura III.10 Apartado de Datos Generales del Usuario dentro del Módulo de Configuración del Sistema............. 52
Figura III.11 Apartado de Generación de Reporte Cifras por año, con Opción de Visualizar en Pantalla o
Exportación a PDF................................................................................................................................ 53
Figura III.12 Catálogos Emergentes que permiten mostrar Subcatálogos de Información en el Momento de la
Captura................................................................................................................................................. 53
Figura IV. 1 Distribución de la población en la Zona Metropolitana de Nuevo León (2010)……………………........ 87
Figura IV. 2 Población por municipio en el estado de Nuevo León (2010)………………………………………....... 87
Figura IV. 3 Distribución de la población en el estado de Campeche (2010)……………………………………....... 88
Figura IV. 4 Población por municipio en el estado de Campeche (2010)…………………………………………....... 89
ix
Figura IV. 5 Distribución de la población en la Zona Metropolitana de Campeche (2010)………........................... 90
Figura IV. 6 Distribución de la población en la Zona Metropolitana de Tlaxcala (2010)…………........................... 92
Figura IV. 7 Distribución de la población en el estado de Morelos (2010)………………………………………......... 94
Figura IV. 8 Integración de las capas de información: topografía, carreteras y estaciones de Monitoreo.............. 98
Figura IV. 9 Integración de las capas de información: topografía, carreteras y estaciones de monitoreo............... 99
Figura IV. 10 Integración de las capas de información: topografía, carreteras, fuentes puntualesde emisión y
estaciones........................................................................................................................................... 100
Figura IV. 11 .Integración de las capas de información: topografía, carreteras, fuentes puntuales de emisión y
estaciones. ......................................................................................................................................... 101
Figura IV. 12 Integración de las capas de información: topografía, carreteras, fuentes puntualesde emisión y
estaciones. ......................................................................................................................................... 102
Figura IV. 13 Dominios de simulación que cubren la Zona Metropolitana de Monterrey,36/12/4 km...................... 105
Figura IV. 14 Dominios de simulación para el estado de Campeche, 36/12/4 km………………………………........ 106
Figura IV. 15 Dominios de simulación que cubren la Zona Metropolitana de Oaxaca, 36/12/4 km……………....... 107
Figura IV. 16 Dominios de simulación para el estado de Morelos y la Zona Metropolitana de Tlaxcala, 36/12/4
km. .................................................................................................................................................... 108
Figura IV. 17 Campo de vientos para la Zona Metropolitana de Monterrey………………………………………...... 113
Figura IV. 18 Capo de vientos para el estado de Campeche………………………………………………………....... 114
Figura IV. 19 Campo de vientos y fuentes puntuales de emisión para la Zona Metropolitana de Oaxaca.............. 115
Figura IV. 20 Campo de vientos y fuentes puntuales de emisión para la Zona Metropolitana de Tlaxcala............. 116
Figura IV. 21 Campo de vientos y fuentes puntuales de emisión en el estado de Morelos………………………..... 117
Figura IV. 22 Aproximación conceptual para desarrollar el modelo de aptitud (Suitability Model)………………..... 121
Figura IV. 23
Mapa de análisis de aptitud para la Zona Metropolitana de Monterrey; áreas con un valor de 8 son
las más aptas para medir los impactos de las emisiones de fuentes .puntuales sobre áreas
pobladas y áreas con un valor de 4 son las menos aptas…………………......................................... 123
Figura IV. 24
Mapa de análisis de aptitud para la Zona Metropolitana de Monterrey; áreas con unvalor de 9 son
las más aptas para medir los impactos de las emisiones de fuentespuntuales sobre áreas
pobladas y áreas con un valor de 3 son las menos aptas…………………………………………….. 124
Figura IV. 25 Estación meteorológica Monterrey y fuentes puntuales de emisión sobre áreasde aptitud........ 125
Figura IV. 26 Rosa de viento para la Zona Metropolitana de Monterrey, año 2013………………………………… 125
Figura IV. 27
Mapa de análisis de aptitud de Campeche; áreas con un valor de 9 son las más ptas para medir
los impactos de las emisiones de fuentes puntuales sobre áreas pobladas y áreas con un valor de
4 son las menos aptas………….........................................................………………………………….. 126
Figura IV. 28
Mapa de análisis de aptitud de Oaxaca; áreas con un valor de 8 son las más aptaspara medir los
impactos de las emisiones de fuentes puntuales sobre áreaspobladas y áreas con un valor de 3
son las menos aptas………………………………………………………………………………………… 127
Figura IV. 29
Mapa de análisis de aptitud de Tlaxcala; áreas con un valor de 9 son las más aptaspara medir
los impactos de las emisiones de fuentes puntuales sobre áreas pobladas y áreas con un valor de
2 son las menos aptas....................................................................................................................... 128
Figura IV. 30
Mapa de análisis de aptitud de Morelos; áreas con un valor de 9 son las más aptas para medir
los impactos de las emisiones de fuentes puntuales sobre áreaspobladas y áreas con un valor de
5 son las menos aptas…………………………………………………………………………................... 129
Figura V. 1 Programa Curso Nivel Básico, impartido los días 21 y 22 de noviembre del año 2013……….......... 130
Figura V. 2 Fotografías del Desarrollo del Curso Básico realizado en noviembre de 2013……………………….. 136
Figura V. 3 Programa Curso Intermedio Realizado en Abril de 2014………………………………………………... 138
x
Figura V. 4 Fotografías sesión "Aseguramiento y Control de Calidad"…………………………………………….... 144
Figura V. 5 Fotografías Sesión "Validación y Difusión de la Calidad del Aire"……………………………………... 145
Figura V. 6 Programa Curso Avanzado………………………………………………………………………………..... 147
Figura V. 7 Fotografías Desarrollo Curso Avanzado Realizado en agosto 2014…………………………………... 152
Figura VI. 1 Descripción de infraestructura del SINAICA. INECC 2014…………………………………………….... 155
Figura VI. 2 Página Principal del Sitio sinaica.ine.gob.mx……………………………………………………………... 160
Figura VI. 3 Pantallas de la página sinaica.ine.gob.mx………………………………………………………………... 160
Figura VI. 4 Resultado de la Herramienta para la Evaluación del Sitio. Elaboración propia………………………. 162
Figura VI. 5 Esquema para la Validación de Datos. INECC 2014…………………………………………………..... 167
Figura VI. 6 Archivo XLS Versión 1. INECC 2014…………………………………………………………………….... 169
Figura VI. 7 Diagrama creado en base al Análisis del Proceso Actual y su Automatización.Elaboración Propia. 173
Figura VI. 8 Prototipo de Módulo de Validación de Datos. Elaboración Propia…………………………………….. 174
Figura VI. 9 Diagrama de Base de Datos Relacional de la Aplicación……………………………………………….. 175
Figura VI. 10 Módulos Contenidos en la Aplicación……………………………………………………………………... 176
Figura VI. 11 Evidencia recopilada Enero 2014, Instalaciones de INECC, Tecamachalco……………………….... 187
Figura VI. 12 Evidencia Recopilada Enero 2014,Instalaciones del INECC, Periférico Sur………………………..... 188
Figura VI. 13 Evidencia recopilada Enero 2014,Instalaciones de Periférico Sur (SITE Secundario)…………….... 189
Figura VI. 14 Documento AIRNow-I System Specification and Planning. INECC 2014……………………………... 196
Figura VI. 15 Flujo de Datos del Modelo AIRNOW DMS. INECC 2014……………………………………………..... 198
Figura VI. 16 Flujo de Datos del Modelo IMS. INECC, 2014………………………………………………………….... 199
Figura VI. 17 Documento AIRNow-I System Specification and Planning. INECC 2014……………………………... 200
Figura VI. 18 Documento AIRNow-I System Specification and Planning. INECC 2014……………………………... 201
Figura VI. 19 Diagrama del funcionamiento del SINAICA y su integración con AIRNow-i. INECC 2014………..... 202
Figura VI. 20 Flujo del Proceso para la Extracción de Información y Generación del ArchivoAQCSV. INECC,
2014. ................................................................................................................................................. 205
Figura VI. 21 Esquema de Funcionamiento de los Archivos PHP. INECC 2014……………………………………... 205
Indice de Tablas
Tabla II. 1 Estado de operación de los equipos en SMCA de Tijuana, Mexicali, Monterrey,Toluca y
Guadalajara en las diferente etapas……………………………………………………………………....... 26
Tabla II. 2 Estado de operación de los equipos en los SMCA de Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala en las
diferentes etapas…………………………………………………………................................................... 27
Tabla II. 3 Estado de operación de Equipos de los SMCA…………………………………………………………..... 33
Tabla III.1 SMCA que integran la Base de Datos……………………………………………………………………..... 41
Tabla III.2 Clasificación de estaciones por su tipo…………………………………………………………………....... 43
Tabla III.3 Publicación de la Información de los SMCA de Estudio………………………………………………...... 46
Tabla III.4 Características del manejador de base de datos SQL SERVER……………………………………....... 49
Tabla IV. 1 Relación entre tipos de sitios y escalas de representatividad………………………………………….... 60
Tabla IV. 2 Relación entre el contaminante de interés y sus escalas de monitoreo……………………………...... 61
Tabla IV. 3 Consideraciones prácticas para la ubicación de tomas de muestra…………………………………...... 67
Tabla IV. 4 Distancia de monitores respecto a vialidades, para O3, NOx y CO…………………………………...... 68
Tabla IV. 5 Propósitos típicos de las redes de monitoreo de aire ambiente………………………………………..... 70
Tabla IV. 6 Técnicas específicas empleadas en el análisis sitio por sitio…………………………………………..... 75
xi
Tabla IV. 7 Técnicas específicas empleadas en el análisis Bottom-up…………………………………………….... 77
Tabla IV. 8 Técnicas específicas empleadas en el análisis de Optimización de Redes…………………………..... 78
Tabla IV. 9 Normas Oficiales Mexicanas de Calidad del Aire………………………………………………………...... 81
Tabla IV. 10 Valores para n, n-1 y t – student…………………………………………………………............................ 81
Tabla IV. 11 Resumen de los archivos generados……………………………………………………............................ 103
Tabla IV. 12 Opciones físicas seleccionadas en el modelo WRF para las simulaciones…………………………..... 111
Tabla IV. 13 Períodos de simulación……………………………………………………………………………………...... 112
Tabla IV. 14 Archivos generados para la visualización de los campos de viento para la Zona Metropolitana de Oaxaca. ............................................................................................................................................... 112
Tabla IV. 15 Capas Geográficas y criterios de pesado para el primer escenario (caso base)…………………........ 122
Tabla IV. 16 Capas Geográficas y criterios de pesado para el segundo escenario………………………………...... 122
Tabla VI. 1 Descripción de Infraestructura del SINAICA. INECC 2014……………………………………………..... 156
Tabla VI. 2 Formatos de Almacenamiento. INECC 2014……………………………………………………………..... 156
Tabla VI. 3 Identificadores de las Redes de Monitoreo en el SCICA. INECC 2014……………………………........ 171
Tabla VI. 4 Fuente de Información propia, Elementos Básicos de un Centro de Datos…………………………..... 181
Tabla VI. 5 Infraestructura Requerida para Fortalecimiento de Sistemas de Comunicación. Elaboración propia. 190
Tabla VI.6 Infraestructura adicional del sistema de respaldo................................................................................ 191
ANEXOS
I. Reportes de Diagnóstico y Reactivación de los Sistemas de Monitoreo de la Calidad del Aire (SMCA), con
énfasis en los equipos de ozono y partículas, de las zonas metropolitanas de Guadalajara, Monterrey,
Toluca, Mexicali y Tijuana, Puebla, Tlaxcala, Morelos e Hidalgo.
I.1 Reportes de diagnósticos y reactivaciones de los SMCA de Guadalajara, Monterrey, Toluca, Mexicali y Tijuana.
I.1.1 SMCA Guadalajara
Diagnóstico del SMCA de Guadalajara
Reporte de reactivación del SMCA Guadalajara
Hojas de campo
I.1.2 SMCA Monterrey
Diagnóstico del SMCA de Monterrey
Reporte de reactivación del SMCA Monterrey
Hojas de campo
I.1.3 SMCA Toluca
Diagnóstico del SMCA de Toluca
Reporte de reactivación del SMCA Toluca
Hojas de campo
I.1.4 SMCA Mexicali
Diagnóstico del SMCA de Mexicali
Reporte de reactivación del SMCA Mexicali
Hojas de campo
I.1.5 SMCA Tijuana
Diagnóstico del SMCA de Tijuana
Reporte de reactivación del SMCA Tijuana
Hojas de campo
xii
I.2 Reportes de calibración, diagnóstico y reactivación de los SMCA de Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala.
I.2.1 SMCA Morelos.
Calibración del SMCA de Morelos
Diagnóstico del SMCA de Morelos
Reporte de reactivación del SMCA de Morelos
Hojas de campo
I.2.2 SMCA Hidalgo.
Calibración del SMCA de Hidalgo
Diagnóstico del SMCA de Hidalgo
Reporte de reactivación del SMCA de Hidalgo
Hojas de campo
I.2.3 SMCA Puebla.
Calibración del SMCA de Puebla
Diagnóstico del SMCA de Puebla
Reporte de reactivación del SMCA de Puebla
Hojas de campo
I.2.4 SMCA Tlaxcala.
Calibración del SMCA de Tlaxcala
Diagnóstico del SMCA de Tlaxcala
Reporte de reactivación del SMCA de Tlaxcala
Hojas de campo
I.3 Lista de refacciones suministradas.
Listado de refacciones (archivo excel)
Recibos de entrega de refacciones a los SMCA de Guadalajara, Monterrey, Toluca, Mexicali, Tijuana, Morelos, Hidalgo y
Puebla.
I.4 Reporte de calibraciones realizadas a los SMCA de Campeche, Chiapas, Morelia, Oaxaca, Tabasco, Veracruz y
Yucatán.
I.4.1 SMCA Campeche
Reporte de calibración del SMCA de Campeche
Hojas de campo
I.4.2 SMCA Chiapas
Reporte de calibración del SMCA de Chiapas
Hojas de campo
I.4.3 SMCA Morelia
Reporte de calibración del SMCA de Morelia
Hojas de campo
I.4.4 SMCA Oaxaca
Reporte de calibración del SMCA de Oaxaca
Hojas de campo
I.4.5 SMCA Tabasco
Acta de hechos
xiii
I.4.6 SMCA Veracruz
Reporte de calibración del SMCA de Veracruz
Hojas de campo
I.4.7 SMCA Yucatán
Reporte de calibración del SMCA de Yucatán
Hojas de campo
I.4.8 Calibradores enviados al INECC
Oficios de entrega al INECC
Escritos de contestación del INECC
II. Evaluación sistémica el desempeño del equipo de monitoreo.
II.1 DVD que contiene archivo electrónico de la base de datos sistematizada e integrada de 40 SMCA .
II.2 Lista de usuarios asignados y claves de acceso al SIEMCA
II.3 Productos “SIEMCA”
DVD con información de desarrollo del SIEMCA que contiene:
II.3.1 Código fuente del proyecto desarrollado en PHP
II.3.2 Archivo con la estructura de la base de datos de MS SQL
II.3.3 Documentación del sistema
1. Diccionario de datos
2. Casos de uso
3. Diseño de pantallas
4. Diagrama de procesos
II.3.4 Bitácoras de Pruebas del Sistema
II.3.5 Manuales del SIEMCA
Manual de usuario
Manual para técnicos
III. Análisis para mejorar la cobertura de los SMCA.
III.1 Protocolo para validar la pertinencia de la ubicación de una estación de monitoreo o determinar una posible
reubicación.
III.2 Reportes de resultados del análisis de cobertura de los SMCA de Monterrey, Campeche, Oaxaca, Morelos y
Tlaxcala.
III.2.1 Análisis de cobertura del SMCA de Monterrey
III.2.2 Análisis de cobertura del SMCA de Campeche
III.2.3 Análisis de cobertura del SMCA de Oaxaca
III.2.4 Análisis de cobertura del SMCA de Morelos
III.2.5 Análisis de cobertura del SMCA de Tlaxcala
IV. Capacitación de los responsables de los SMCA
IV.1 Primer Curso "Monitoreo Atmosférico y Manejo de Datos”.
Programa del primer curso
Reporte completo del primer curso
Evaluaciones del primer curso
DVD Material del curso, ponencia y anexo fotográfico
Lista de asistencia.
xiv
IV.2 Segundo curso "Nivel Intermedio de Monitoreo Atmosférico y Manejo de Datos”.
Programa del segundo curso
Reporte completo del segundo curso
Evaluaciones del segundo curso
DVD Material, ponencias y anexo fotográfico 2o. curso
Listas de asistencia
DVD con memorias del curso.
Disco Duro con material de video del curso completo
IV.3 Tercer curso "Sistemas de Gestión de Calidad”.
Programa del tercer curso
Reporte completo del tercer curso
Evaluaciones del tercer curso
DVD Material, ponencias y anexo fotográfico
Listas de asistencia
DVD con memorias del curso.
Disco Duro con material de video del curso completo
V. Recopilación de información para la integración de un Sistema Único de Información de la Calidad
del Aire.
V.1 Diagnostico de la infraestructura actual del INECC para la implementación de un Sistema Integral de
Información.
V.2 Diagnóstico de la funcionalidad y la accesibilidad de los módulos de consulta de información de la calidad del
aire del INECC (Subsistema de bases de datos validadas y subsistema SINAICA) y propuesta de mejora.
V.3 Implementación del módulo DMS de AirNow en el subsistema de datos de calidad del aire en tiempo real
(SINAICA).
V.4 Documentos sobre desarrollo del sistema automático de validación
DVD con información que contiene:
V.4.1 Código fuente del proyecto desarrollado en PHP
V.4.2 Archivo con la estructura de la base de datos de MYSQL
V.4.3 Documentación del sistema
1. Diccionario de datos
2. Diagramas E-R
3. Casos de uso
4. Diseño de pantallas
5. Diagrama de procesos
6. Bitácoras de pruebas de rendimiento del sistema
V.4.4 Manuales del sistema de validación
Manual de usuario.
Manual técnico.
i
Abstract
Air pollution is one of the most troubling issues on a global scale since it constitutes an environmental risk to health; it
causes 3.7 million premature deaths annually in cities and rural areas worldwide, according to World Health
Organization (WHO) estimates from 2012. To address the problem, it’s necessary to know concentration levels of
pollutants in the atmosphere to which the population is exposed.
Therefore the vital importance to have reliable Air Pollutants Monitoring Systems (SMCAs as per their initials in
Spanish) that yield accurate and timely data for decision-making, which in turn should be of public domain and
readily available to the population, in order to let them take measures to reduce their exposure. Undoubtedly this a
major challenge because equipment is not operating properly in all sites, which reflects a need for attention and
contribution of funding and staff, given the economic cost associated with maintaining optimal operating systems for
the generation and publication of reliable and timely information. It should also be considered a priority to have
trained personnel, taking into account the amount of equipment and stations that make up each SMCA.
According to data provided by the INECC, there is equipment for air pollutants monitoring in 92 cities in 31 states,
being Quintana Roo the only state that doesn’t. Thus the country’s Air Quality Monitoring System consists of a total of
53 automatic and 39 manual networks.
Derived from the above and in order to promote the strengthening of the SMCAs the country, INECC, in coordination
with the Leon Technological University, conducted the multi-year project "Air Pollutants Monitoring Systems
Strengthening", whose objectives are: take comprehensive actions to improve Air Pollutants Monitoring Systems
(SMCA) that currently operate in the Country via the timely attention to their needs, as well as the provision of
strategic elements to keep them operating optimally.
This document contains an account of the actions taken through the development of the project, presenting the most
relevant outcomes for each. Diagnostics, calibration and recovery of equipment in the SMCAs.
I. Diagnostics, calibration and recovery of equipment in the SMCAs.
The project’s main activities were the diagnosis, calibration and recovery of equipment that make up some of the
SMCAs, and these were assigned according to the state in which they were operating based on a previous
evaluation by INECC’s staff. These actions were specifically focused on the strengthening of 20 SMCAs, located in
14 states: Campeche, Chiapas, Guadalajara, Hidalgo, Mexicali, Michoacan, Monterrey, Morelos, Oaxaca, Puebla,
Tabasco, Tijuana, Tlaxcala, Toluca and Veracruz.
It should be noted that for Campeche’s, Chiapas’, Michoacán’s, Oaxaca’s, Tabasco’s and Veracruz’s SMCAs only
calibration was considered, however this allowed a preliminary assessment of how their stations and monitoring
equipment are working.
ii
I.1 Results obtained with the diagnosis, calibration and recovery of the metropolitan areas of Guadalajara’s,
Monterrey’s, Hidalgo’s, Mexicali’s, Morelos’, Puebla’s, Tijuana’s, Tlaxcala’s and Toluca’s SMCAs, with emphasis on
ozone and particles monitoring equipment.
Guadalajara’s, Mexicali’s, Monterrey’s, Tijuana’s and Toluca’s SMCAs were diagnosed during November 2013 and
Hidalgo’s, Morelos’, Puebla’s and Tlaxcala’s in January 2014. The study consisted of an in site assessment in each
of the stations that make up the SMCAs with which the operative state of the equipment was acknowledged, both for
analyzers and meteorological sensors. This also gave insights into the needs of spare parts and consumables for the
optimal operation of equipment.
Prior to the diagnosis of the SMCAs of Hidalgo, Morelos, Puebla and Tlaxcala, a calibration was performed on
November 2013. The results of all the performed activities are integrated into the final results in order to show a
complete view of the work done.
In order to get a better representation of the obtained results, as well as to have a similar reference and be able to
classify the state of operation of the SMCAs, a color code was formulated with which the operating state was
identified, given the following criteria:
Project’s color code for the operating state of equipment.
GOOD
Doesn’t require attention
OPERATES
No alerts, equipment in working conditions
FAIR
Requires attention
OPERATES BUT REQUIRES:
1. Calibration
2. Preventive maintenance
3. Spare parts and consumables stock
4. Nears obsolescence
BAD
Requires urgent attention
OUT OF OPERATION BECAUSE OF:
1. Lack of spare parts or consumables
2. Requires major maintenance
3. Obsolete
4. Configuration issues
5. Other (specify)
This code was used to represent the results in each stage in which SMCAs’ equipment was checked, and thus it will
continue to appear through the document.
One of the activities was the diagnosis and once the results were obtained, recovery activities were performed.
These consisted in preventive maintenance on all equipment and corrective maintenance of ozone and particles
equipment; this because those contaminants were prioritized and for which a resupply of spare parts was
considered, as required according to the diagnosis.
iii
The activities performed in the SMCAs of Guadalajara, Mexicali,
Monterrey, Tijuana, Toluca, Hidalgo, Morelos, Puebla and Tlaxcala,
included diagnoses for total of 526 devices, out of which 281 are gas
analyzers and 245 are sensors. In regards of recovery activities,
preventive maintenance was performed to a total of 504 devices, of
which 275 are gas analyzers and 229 are sensors.
The difference in number of devices diagnosed and recovered happened because, when returned to perform the
recovery, one station was turned off and some devices were damaged. These were subsequently used to repair
others so they were withdrawn from their stations. Also, the meteorological sensors in one station have been turned
off because there was no signal from the data-logger. In other cases the decision to remove equipment from the
stations was made because their need to be replaced.
Regarding spare parts needed by each SMCA, prioritization was determined at specific meetings with INECC for that purpose, this way they were validated. Specific diagnostic and recovery reports for these systems can be found in annex I.1. These reports include graphs and tables with data from all calibrations, field sheets and graphical reports for each stage. Also, annex I. 2 contains a complete list of spare parts supplied to each SMCA.
The following table shows the obtained results for each stage:
Operating state of SMCAs in Tijuana, Mexicali, Monterrey, Toluca and Guadalajara in each stage.
As shown several devices were marked in yellow, mainly in Toluca's and Guadalajara's networks and practically all meteorological systems. This is due to the lack of preventive maintenance and calibration to devices, more evident in meteorological sensors that are in poor conditions.
O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 PM10 PST PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 PM10 PST PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP
Colef
ITT
La Mesa
Laboratorio
Conalep
Progreso
UPBC
CESPM
Cobach
UABC
C - Obispado
N - Escobedo
SE - La Pastora
SE2 - Juárez
NE - San Nicolás
NE2 - Apodaca
SO - Santa Catarina
NO - San Bernabé
NO2 - García
San Mateo
San Cristóbal Huichotitlán
Ox totitlán
Metepec
Centro
Ceboruco
Aeropuerto
Las Águilas
Vallarta
Atemajac
Oblatos
Centro
Tlaquepaque
Mirav alle
Loma Dorada
Las Pintas
R e a c t i v a c i ó n
TIJUANA
MEXICALI
Fuera de Operaciòn Fuera de Operación
D i a g n ó s t i c oSMCA Estación
MONTERREY
TOLUCA
GUADALAJARA
526 Diagnosed Devices
SMCA Guadalajara, Mexicali
Monterrey, Tijuana, Toluca, Hidalgo,
Morelos, Puebla y Tlaxcala.
iv
It should be noted that some devices couldn't be recovered (marked in red and yellow) because the spare parts needed were costlier than a complete replacement.
Operating state of SMCAs in Hidalgo, Morelos, Puebla and Tlaxcala in each stage.
The first step taken in Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala's SMCAs was a calibration of devices followed by the diagnostics and then the recoveries. The operating state shown is from before the calibration, based solely on how they were working or if they showed any alerts. In Hidalgo's SMCA two of the automatic stations weren't working by the time work on them was about to start.
For SMCAs from Guadalajara, Mexicali Monterrey,
Tijuana, Toluca, Hidalgo, Morelos, Puebla and
Tlaxcala, 87% of the devices were left operating in
optimal conditions, 4% operates fairly and 9% is not
working at all.
Operating state of equipment according to results obtained in the Diagnosis and
Recovery stages.
O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 PM10 PST PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 PM10 PST PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 PM10 PST PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP
Univ ersidad Tecnológica de Puebla
Velódromo
Agua Santa
Bine
Ninfas
Cuernav aca
Ocuituco
Zacatepec
Cuautla
Tula
Tizay uca
Pachuca, Jardín del Maestro
Pachuca, Museo El Rehilete
Atotonilco
Atitalaquia
Oficinas COEDE
Centro de salud - Atitalaquia
Centro de Salud - Tlax coapan
Esc. Primaria Melchor Ocampo
Presidencia Municipal - Tepetitlan
Presidencia Municipal - Ajacuba
Casa Mujer Hidalguense
Presidencia Municipal Zapotlán de Juárez
Instituto Tecnológico de Pachuca
Primaria Nonoalco
Palacio Municipal de Lolotla
Taller de Costura Nonoalco
Edificio de Correos - Xochicoatlán
Huamantla
Ix tacuix tla de Mariano Matamoros
Jurisdicción Sanitaria Apizaco Tlax .
Palacio de Gobierno de Tlax cala
Presidencia Municipal de Calpulalpan
Presidencia Municipal de Quihletla
TLAXCALA
Antes de la CalibraciónSMCA Estación
R e a c t i v a c i ó n
PUEBLA
MORELOS
HIDALGO
Fuera de operación Fuera de operación
Después de la calibración
87% of equipment is in optimal working
conditions
SMCAs from Guadalajara, Mexicali Monterrey,
Tijuana, Toluca, Hidalgo, Morelos, Puebla and
Tlaxcala.
v
The resulting operating state of equipment is not permanent given the dynamics of their operation. Identified as the primary need of all SMCAs are the economic resources for the acquiring of spare parts and consumables used for preventive maintenance for a period of four to six months if optimal conditions and reliable data is desired.
Technical staff working on Tijuana, Mexicali, Monterrey, Guadalajara, Toluca and Hidalgo's SMCAs is properly trained to solve diagnosis issues and support this monitoring equipment's operation given their field experience; nevertheless there is a lack of spare parts and consumables in all SMCAs that prevents a guarantee of continuous and correct operation of devices that compose the system
The budget required for each SMCA is variable since it depends on the age of the equipment and capabilities of the
operating staff; however, it was observed that each SMCA has an estimate of the necessary budget, but its yearly
provision as not been achieved yet, hereby resides the importance of resources seeking mechanisms, not only for
renewal of equipment, but to keep the current one in proper working order.
Out of the 281 devices, 91% are now working optimally,
only 8% is not working at all. Of these 5% are NOx, CO
and SOx analyzers and 3% are O3 and Particles
equipment, some require replacement and some require
major spare parts.
Operating state of SMCAs equipment from Guadalajara, Mexicali Monterrey, Tijuana,
Toluca, Hidalgo, Morelos, Puebla and Tlaxcala.
Similarly out of the 247 meteorological sensors checked, 82% are now operating optimally, 10% is out of operation
and 7% does not operate properly. There is a general sense of neglect for this type of equipment, coupled to the
existence of stations without meteorological measurement sensors because of the lack of annual budget for
consumables and spare parts. Priority is given to gas analyzers and particles equipment, leaving meteorology in
second term.
281 gas and particles
analyzers
91% in optimal conditions
vi
As for results by SMCA, there’s 100% of equipment operating optimally in Tlaxcala and Toluca, followed by 96% in
Guadalajara, 90% in Monterrey, 81% in Morelos, 80% in Mexicali, 78% in Tijuana, 75% in Hidalgo and 70% in
Puebla.
Regarding equipment out of operation we can see that Puebla has the highest percentage, followed by Morelos,
Hidalgo, Mexicali, Tijuana, Monterrey and Guadalajara.
I.2 Calibration results of monitoring, gases and particles equipment as well as capacity strengthening through
training in Hidalgo’s, Morelos’s, Puebla’s, Tlaxcala’s, Campeche’s, Chiapas’, Michoacan’s, Oaxaca’s, Tabasco’s and
Veracruz’s SMCAs.
247 sensors
82% in optimal conditions
vii
Another activity consisted in helping the SMCAs in the calibration process for their equipment. In total, 278 devices,
of which 145 are gas and particles analyzers and 133 are meteorological sensors. This was done in two stages, first
for the SMCAs from Hidalgo, Morelos, Puebla and Tlaxcala (186 devices - 102 gas and particles analyzers and 49
sensors); it was conducted in November and December 2013. The second stage was for the SMCAs from
Campeche, Chiapas, Michoacan, Oaxaca, Tabasco and Veracruz, performed during the months of May, June and
July 2014 (92 devices – 43 gas and particles analyzers, 49 sensors).
For the first stage, the results were included in the previous section because, as mentioned, in these SMCAs a
recovery was performed after the calibration.
For the second stage, the following table shows the operating state from before and after the calibrations; it should
be noted that a diagnosis wasn’t made per se, so, the before state represents how the devices were found upon
arrival (whether they were off or showed any alerts).
The devices marked in yellow did not respond positively to the calibration so a corrective maintenance should be
applied to them. Devices in red are out of operation.
SMCAs equipment operating state.
Given the results, the SMCA that requires the most attention is from Morelia, followed by the ones from Chiapas,
Campeche and from the Minatitlan station in Veracruz. In general, out of the 92 devices calibrated in the second
stage, 77% are now working optimally while 11% works fairly and 12% are out of operation.
O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP
Campeche Campeche
Chiapas Unidad Móvil
No. 1 Centro
No. 2 CU
Oaxaca CEDART
Minatitlán
Xalapa
Yucatán Seduma 01
Después de la calibración
Morelia
Veracruz
Antes de la calibraciónSMCA Estación
A total of
278 devices
were calibrated
1st stage
SMCAs from Hidalgo, Morelos, Puebla and Tlaxcala
186 devices
2nd stage
SMCA from Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca and
Veracruz
92 devices
viii
Operating state of SMCAs equipment in Campeche, Chiapas, Michoacan,
Oaxaca and Veracruz, before and after the calibration.
Regarding the operating state of each SMCA according the results after the calibrations, the ones from Morelia and
Chiapas have the least amount of devices working optimally due to the lack of maintenance. On the other hand the in
the SMCAs from Oaxaca and Yucatan a 100% of the devices work optimally, followed by the ones in Veracruz and
Campeche.
In regards of devices out of operation, Chiapas has the largest percentage, followed by Morelia, Campeche and
Veracruz.
During calibration activities staff from each SMCA were trained, totaling 18 operators from Tlaxcala, Campeche,
Chiapas, Hidalgo, Michoacan, Morelos, Oaxaca, Puebla and Veracruz. This training was focused on calibrations of
gas and particles analyzers and meteorological sensors.
ix
In order to check and standardize the Calibration Systems, the SMCAs received support with transportation of
calibrators to INECC’s lab, divided in two stages, the first one during November and December 2013 that included
the Hidalgo, Morelos, Puebla and Tlaxcala SMCAs and the second one in June and July of 2014, including
Campeche, Chiapas, Michoacan, Oaxaca, Tabasco and Veracruz.
The heads of the SMCAs were contacted to let them know about the transportation help provided. The ones from
Tlaxcala and Morelos indicated they didn’t have calibrators and as such transportation wasn’t needed. For Hidalgo’s
and Puebla’s SMCAs, the devices were picked up and taken to INECC’s lab. It should be noted that the calibrator
from Hidalgo’s SMCA wasn’t accepted by INECC’s staff because it had already been checked in October 2013,
notifying the SMCA’s head that the devices wasn’t working properly and as such a calibration couldn’t be performed,
returning the device to Hidalgo. Puebla’s calibrator was received in the lab and returned in March 2014.
The second stage was conducted similarly, notifying the SMCAs of the transportation help. In this case Oaxaca and
Chiapas informed that their calibrators had recently been sent to INECC and so transportation wasn’t necessary. For
Campeche’s, Oaxaca’s, Veracruz’s and Yucatan’s SMCAs, devices were picked up and taken to INECC’s lab. At the
moment of publication of this report devices are still in INECC’s lab with the commitment of returning them as soon
as INECC is done with them.
The most relevant conclusions are that, identified as a general pattern, there is a lack of annual budget assigned to
operation and maintenance; also a lack of specialized and dedicated staff, and as a result there are no organizational
structures in place. This results in a deficient operation of the SMCAs and therefore a lack of timely and reliable data.
This can be attributed absence of committed involvement by decision-makers, because in most cases, the
importance of monitoring of air pollutants is simply not perceived; this is evident with how little diffusion is given to
data generated and the little application of the data to perform specific actions to decrease pollutants. Likewise, by
being an activity executed automatically, the vision of minimum staffing requirements for the operation of the
measuring equipment is lost.
As an important contribution of the project, an exercise of estimating costs was made and a proposal of minimum
staffing structure was developed, in compliance with the NOM-156-SEMARNAT-2012 norm. And after analyzing the
operation schemes currently working fine in the country, the team presents what we assume as the basic needs in
order to meet the objectives of a SMCA and ensure proper operation.
x
Minimal staffing structure needed for operation and publication of data
a Area director that has among their attributions the monitoring of air pollutants.
b This positions are sometimes considered, nevertheless they are often not specific, being part of a department that has many other
activities assigned.
2 The number of operators will depend on the amount of monitoring stations as well as the distance between them. For practical
purposes the proposal is to have one operator per every three stations located within a 30 km radius.
Also, the minimum staffing and resources requirements for proper operation of an automatic monitoring station are:
electricity, consumables and spare parts, maintenance and calibration, insurance and internet. For each of these
requirements a monthly fee must be assumed and that varies depending on the region and the age of the equipment
and staff capacity that operates it. In this sense, and in order to get an idea of the cost involved in operating an
automatic monitoring station, an estimate is made by reference of a station, no more than three years old and located
in the central area of the country.
Estimated costs for operation and maintenance of a SMCA
Concept
Yearly
estimated costa
Electricity $12,000.00
Consumables and spare parts $75,000.00
Maintenance and Calibration b $150,000.00
Insurance $15,000.00
Internet $6,000.00
Total $258,000.00 a Costs estimated for January 2014, using costs in the central area of the country for reference.
b Considering a minimal of 3 preventive maintenances per year. Costs could be reduced if staff trained in minor
maintenance and calibrations is at hand. This would also imply that tools and minimal infrastructure is also in place.
These costs should only be a reference since every SMCA should have their own estimate based on the age of
equipment and costs for the region where it is located.
xi
Given the above the continual and proper operation of a monitoring station could be guaranteed, noting that the main
goal of air quality monitoring is the publication of data, which means that in order to generate reliable data it would be
necessary to have a minimal computing infrastructure for the gathering, analysis and diffusion, assuming the great
responsibility in the generation of timely and trustworthy data.
Another important aspect to consider is the implementation of Quality Assurance Systems, with which supervision
and control procedures can be established that could identify weaknesses to be addressed by the personnel at hand
and that don’t require additional resources per se but that depend on the qualifications of the technical staff.
II. Systemic evaluation of monitoring equipment performance.
In coordination with INECC, a structure and content of the integrated database was defined. This should include data
that makes reference to stations, devices and monitored pollutants, device maintenance, auditing, as well as an
inventory of devices and management data of each SMCA. Once this was defined, work on integrating the data
gathered and provided by INECC, was started. The need for additional fields was also identified, such as a Unique ID
(IDU), which was defined in coordination with INECC’s staff and consists of 19 digits that determine the location of
equipment as well as their features and specifications.
INECC’s data was integrated and we proceeded with the request, via formal memorandums, of support from
Environmental and Ecology Agencies for the gathering, validating and for updating the missing data. Unfortunately
we received poor response because in the first contact less of the 50% answered us. We then proceeded to collect
data via direct contact on the phone to give prompt follow-up in order to get the majority of data, and finally, we got
the answer of the 90% of the SMCAs. This data was cross-checked with the heads of the SMCAs until most of the
data was concentrated. Also it was verified in the performed visits to the diagnostic, calibration and reactivation jobs
to the SMCAs.
SMCAs that compose the Database.
No. SMCA in the database SMCA to which it belongs
1 Aguascalientes Monitoreo Atmosférico de la Calidad del Aire del Estado de Aguascalientes.
2 Baja California - Mexicali Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Baja California.
3 Baja California - Tijuana Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Baja California.
4 Baja California - Ensenada Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Baja California.
5 Baja California - Playas de Rosarito Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Baja California.
6 Baja California - Tecate Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Baja California.
7 Campeche Estación de Monitoreo Atmosférico de Guadalupe.
8 Coahuila de Zaragoza - La Laguna Centro de Monitoreo Ambiental de la zona metropolitana de la Laguna.
9 Coahuila de Zaragoza - Torreón Monitoreo Atmosférico de la Calidad del Aire del Municipio de Torreón.
10 Colima Instituto Tecnológico de Colima.
11 Chiapas Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire de Chiapas.
12 Chihuahua Sistema de Monitoreo Atmosférico del Estado de Chihuahua.
13 Durango - Durango Red de Monitoreo Atmosférico del Estado de Durango.
14 Durango - Gómez Palacio Red de Monitoreo Atmosférico del Estado de Durango.
15 Guanajuato - Celaya Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato.
16 Guanajuato - Irapuato Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato.
xii
No. SMCA in the database SMCA to which it belongs
17 Guanajuato - León Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato.
18 Guanajuato - Salamanca Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato.
19 Guanajuato - Silao Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato.
20 Hidalgo Sistema de Monitoreo Atmosférico del Estado de Hidalgo.
21 Jalisco Sistema de Monitoreo Atmosférico de Jalisco (SIMAJ).
22 México Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la zona metropolitana del Valle de Toluca.
23 Michoacán de Ocampo - Centro Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire para la zona metropolitana de Morelia.
24 Michoacán de Ocampo - CU Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire para la zona metropolitana de Morelia.
25 Morelos - Cuautla Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos.
26 Morelos - Cuernavaca Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos.
27 Morelos - Ocuituco Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos.
28 Morelos - Zacatepec de Hidalgo Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos.
29 Nayarit Red de Monitoreo para la Calidad del Aire de la Zona metropolitana de Tepic, Nayarit.
30 Nuevo León Sistema Integral de Monitoreo Ambiental de Monterrey.
31 Oaxaca Sistema de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos de Oaxaca.
32 Puebla Sistema Estatal de Monitoreo Atmosférico (SEMA).
33 Querétaro Sistema de Monitoreo Atmosférico del Estado de Querétaro.
34 Tabasco Sistema de Monitoreo Atmosférico de Tabasco.
35 Tlaxcala Red de Monitoreo de la Calidad del Aire en Estado de Tlaxcala.
36 Veracruz de Ignacio de la Llave - Xalapa Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire Veracruz.
37 Veracruz de Ignacio de la Llave
Minatitlán Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire Veracruz.
38 Yucatán Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire de Yucatán.
39 Zacatecas Red de Monitoreo Atmosférico del Estado de Zacatecas.
40 ZMVM - DF y EdoMex Sistema de Monitoreo Atmosférico (SIMAT).
In the headland lll of this document is integrated a general summary of the contained information in the database
sections.
It’s important to note that data was sent to the SMCAs to be validated and it was also attested in the visits made for
diagnosis, calibration and recovery of the SMCAs.
This document contains a general account of the data shown in the sections referent to monitoring equipment, their
operating state, quality assurance and control programs and training needs by their staff. Also noteworthy is the fact
that the data in the database can be further analyzed as required.
From the data contained in the database it can be shown that the brands used for air monitoring are: Accus-Vol,
Anderson, Baseline, Climatronics, Dasibi, Ecotech, Global, Graseby, Kipp&zonen, Met One Instruments, Monitor
Labs, Partisol, Recordum, Rm Young, Setra, Skye, Teco, Teledyne API, TEOM, Thermo Environmental Instruments,
Tisch Environmental, Vaisala and Wedding & Associates.
xiii
From the data on the database up to August 2014, we
can deduce that 83% of all equipment is in operation,
9% out of operation and 8% operate with failures.
Though, that this information should be taken only as a
very general reference, since the behavior of
equipment operation is very dynamic, so it shouldn’t be
assumed that this state is permanent.
Analyzing the data on the year of purchase
of all equipment reported by the 40
SMCAs, it can be noted that about 57% of
equipment were purchased after 2010,
and nearly 25% of the devices are more
than 10 years old.
Only 16 SMCAs indicate that they have processes quality and control assurance programs, which is about 40% of all
SMCAs. Regarding data validation and management three levels are established: review, confirmation and
validation. Only the SMCAs from Baja California, Chihuahua, Durango, Hidalgo, Puebla, Coahuila, Guanajuato,
México, Nayarit, Nuevo León, Oaxaca, Querétaro and ZMVM specify that they ‘validate’ their air quality data.
Regarding the publication of data, 20% of the 40 SMCA
don’t publish it, and 75% do publish it through electronic
means such as website, SINAICA, Facebook and/or
Twitter and 5% do it via radio.
As for training, based on statements by the 40 SMCAs, all have staff that gets training at least once per year, on the
topics of operation and maintenance, validation and data management, or management and administration, although
the latter to a lesser extent. However it should be noted that training must be continuous for various reasons
including: staff turnover, attention to specific issues that might arise, as well as updates on all the topics.
xiv
As it can be appreciated, the process for gathering data from the SMCAs was static and difficult to keep up to date,
mainly due to the periodicity of updates and the process of sending the form to all SMCAs and waiting long periods of
time for their return, besides the need to have staff dedicated to this activity for considerable amounts of time.
Therefore, it was proposed to create a single source of information, whose sharing and updating was made only
once and that would be readily available to all areas of INECC as well as to the heads of the SMCAs all over the
country. Avoiding data duplicity and inconsistency, as well as the possibility to create applications and share data with
other information systems already created, such as the National Air Quality Information System (SINAICA as per its
initials in Spanish).
That proposal culminated in the creation of a web application called "Air Quality Monitoring Stations Inventory
System, SIEMCA" in which the collected database was integrated and whose main objective is to have a platform
that can be permanently updated by the SMCAs and INECC and whose data will be available for both the SMCAs
and INECC. It is open in the sense that it can integrate data of other SMCAs when they get incorporated.
Among the advantages that this system will provide are the following:
• Single and centralized management of the database with high security level.
• Web Application fully manageable by the end user.
• Management and monitoring of operational processes, equipment, human capital and financial resources.
• Review and Calibration Templates Creation, and historical reports generation by using query logs.
• Users and profiles creation by INECC’s staff and SMCA heads.
• Scalability of the application to adapt to arising needs.
• Interaction and data sharing with other systems through web services.
• Support for more than 2000 concurrent users, creating a session per user with operations backup in order to
maintain the database’s reliability.
Protocol to validate the relevance of the location of a monitoring station or determine its possible relocation.
In the 4th part of this document is presented the development of a methodology to validate the relevance of the
location of monitoring stations or determine their possible relocation was developed, considering the objectives of
ambient air monitoring and some general criteria used by the Environmental Protection Agency (USEPA) to assess
both the relevance of location of monitoring stations as well as the performance of a monitoring network.
In an international context ambient air monitoring networks are typically designed to meet objectives such as
providing basic information of air quality to the general public in a timely manner; monitor compliance with air quality
standards and support the development of emission control strategies; support the development of research on air
pollution.
xv
The selection of appropriate measurement locations is one of the most important tasks when designing a monitoring
network as they should be the most representative locations. In Mexico, the NOM156-SEMARNAT-2012 norm for the
establishment and operation of air quality monitoring systems, section 6 “Air Quality Monitoring Systems Design”,
numeral 6.1.2, states that in order to locate each monitoring station studies and procedures must be performed in
order to obtain necessary supporting information such as: emission inventory or location of emission sources; air
quality models; weather data for the region; wind speed, direction and variability; local geographical features; location
of human settlements; preliminary studies of air quality and other data such as demographics, health, land use, and
especially the contributions of geographic information systems, can serve to identify impacted or more pollution
susceptible sectors, by their nature.
The developed methodology considered all this information and was applied to assess the representativeness of the
Campeche, Monterrey, Morelos, Oaxaca and Tlaxcala SMCAs. In section IV of this document, examples of the
methodology are presented with the results obtained for each SMCA analyzed.
Shown below as an example of the obtain results to the analyzed SMCA is the map of suitability analysis for
Monterrey’s Metropolitan Area, in which the most suitable areas to measure the impacts of point source emissions
over populated areas are shown, these being those with a value of 9; areas with a value of 3 are the least suitable.
Suitability analysis map of Monterrey’s Metropolitan Area
It is important to notice that the methodology developed in this activity with which the coverage of SMCA’s stations
and location of new monitoring stations were assessed and analyzed may be applied to any other system, noting that
the precision obtained depends on the amount and quality of information with respect to population by municipality,
population by Basic Geo Statistical Area (BGA), roads, location of air quality monitoring stations and point sources of
both federal and state anthropogenic emissions as well as the region’s topography.
With all this information the suitability modeling can be applied to find the most suitable locations for the possible
installation of new monitoring stations.
xvi
SMCA heads training in the topics of Management and Administration; Monitoring Networks Design,
Operation and Maintenance; Data Validation and Management.
In coordination with INECC, programs for the development of basic, intermediate and advanced training courses
were defined. These were conducted in November 2013, April and August 2014 respectively in Leon, Guanajuato.
The first two courses focused on training on air quality monitoring and data management and the third one on quality
management systems. In total 40 SMCAs were trained, 15 attended the first one, 57 for the second one and 65 for
the third one, more staff of the INECC that attended to each one of the courses, adding up as total of the courses 150
trained of 29 entities.
A very heterogeneous level of knowledge was observed in all three courses, which complicated the definition of
depth level for each topic, because there are SMCAs that have staff who have recently joined or that haven’t had the
opportunity to train while there are others who have to over ten years operating.
A relevant point is the topic of data management, which represents a major challenge, because there are SMCAs
whose staff do not have knowledge in the use of spreadsheets and database handlers. Online workshops should be
promoted to reduce this gap.
The Quality Management Systems topic also turned to be of great interest to executives and middle level managers,
so it would be important to give follow-up in this matter because if SMCAs are strengthened by the implementation of
these types of systems there could be great advances in the areas of establishment of operating procedures and
data management.
Data Collection for the Integration of a Single Air Quality Information System.
Currently, the National Institute of Ecology and Climate Change (INECC), has various information systems and work
methodologies to keep track of their actions. This project considers that analysis of the technical elements of each
system will be held: National Air Quality Information System (SINAICA), AIRNow, a process for data cleaning and
pre-validation for information received from the SMCAs as well as the Air Quality Data and Indicators Consultation
System.
Information systems analyzed and described in section VI contribute to the daily activities of INECC and are a
significant source of air monitoring data as conducted by SMCAs all over the country, just as they provide information
to the public and specialists in environmental matters. Accordingly, they should be dynamic and stay ahead (updated
regularly), and since, as observed, the current platform, SINAICA, has a significant delay in the adoption of new
technologies, an interface not very intuitive for end users and modules that aren’t even used, it is advisable to
consider the creation of a new application of this system.
xvii
A highlight is made in the contribution of this project with the creation of an automatic data validation system, through
the creation of a unified database, procedures systematization and information monitoring, which will allow the
creation of timely validated data.
Regarding the implementation and application of the AIRNOW system, several actions were performed in conjunction
with INECC, contributing, among other things, in the formation an interdisciplinary group in which various
technological tools were developed in order to import data from the SMCAs to the AIRNOW system, in addition to the
execution of various interconnection tests with the National Air Quality Information System (SINAICA) as another
source of data.
It’s also highlighted that one of the main needs of INECC is to have a comprehensive information system that allows
to have very specific data from the systems previously mentioned and that enables the use of information
technologies and communications that support all of the institution’s processes. This necessarily comprises the
strengthening of existing infrastructure firstly. This, supported in the diagnosis made to infrastructure from the
Tecamachalco and Periferico Sur facilities, where several pitfalls were identified including: proper maintenance of
facilities for the creation of a data center, use of technology, software licensing, lack of staff and lack of continuous
training.
All of this is essential if INECC, as an environmental federal agency, is to have Data Centers at its Tecamachalco and
Periferico Sur facilities, that will in turn enable the proper management if its infrastructure and various information
systems. This is supported by the fact that it is a federal agency that stores and processes data from projects from all
around the country.
This is a process of change that can be planned in stages, but it is necessary to define a vision for the medium and
long terms so that the actions taken will be oriented towards the end goal, in this respect the first steps that should be
defined must be tailored to meet the current primary needs.
1
Resumen ejecutivo
El problema de la contaminación atmosférica es uno de los más preocupantes a nivel mundial, dado que constituye
un riesgo medioambiental para la salud. La contaminación atmosférica en las ciudades y zonas rurales de todo el
mundo provoca anualmente 3.7 millones de defunciones prematuras; según estimaciones de la Organización
Mundial de la Salud (OMS) en el 2012. Para estar en posibilidad de atender el problema, es necesario conocer los
niveles de concentración de contaminantes en la atmósfera a los que está expuesta la población.
Por ello es de vital importancia contar con sistemas de monitoreo de contaminantes atmosféricos (SMCA) confiables
que permitan tener información veraz y oportuna para la toma de decisiones;por otra parte, esta información debe
ser de dominio público a fin de que la población pueda tomar acciones para reducir su exposición. Sin duda este es
uno de los principales retos debido a que los equipos no están operando en todos los sitios. Lo que refleja una
imperiosa necesidad de atención, así como la aportación de recursos económicos y de personal.Debido a la cantidad
de equipos y estaciones que componen cada SMCA, se deben tomar en consideración dos puntos medulares: El
costo económico que representa mantener en óptima operación los sistemas para contar con generación y
publicación de información confiable y oportunaasí como el contar con personal debidamente capacitado.
De acuerdo a información proporcionada por el INECC, se cuenta con equipo para monitoreo de contaminantes
atmosféricos en 92 ciudades de 31 entidades federativas.Únicamente en el Estado de Quintana Roo no cuentan con
equipo alguno. De esta manera, el Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire en el país tiene un total de 53 redes
automáticas y 39 redes manuales.
Derivado de lo anterior y con la finalidad de impulsar el fortalecimiento de los SMCA del país, el INECC, en
coordinación con la Universidad Tecnológica de León, realizó el proyecto plurianual “ Fortalecimiento de los Sistemas
de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos”, para el cual se planteó como objetivos el realizar acciones integrales
dirigidas a mejorar los Sistemas de Monitoreo de la Calidad del Aire (SMCA) que operan en el país, mediante la
atención oportuna de sus necesidades y la provisión de elementos estratégicos para que se mantengan operando
de manera óptima.
En el presente documento, se integran las acciones realizadas en el desarrollo del proyecto, exponiendo los
resultados más relevantes para cada una de ellas. Diagnóstico, calibración y reactivación de equipos en los SMCA.
I. Diagnóstico, calibración y reactivación de equipos en los SMCA.
El proyecto consideró como actividades principales:Elaboración de diagnósticos, calibración y reactivación de los
equipos que conforman algunos SMCA, todo lo cual se realizó de acuerdo al estado en el que estaban operando,
basadoen una evaluación previa realizada por personal del INECC, es por ello que estas acciones se enfocaron de
manera específica al fortalecimiento de 20 SMCA ubicados en 14 entidades federativas: Campeche, Chiapas,
Guadalajara, Hidalgo, Mexicali, Michoacán, Monterrey, Morelos, Oaxaca, Puebla, Tabasco, Tijuana, Tlaxcala, Toluca
y Veracruz.
2
En necesario hacer hincapié en el hecho de que para los SMCA de Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca,
Tabasco y Veracruz, únicamente se tomo en consideración la calibración, sin embargo esto permitió tener un
diagnóstico preliminar de cómo están sus estaciones y equipos de monitoreo.
I.1 Resultados obtenidos con el diagnóstico, calibración y reactivación de los SMCA de las zonas metropolitanas
de Guadalajara, Monterrey, Hidalgo, Mexicali, Morelos, Puebla, Tijuana, Tlaxcala y Toluca, con especial
atencióna los equipos de ozono y partículas.
En el mes de noviembre de 2013, se realizó el diagnóstico de los SMCA de Guadalajara Mexicali, Monterrey, Tijuana,
y Toluca, en tanto que los de Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala se efectuaron en enero de 2014. El trabajo
consistió en una evaluación in situ en cada una de las estaciones que conforman los sistemas, con la cual se obtuvo
el estado de operación de cada equipo, tanto de los analizadores como de los sensores meteorológicos, además de
que fue posible saber las necesidades de refacciones y consumibles requeridas para una óptima operación de los
equipos.
Previo al diagnóstico para los SMCA de Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala, en el mes de noviembre del 2013 se
realizó una calibración; a fin de que se analicen de manera completa los trabajos realizados, los resultados de todas
las actividades se integran en las conclusiones finales.
Con la finalidad de tener una mejor representatividad de los resultados obtenidos, así como una referencia similar y
poder clasificar el estado de operación de los SMCA, se formuló el uso de un código de colores para poder identificar
el estado de operación de los equipos, a tal efecto se consideraron los siguientes criterios:
Código de colores del estado de operación de equipos definido para este proyecto.
BUENO
No requiere atención
OPERANDO
Sin alarma, equipo en buen estado
REGULAR
Requiere atención
OPERANDO, SIN EMBARGO REQUIERE:
5. Calibración
6. Mantenimiento preventivo
7. Stock de refacciones y consumibles
8. Cercano a la obsolescencia
MALO
Requiere atención urgente
FUERA DE OPERACIÓN POR:
6. Falta de refacciones o consumibles
7. Requiere mantenimiento mayor
8. Obsoleto
9. Problemas de configuración
10. Otro (especificar).
Este código se utilizó para representar los resultados en cada una de las etapas en las que se verificaron los equipos
de los SMCA, por tal motivo se verá aparecer en todo el informe.
3
Una de las actividades realizadas fue la elaboración de diagnósticos, con los cuales se procedió a realizar la
reactivación, misma que consistió en la aplicación de mantenimientos preventivos a todos los equipos, así como el
mantenimiento correctivo de los equipos de ozono y partículas, la razón de esto es que éstos fueron los
contaminantes que se priorizaron y para los cuales se consideró el suministro de refacciones que, de acuerdo al
diagnóstico realizado, eran requeridas.
Dentro de las actividades de los SMCA de Guadalajara, Mexicali
Monterrey, Tijuana, Toluca, Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala se
realizaron diagnósticos en un total de 526 equipos, 281 de ellos
son analizadores de gases y los 245 restantes son sensores;
asimismo, para las actividades de reactivación se realizaron los
mantenimientos preventivos a un total de 504 equipos(275
analizadores de gases y 229 sensores).
La diferencia de equipos al momento de la reactivación se debió al hecho de que, cuando se regresó a realizar la
reactivación, se encontró una estación apagada y algunos equipos que estaban dañados, los cuales fueron
requeridos posteriormente para reparar otros, razón por la que se retiraron de las estaciones, por otra parte, los
sensores meteorológicos de una estación están apagados por falta de señal con el dataloger, en otros casos, se
tomó la decisión de retirarlos porque es necesario sustituirlos.
Las refacciones para cada SMCA se definieron en reuniones especificas y conjuntamente con personal del INECC,
todo elloen base a las prioridades planteadas en el proyecto, por lo que se conto con la adecuada validación. En
anexo I.1 se pueden ver los reportes específicos de diagnóstico y reactivación de estos sistemas, en los cuales se
incluyen tablas y graficas de todas las calibraciones, así como hojas de campo y reportes fotográficos de los trabajos
en las diferentes etapas. De igual manera, en el anexo I.2 se muestra la lista completa de refacciones suministradas
para cada SMCA.
526 Equipos
Diagnosticados
SMCA de de Guadalajara, Mexicali
Monterrey, Tijuana, Toluca, Hidalgo,
Morelos, Puebla y Tlaxcala
4
Los resultados obtenidos en cada una de las etapas fueron los siguientes:
Estado de operación de los equipos en SMCA de Tijuana, Mexicali, Monterrey, Toluca y Guadalajara en las diferente etapas.
Tal y como se puede apreciar, cuando se realizo el diagnóstico se encontraron varios equipos en semáforo amarillo,
principalmente en las redes de Toluca y Guadalajara, y prácticamente todos los sistemas meteorológicos, esto fue
debido a la falta de mantenimiento preventivo y calibración de los equipos, lo que resultó más evidente en sensores
meteorológicos,pues todos los sistemas se encontraron descuidados.
Es importante mencionar que los equipos que no se lograron reactivar (semáforo rojo y amarillo) se debió a que
muchos requerían de refacciones, en tanto que otrosel reemplazo definitivo, esto último se determinó debido a que
resulta más costoso reactivarlos que adquirir equipos nuevos.
O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 PM10 PST PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 PM10 PST PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP
Colef
ITT
La Mesa
Laboratorio
Conalep
Progreso
UPBC
CESPM
Cobach
UABC
C - Obispado
N - Escobedo
SE - La Pastora
SE2 - Juárez
NE - San Nicolás
NE2 - Apodaca
SO - Santa Catarina
NO - San Bernabé
NO2 - García
San Mateo
San Cristóbal Huichotitlán
Ox totitlán
Metepec
Centro
Ceboruco
Aeropuerto
Las Águilas
Vallarta
Atemajac
Oblatos
Centro
Tlaquepaque
Mirav alle
Loma Dorada
Las Pintas
R e a c t i v a c i ó n
TIJUANA
MEXICALI
Fuera de Operaciòn Fuera de Operación
D i a g n ó s t i c oSMCA Estación
MONTERREY
TOLUCA
GUADALAJARA
5
Estado de operación de los equipos en los SMCA de Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala en las diferente etapas.
Para los SMCA de Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala, lo primero que se realizó fue la calibración de equipos,
después el diagnóstico y posteriormente la reactivación, esto se realizó así tomando en consideración el estado de
operación de los equipos antes de la calibración, basándose únicamente en cómo estaban operando, y si existía
algún tipo de alarma. Al momento de realizar los trabajos en Hidalgo, dos estaciones automáticas no estaban en
operación, por lo que no fueron tomadas en cuenta en los trabajos.
Los equipos que no fue posible reactivar (semáforo rojo y amarillo) fue porque requerían refacciones, en tanto que
algunos otros el reemplazo definitivo, esto último se determinó debido a que resulta más costoso reactivarlos que
adquirir equipos nuevos.
En los casos de los SMCA de Guadalajara, Mexicali
Monterrey, Tijuana, Toluca, Hidalgo, Morelos, Puebla
y Tlaxcala, el 87% del total de equipos se dejó
operando de manera óptima, el 4% en operación
regular y el 9% fuera de operación.
O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 PM10 PST PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 PM10 PST PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 PM10 PST PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP
Univ ersidad Tecnológica de Puebla
Velódromo
Agua Santa
Bine
Ninfas
Cuernav aca
Ocuituco
Zacatepec
Cuautla
Tula
Tizay uca
Pachuca, Jardín del Maestro
Pachuca, Museo El Rehilete
Atotonilco
Atitalaquia
Oficinas COEDE
Centro de salud - Atitalaquia
Centro de Salud - Tlax coapan
Esc. Primaria Melchor Ocampo
Presidencia Municipal - Tepetitlan
Presidencia Municipal - Ajacuba
Casa Mujer Hidalguense
Presidencia Municipal Zapotlán de Juárez
Instituto Tecnológico de Pachuca
Primaria Nonoalco
Palacio Municipal de Lolotla
Taller de Costura Nonoalco
Edificio de Correos - Xochicoatlán
Huamantla
Ix tacuix tla de Mariano Matamoros
Jurisdicción Sanitaria Apizaco Tlax .
Palacio de Gobierno de Tlax cala
Presidencia Municipal de Calpulalpan
Presidencia Municipal de Quihletla
TLAXCALA
Antes de la CalibraciónSMCA Estación
R e a c t i v a c i ó n
PUEBLA
MORELOS
HIDALGO
Fuera de operación Fuera de operación
Después de la calibración
87 % de equipos operando
de manera óptima
SMCA de Guadalajara, Mexicali Monterrey,
Tijuana, Toluca, Hidalgo, Morelos, Puebla y
Tlaxcala.
6
Estado de operación de los equipos de acuerdo a los resultados
obtenidos en las etapas de diagnóstico y reactivación.
El estado de operación en el que se dejaron los equipos no es permanentedebido a su dinámica de operación. Por
tal razón se determina como necesidad primordial para todos los SMCA, el contar con recursos económicos para la
compra de las refacciones y consumibles necesarios para realizar mantenimientos preventivos en un periodo de
entre cuatro y seis meses, si se desea, desde luego, mantener operando los equipos de manera óptima para que
sean capaces de generar información confiable.
Dado que cuenta con experiencia en campo, el personal técnico que atiende los SMCA de Tijuana, Mexicali,
Monterrey Guadalajara, Toluca e Hidalgo, está adecuadamente capacitado para resolver problemas de diagnóstico y
soportar la operación de este sistema de monitoreo, sin embargo, debido a la falta de presupuesto anual, en todos
los SMCA se carece de un stock de refacciones y consumibles para garantizar la continua y correcta operación de
los equipos que integran el sistema.
El presupuesto requerido para cada SMCA es variable, debido a que depende de la antigüedad de los equipos y de
las capacidades del personal operativo; se observó sin embargo que cada SMCA tiene un estimado de recurso
económico necesario, aunque no se ha logrado que se proporcione de manera anual, por ello resulta relevante el
buscar mecanismos de gestión, no solo para renovación de equipo, sino para mantener operando lo que se tiene
actualmente.
Estado de Operación de Equipos de los SMCA de Guadalajara, Mexicali Monterrey, Tijuana,
Toluca, Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala.
De un total de 281, el 91% de los equipos analizadores
quedaron en funcionando de manera óptima y solo el
8% quedó fuera de operación, de éstos, el 5% son
analizadores de NOx, CO y SOx y el 3% equipos de O3
y partículas, algunos requieren reemplazo, en tanto que
otros tienen con refacciones mayores.
281 analizadores de gases y
partículas
91% en operación óptima
7
Así las cosas,de los 247 sensores revisados, el 82% quedo operando de manera optima, 10% está fuera de
operación y el 7% no opera adecuadamente.Se pudo detectar un descuido general en los equipos, aunado al hecho
de que existen estaciones sin medición meteorológica debido la falta de presupuesto anual para consumibles y
refacciones, por lo que se da prioridad a mantener operando los analizadores de gases y equipos de partículas,
dejando en segundo término la meteorología.
En cuanto a resumen de resultados por SMCA: El 100% de los equipos operan de manera óptima en Toluca y
Tlaxcala, seguidos de Guadalajara con 96%, Monterrey con el 90%, Morelos con 81%, Mexicali con 80%, Tijuana
78%, Hidalgo 75% y Puebla con 70%.
Con respecto a equipos fuera de operación, se observa que Puebla es el que tiene el mayor porcentaje de equipos
inoperantes, seguido de Morelos, Hidalgo, Mexicali, Tijuana, Monterrey y Guadalajara.
247 sensores
82% en operación optima
8
I.2 Resultados de la calibración de equipos de monitoreo, gases y partículas, así como el fortalecimiento de
habilidades a través de capacitación en los SMCA de Hidalgo, Morelos, Puebla, Tlaxcala y Campeche,
Chiapas, Michoacán, Oaxaca, Tabasco y Veracruz.
Otra de las actividades consideradas fue el apoyo para la calibración de equipos a los SMCA, misma que fue
efectuada en dos etapas:La primera para los SMCA de Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala se realizó en los meses
de noviembre y diciembre del 2013, en tanto que la segunda se llevó a cabo en los SMCA de Campeche, Chiapas,
Michoacán, Oaxaca, Tabasco y Veracruz durante los meses de mayo, junio y julio de 2014.
En total se realizo la calibración de 278 equipos: 145 analizadores de gases y partículas y 133 sensores; en la
primera etapa para los SMCA citados en el párrafo anterior se calibraron 186 equipos, 102 analizadores de gases y
partículas y 49 sensores; en la segunda etapa para los SMCA de Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca y
Veracruz. Fueron 92 equipos, 43 analizadores y 49 sensores meteorológicos.
Los resultados de la primera etapa, quedaron incluidos en el apartado anterior debido a que, como se comentó,a
estos equipos se les realizó reactivación posterior a la calibración.
1a. Etapa
SMCA de Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala
186 Equipos
2ª. Etapa
SMCA de Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca y Veracruz
92 Equipos
Calibración a un total de
278 Equipos
9
Con respecto a los SMCA de Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca y Veracruz considerados en la segunda
etapa, en la tabla siguiente se muestra el estado en el cual se dejaron operando los equipos después de la
calibración y cómo estaban antes de la calibración, menester es hacer hincapié en el hecho de que no se realizó un
diagnóstico como tal, por lo que el estado mostrado se basó sólo en cómo estaban a los equipos al momento de
llegar a realizar los trabajos de calibración y en base a si el equipo estaba encendido o si mostraba alguna alarma.
En el caso de los equipos que están en semáforo amarillo,es porque no respondieron de manera adecuada a la
calibración, por lo tanto es necesario que se les aplique mantenimiento. Los equipos en rojo estaban completamente
fuera de operación.
Estado de operación de Equipos de los SMCA
Como se puede apreciar, el SMCA que requiere de más atención es el de Morelia, seguido de Chiapas, Campeche y
estación Minatitlán de Veracruz. De manera general, se observa que de los 92 equipos calibrados en la segunda
etapa, el 77% quedó operando de manera óptima, el 11% en operación regular y el 12% fuera de operación.
Estado de operación de equipos de los SMCA de Campeche, Chiapas,
Michoacán, Oaxaca y Veracruz, antes y después de la calibración.
En cuanto al estado de operación de cada uno de los SMCA en relación a como quedaron funcionando después de
la calibración, en la siguiente gráfica se observa que Morelia y Chiapas son los que tienen menor porcentaje de
equipo en óptima funcionalidad, de nueva cuenta debido a la falta de mantenimiento.Por el contrario, los SMCA de
Oaxaca y Yucatán tienen el 100% de sus equipos en óptimo funcionamiento, seguidos de Veracruz y Campeche.
O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP
Campeche Campeche
Chiapas Unidad Móvil
No. 1 Centro
No. 2 CU
Oaxaca CEDART
Minatitlán
Xalapa
Yucatán Seduma 01
Después de la calibración
Morelia
Veracruz
Antes de la calibraciónSMCA Estación
10
En cuanto a equipos fuera de operación, Chiapas es el que tiene el mayor porcentaje, seguido de Morelia,
Campeche y Veracruz.
Durante las actividades de calibración se capacitó al personal operativo de cada uno de los SMCA. 18 operadores en
total pertenecientes a Tlaxcala, Campeche, Chiapas, Hidalgo, Michoacán, Morelos, Oaxaca, Puebla y Veracruz
recibieron la capacitación.La calibración de equipos analizadores de gases y partículas, así como de los sensores
meteorológicos fue realizada simultáneamente con los trabajos en cada uno los SMCA.
Para llevar a cabo la revisión y estandarización de los sistemas de calibración se ofreció apoyo a los SMCA para
transportación de sus calibradores al laboratorio del INECC, esto se realizó en una primera etapa para Hidalgo,
Morelos, Puebla y Tlaxcala en noviembre y diciembre del 2013, la segunda etapa tuvo lugar en junio y julio del 2014,
en Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca, Tabasco y Veracruz.
Para ello se estableció contacto con los responsables de los SMCA para enterarles del apoyo y logística para la
transportación de sus calibradores al laboratorio del INECC. Los encargados de los sistemas de monitoreo de
Tlaxcala y Morelos manifestaron no contar con equipos de calibración, por lo que declinaron el ofrecimiento. Los
equipos de los SMCA de Hidalgo y Puebla fueron recogidos y trasladados al laboratorio del INECC para su
calibración. Es importante mencionar que el calibrador que fue entregado por el SMCA de Hidalgo no fue recibido por
el personal del INECC, pues indicaron que ya había sido revisado en el mes de octubre del 2013 y se había
notificado por escrito a los responsables del SMCA que el equipo no estaba funcionando bien, en consecuencia no
se puedo realizar la calibración y el equipo fue regresado a Hidalgo. El calibrador de Puebla se ingresó al laboratorio
del INECC, fue calibrado y devuelto al SMCA de Puebla en marzo de 2014.
11
Para la segunda etapa se procedió de la misma manera y se notificó a los responsables de los SMCA del apoyo y
logística para la transportación de los equipos al laboratorio del INECC, pero los encargados de los SMCA de
Oaxaca y Chiapas manifestaron que sus equipos se habían enviado recientemente al INECC, por lo que no sería
necesario llevarlos de nuevo. En los SMCA de Campeche, Oaxaca, Veracruz y Yucatán sí se recogierony trasladaron
los equipos al laboratorio del INECC para su calibración.Cabe citar que al momento del cierre del reporte aún
seguían allí, pero en cuanto se finalicen los trabajos de calibración se procederá a regresarlos a los respectivos
SMCA.
Como parte importante de las conclusiones más relevantes se puede mencionar, de nueva cuenta,que se identificó
como patrón general la falta de asignación presupuestal anual para operación y mantenimiento; así como la carencia
de personal dedicado a actividades específicas en la materia y, por supuesto y como consecuencia de lo anterior, la
falta de una estructura orgánica definida. Esto, se ve reflejado en una deficiente operación de los SMCA y por tanto
la falta de información oportuna y confiable.
Esto se atribuye una total falta de involucramiento de quienes toman las decisiones, en virtud de que, en la mayoría
de los casos, no perciben la trascendencia que tiene el monitoreo de contaminantes atmosféricos; lo cual queda
evidenciado con la poca difusión y menos aplicación que se le da a la información generada para emprender
acciones especificas para disminuir loscontaminantes. Dado que es una actividad que se realiza de manera
automática, se pierdende vista los requerimientos mínimos de personal para la operación de los equipos de
medición.
Una contribución importante del proyecto fue la ejecución de un ejercicio de estimación de costos y una propuesta de
estructura mínima de personal tomando como referencia lo establecido en la NOM-156-SEMARNAT-2012. Así que
después de analizar los esquemas de operación que se tienen en el país y que hasta la fecha han funcionado, se
describe lo que el equipo de trabajo asume como necesidades básicas para lograr cumplir los objetivos que tiene un
SMCA y garantizar su adecuada operación.
Estructura mínima de personal requerido para operación y publicación de información
a Dirección de área que como parte de sus atribuciones tiene el monitoreo de contaminantes atmosféricos.
b Estos puestos existen en algunos casos, sin embargo no son específicos y quedan dentro de algún departamento que tiene a su
cargo otras muchas actividades.
2El número de operadores dependerá de la cantidad de estaciones de monitoreo que se tengan funcionando, así como de las
distancias entre una y otra; para efecto práctico se podría considerar un operador por cada tres estaciones ubicadas en un radio
no mayor a 30 km.
12
Además de los requerimientos de personal, hay otros que deben ser considerados para una adecuada operación de
una estación automática de monitoreo, a saber: energía eléctrica, consumibles y refacciones, mantenimiento y
calibración, seguros e internet. Para cada uno de estos rubros se debe calcular un costo mensual que varía en
función de cada región, así como de la antigüedad de los equipos y de la capacidad del personal que los opera. Así
las cosas y con la finalidad de tener una idea del costo que representa operar una estación automática de monitoreo,
se hace un estimado, tomando como referencia una estación con no más de tres años de antigüedad y cuya
ubicación es en la zona central del país.
Costo estimado para operación y mantenimiento de SMCA
Concepto
Costo anual
estimadoa
Energía eléctrica $12,000.00
Consumibles y refacciones $75,000.00
Mantenimiento y calibración b $150,000.00
Seguros $15,000.00
Internet $6,000.00
Total $258,000.00 a Costos estimados a enero de 2014, con referencia de costos en la zona centro del país.
b Considerando como mínimo tres mantenimientos preventivos al año.
Los costos pueden reducirse si se cuenta con personal capacitado para realizar mantenimientos menores
y calibraciones, ello implica que se cuente con la infraestructura mínima equipo
y herramientas necesarias para su realización.
Se hace notar el que estos importes deben tomarse únicamente como referencia, debido a que cada SMCA deberá
tener gastos de acuerdo a la antigüedad de sus equipos y los costos de cada zona.
Con lo anterior se refuerza el hecho de que al realizar la inversión necesaria se podría garantizar la operación
continua y adecuada de una estación de monitoreo; sin embargo, es importante enfatizar que el objetivo final del
monitoreo es la publicación de información, por lo que, además de lo anterior,es menester tomar en cuenta que para
la generación de información confiable es indispensable contar con una infraestructura mínima de equipo de
cómputo para la concentración, análisis y publicación, respondiendo así a la gran responsabilidad que implica la
generación de información veraz y oportuna.
Otro de los aspectos importantes a considerar es la implementación de sistemas de gestión de calidad, con losque
se establecen procedimientos de supervisión y control que permiten identificar áreas de oportunidad que se pueden
atender con el personal con que se cuenta y que no requieren recursos adicionales como tal, sino que dependen
más bien de la capacitación que se dé al personal operativo.
13
II. Evaluación sistémica de desempeño del equipo de monitoreo.
En coordinación con el INECC se definió la estructura y contenido de la base de datos a integrar, misma
quecontiene información referente a estaciones, equipos, contaminantes monitoreados, mantenimiento de equipos y
auditorías, así como inventario de equipos e información de administración de cada una de los SMCA. Una vez
definida la información que contendría la base de datos, se utilizó la información recopilada y proporcionada por el
INECC para integrarla. Asimismo se identificó la necesidad de incorporación de campos adicionales como la
integración de un Identificador Único (IDU), mismo que fue definido en coordinación con personal del INECC, dicho
IDU quedó conformado por 19 dígitos y con él se determina la localización y características de los equipos.
Se comenzó a integrar la información con la que contaba el INECC y se procedió a elaborar un oficio a fin de solicitar
a los Secretarios de Medio Ambiente e Institutos de Ecología el apoyo para recabar la información faltante de parte
de los responsables de los SMCA, además de su validación y actualización en su caso;lamentablemente no se tuvo
la respuesta deseada, ya que en un primer contacto menos el 50% respondió; por lo que, se cambió la estrategia y
se llevó a cabo contacto directo vía telefónica para dar seguimiento muy preciso y recabar la mayor parte de la
información, de esta forma se logró tener respuesta del 90% de los SMCA. Vale la pena mencionar que la
información recabada en la base de datos se cotejó con los responsables de proporcionarla a fin de tener la mayor
concentración y exactitud de datos posible. De igual manera aquélla fue constatada en las visitas realizadas a los
SMCA para los trabajos de diagnostico, calibración y reactivación.
SMCA que integran la Base de Datos.
No. Redes integradas en base de datos SMCA al que pertenece
1 Aguascalientes Monitoreo atmosférico de la calidad del aire del estado de Aguascalientes.
2 Baja California - Mexicali Red de Monitoreo de Calidad del Aire del estado de Baja California.
3 Baja California - Tijuana Red de Monitoreo de Calidad del Aire del estado de Baja California.
4 Baja California - Ensenada Red de Monitoreo de Calidad del Aire del estado de Baja California.
5 Baja California - Playas de Rosarito Red de Monitoreo de Calidad del Aire del estado de Baja California.
6 Baja California - Tecate Red de Monitoreo de Calidad del Aire del estado de Baja California.
7 Campeche Estación de Monitoreo Atmosférico de Guadalupe.
8 Coahuila de Zaragoza - La Laguna Centro de Monitoreo Ambiental de la zona metropolitana de la Laguna.
9 Coahuila de Zaragoza - Torreón Monitoreo Atmosférico de la Calidad del Aire del Municipio de Torreón.
10 Colima Instituto Tecnológico de Colima.
11 Chiapas Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire de Chiapas.
12 Chihuahua Sistema de Monitoreo Atmosférico del Estado de Chihuahua.
13 Durango - Durango Red de Monitoreo Atmosférico del Estado de Durango.
14 Durango - Gómez Palacio Red de Monitoreo Atmosférico del Estado de Durango.
15 Guanajuato - Celaya Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato.
16 Guanajuato - Irapuato Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato.
17 Guanajuato - León Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato.
18 Guanajuato - Salamanca Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato.
19 Guanajuato - Silao Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato.
20 Hidalgo Sistema de Monitoreo Atmosférico del Estado de Hidalgo.
21 Jalisco Sistema de Monitoreo Atmosférico de Jalisco (SIMAJ).
22 México Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la Zona metropolitana del Valle de Toluca.
23 Michoacán de Ocampo - Centro Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire para la Zona metropolitana de Morelia.
24 Michoacán de Ocampo - CU Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire para la Zona metropolitana de Morelia.
14
No. Redes integradas en base de datos SMCA al que pertenece
25 Morelos - Cuautla Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos.
26 Morelos - Cuernavaca Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos.
27 Morelos - Ocuituco Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos.
28 Morelos - Zacatepec de Hidalgo Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos.
29 Nayarit Red de Monitoreo para la Calidad del Aire de la Zona metropolitana de Tepic, Nayarit.
30 Nuevo León Sistema Integral de Monitoreo Ambiental de Monterrey.
31 Oaxaca Sistema de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos de Oaxaca.
32 Puebla Sistema Estatal de Monitoreo Atmosférico (SEMA).
33 Querétaro Sistema de Monitoreo Atmosférico del Estado de Querétaro.
34 Tabasco Sistema de Monitoreo Atmosférico de Tabasco.
35 Tlaxcala Red de Monitoreo de la Calidad del Aire en Estado de Tlaxcala.
36 Veracruz de Ignacio de la Llave - Xalapa Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire Veracruz.
37 Veracruz de Ignacio de la Llave
Minatitlán Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire Veracruz.
38 Yucatán Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire de Yucatán.
39 Zacatecas Red de Monitoreo Atmosférico del Estado de Zacatecas.
40 ZMVM - DF y EdoMex Sistema de Monitoreo Atmosférico (SIMAT).
En el apartado III del presente documento se integra un resumen general de la información contenida en los
apartados de la base de datos referentes a equipos de monitoreo, información delestado de operación, programa de
aseguramiento y control de calidad, así como las necesidades de capacitación del personal. Asimismo se resalta el
hecho de que con la información contenida en la base de datos se puede realizar cualquier análisis que se requiera.
Con fundamento en la información contenida en la base de datos, se aprecia que las principales marcas empleadas
en los equipos de monitoreo atmosférico son las siguientes: Accus-Vol, Anderson, Baseline, Climatronics, Dasibi,
Ecotech, Global, Graseby, Kipp&zonen, Met One Instruments, Monitor Labs, Partisol, Recordum, Rm Young, Setra,
Skye, Teco, Teledyne API, TEOM, Thermo Environmental Instruments, Tisch Environmental, Vaisala y Wedding &
Associates.
De la información concentrada en la base de datos a
agosto de 2014, se puede deducir que el 83 % del total
de los equipos está en operación, el 9% fuera de
operación y el 8% operan con falla. Aunque se sugiere
que esta información seatomada sólo como referencia
muy general, dado que el comportamiento de
operación de equipos es muy dinámico, por lo que no
se puede presumir que dichoestado sea permanente.
15
Analizando la información respecto al año
de adquisición del total de los equipos
reportados en los 40 SMCA, se observa
que alrededor del 57% de los ellos fue
adquirido después del año 2010 y que casi
el 25% tiene más de 10 años de
antigüedad.
Únicamente 16 SMCA mencionan que llevan programas de aseguramiento y control de la calidad de los procesos, es
decir el 40% del total de los SMCA. En cuanto al grado de validación y manejo de datos se mencionan tres niveles:
Revisión, confirmación y validación. Únicamente los SMCA de Baja California, Chihuahua, Durango, Hidalgo, Puebla,
Coahuila, Guanajuato, México, Nayarit, Nuevo León, Oaxaca, Querétaro y ZMVM especifican que realizan la
“Validación” de los datos generados respecto a la calidad del aire.
Con relación a la publicación de la información, el 20% de
los 40 SMCA no la pública en tanto que el 75% lo hace a
través de algún medio electrónico como: página web,
SINAICA, Facebook, Twitter y el restante 5% lo hace a
través de radio.
En lo que a capacitación se refiere y en base a lo manifestado por los 40 SMCA, todos tienen personal que recibe al
menos una capacitación al año, en temas de operación y mantenimiento; validación y manejo de datos; o bien,
gestión y administración, aunque esta última en menor medida. Sin embargo se debe tener en cuenta que la
capacitación debe ser constante por diversas circunstancias, entre ellas:Rotación de personal, atención de
necesidades específicas que pudieran presentarse, así como la actualización en los diversos temas.
Como se puede apreciar, el método que utilizaba el INECC para obtener información de los SMCA era estático y
complicado para mantenerla actualizada, debido justamente a la necesidad de actualización periódica de la
misma.Continuando con el proceso, el siguiente paso era enviar el formato a todos los SMCA, lo que conllevaría
largos periodos de tiempo para su devolución, además de la necesidad de contar con personal dedicado a esta
actividad por un período considerable.
Por todo lo anterior,como valor agregado dentro del proyecto y debido a que no se consideró en los términos de
referencia,se propuso crear una sola fuente de información, misma que sería compartida y cuando tuviera
modificaciones, se harían una sola vez y estarían disponibles para todas las áreas del INECC, así como para los
responsables de los SMCA en todo el país. Con esto se evita duplicidad e inconsistencia de información, además de
poder crear diversas aplicaciones y compartir información con otros sistemas de Información ya creados, como el
Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire (SINAICA), por ejemplo.
16
Fue por ello que, a manera de producto adicional, se desarrolló una aplicación web en la cual se integró la base de
datos recabada, misma que fue denominada: “Sistema de Inventario de Estaciones de Monitoreo de la Calidad del
Aire, SIEMCA”, la cual tiene como objetivo principal el contar con una plataforma que se actualice de manera
permanente por los SMCA y por el INECC, la que se tendrá información disponible para ambos organismos y en la
que quedó abierta la posibilidad de que se puedan integrar los SMCA que se vayan incorporando.
Dentro de las ventajas que se tendrán con este sistema se pueden mencionar las siguientes:
Administración de base de datos única y centralizada con un alto grado de seguridad.
Aplicación Web totalmente administrable por el usuario final.
Administración y seguimiento de procesos operativos, equipos, capital humano y recursos financieros.
Creación de plantillas de revisión y calibraciones, generación de datos históricos mediante la consulta de
bitácoras.
Asignación de usuarios y perfiles por parte del personal del INECC y los encargados de los SMCA.
Escalabilidad de la aplicación para adaptarse a las nuevas necesidades de la institución.
Interacción con otros sistemas desarrollados por medio de servicios web que permitan compartir información.
Conexión simultánea de más de 2000 usuarios, generando una sesión de trabajo por usuario con operaciones
respaldadas con el fin de mantener una base de datos confiable.
III. Evaluación de la necesidad de instalación de nuevas estaciones de monitoreo, así como el mejorar la cobertura
de las estaciones que conforman los SMCA.
En el contexto internacional se ha identificado que las redes de monitoreo de aire ambiente son diseñadas
normalmente para cumplir objetivos básicos como:Proveer datos de manera oportuna de la calidad del aire al público
en general; vigilar el cumplimiento de los estándares de calidad del aire,respaldar el desarrollo de estrategias de
control de emisiones y apoyar el desarrollo de estudios de investigación sobre la contaminación del aire.
La selección del lugar de medición apropiado es una de las tareas más importantes en el diseño de una red de
monitoreo, ya que debe ser la ubicación más representativa. En México, la Norma Oficial Mexicana NOM156-
SEMARNAT-2012 para establecimiento y operación de sistemas de monitoreo de la calidad del aire, en su apartado
6. Diseño de los sistemas de monitoreo de la calidad del aire, numeral 6.1.2, establece que para ubicar cada
estación de monitoreo se deben realizar los estudios o trámites necesarios para obtener información de apoyo, tales
como: Inventario de emisiones o ubicación de fuentes emisoras; modelos de calidad del aire; Información
meteorológica de la región; velocidad, dirección y variabilidad del viento; características geográficas locales;
localización de asentamientos humanos; estudios preliminares de calidad del airey otros datos como:referencias
demográficas, salud, usos de suelo y, sobre todo, los aportes de sistemas de información geográfica que pueden
servir en la identificación de sectores impactados o,por sus características más susceptibles, a la contaminación.
17
En la parte IV de este documento se presenta el desarrollo de una metodología para validar la pertinencia de la
ubicación de estaciones de monitoreo o determinar su posible ubicación, esto considerando los objetivos del
monitoreo del aire ambiente y algunos criterios generales usados por la Agencia de Protección Ambiental de los
Estados Unidos (USEPA) para evaluar tanto la pertinencia de ubicación de estaciones de monitoreo, como el
funcionamiento de una red para el mismo fin.
La metodología desarrollada consideró toda esta información y se aplicó para la evaluación de la representatividad
de los SMCA de Campeche, Monterrey, Morelos, Oaxaca y Tlaxcala.En el apartado IV del presente documento se
presentan ejemplos de la metodología aplicada y los resultados obtenidos para cada uno de los SMCA analizados.
Como ejemplo de los resultados obtenidos para los SMCA analizados, el mapa que se muestra a continuación
representa el análisis de aptitud para la zona metropolitana de Monterrey, en él se muestran las áreas más aptas
para medir los impactos de las emisiones de fuentes puntuales sobre áreas pobladas, siendo éstas las que tienen un
valor de 9 en tanto que las que tiene un valor de 3 son las menos aptas.
Mapa de análisis de aptitud de la zona metropolitana de Monterrey
Es de resaltar que la metodología desarrollada en esta actividad, con la cual se realizó la evaluación y análisis de
cobertura de las estaciones de SMCA y ubicación de nuevas estaciones de monitoreo podrá ser aplicada en
cualquier otro sistema; la precisión que se obtenga dependerá de la cantidad y calidad de información con la que se
cuente respecto a población por municipio, población por Área Geo Estadística Básica (AGEB), red vial, ubicación de
las estaciones de monitoreo de la calidad del aire y fuentes puntuales de emisiones antropogénicas, tanto federales
como estatales y, finalmente, la topografía de la región.
Con toda la información se podrá aplicar la modelación de aptitud para encontrar los lugares más correctos para la
posible instalación de nuevas estaciones de monitoreo.
18
IV. Capacitación de los Responsables de los SMCA en los Temas relacionados con la gestión y
administración; diseño de redes de monitoreo; operación y mantenimiento;validación y manejo de datos.
En coordinación con el INECC se definieron los programas para el desarrollo de los cursos de capacitación niveles
básico, intermedio y avanzado, los cuales se llevaron a cabo en los meses de noviembre 2013, abril y agosto de
2014 respectivamente en la ciudad de León, Gto.
Los dos primeros cursos se enfocaron a la capacitación sobre monitoreo atmosférico y manejo de datos y el tercero
a Sistemas de Gestión de Calidad, en total se capacitaron a 40 SMCA, el número de asistentes de SMCA por curso
fue 15 en el primero, 57 en el segundo y 65 en el tercero, más personal del INECC que asistió a cada uno de los
cursos, habiendo asistido un total de 150 personas pertenecientes a 29 entidades a los tres cursos.
En los tres seminarios se observó una participación heterogénea en cuanto a nivel de conocimientos, por lo que la
definición del nivel de profundidad de cada tema fue muy complicada, esto fue debido a que hay SMCA que cuentan
con personal de reciente incorporación, o que no había tenido oportunidad de capacitarse, en tanto que había otros
con antigüedades de hasta diez años.
El punto relevante fue el tema del manejo de datos, el que representa un reto mayor debido a que existen SMCA
cuyo personal no tiene conocimiento en el uso de hojas de cálculo ni manejadores de bases de datos, razón por la
que se debe fomentar el trabajo de sesiones en línea para reducir esta brecha.
El tema de Sistemas de Gestión de Calidad también resultóser de gran interés para niveles directivos y mandos
medios, por lo que es importante se le dé seguimiento, pues si se fortalecen los SMCA con la implementación de
estos sistemas, se tendrán grandes avances en cuanto al establecimiento de procedimientos en cuestiones de
operación y manejo de información.
V. Recopilación de Información para la Integración de un Sistema Único de Información de la Calidad del
Aire.
Hoy en día, el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC) cuenta con diversos sistemas de
información y metodologías de trabajo actual para dar el seguimiento a sus acciones. En este proyecto se consideró
que se realizará un análisis de los elementos técnicos de cada uno de los sistemas con los que cuenta, a saber:
Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire (SINAICA), AIRNow, proceso para la limpieza y pre
validación de datos de la información recibida de los SMCA y el Sistema de Consulta de Datos e Indicadores de la
Calidad del Aire.
Los sistemas de información analizados y descritos en el apartado VI, contribuyen a las actividades diarias del
INECC, y son una fuente significativa de datos del resultado del monitoreo atmosférico realizados por los SMCA en el
país, empleado para proporcionar información a la ciudadanía y a los especialistas en la materia ambiental. Por ello,
deben ser dinámicos y mantenerse a la vanguardia (actualizarse periódicamente), dado que, como ya se observó, la
plataforma actual del SINAICA está con un retraso importante en el manejo de nuevas tecnologías y con una interfaz
poco intuitiva para los usuarios y con módulos que están en desuso, por lo que es recomendable considerar la
creación de una nueva aplicación para este sistema.
19
De igual forma se resalta la contribución del presente proyecto como valor agregado, con la creación del sistema
automático de validación de datos, con el cual se creará una base de datos unificada, sistematización de procesos y
seguimiento de información, lo que permitirá contar con información validada oportunamente.
Referente a la implementación y aplicación del sistema AIRNOW, en conjunto con el INECC, se realizaron diferentes
acciones que contribuyeron, entre otras cosas, a crear un grupo interdisciplinario en el cual se desarrollaron
diferentes herramientas tecnológicas con la finalidad de importar datos provenientes de los SMCA del país al sistema
de AIRNOW, además de realizar diversas pruebas de interconexión con el Sistema Nacional de Información de la
Calidad del Aire (SINAICA)como fuente alterna de datos.
Se resalta además que una de las principales necesidades del INECC, es contar con un sistema de información
integral que permita contar con datos muy puntuales de los sistemas en cuestión y que permita hacer uso de las
tecnologías de la información y las comunicaciones y que soporte todos los procesos de la institución.Esto conlleva
en primer lugar, necesariamente al fortalecimiento de la infraestructura actual. Lo anterior soportado con el
diagnóstico realizado a la infraestructura de las instalaciones de Tecamachalco y Periférico Sur, donde se
identificaron diversas carencias,entre las que podemos mencionar:Acondicionamiento adecuado de instalaciones
para la creación de un centro de datos, uso de tecnologías, licenciamiento de software, falta de personal y
capacitación constante.
Todo ello, es fundamental para que el INECC, como organismo federal en materia de medio ambiente, cuente con un
centro de datos en las instalaciones arriba mencionadasque permitan administrar la infraestructura y diversos
sistemas de información, esto soportado en el hecho de que es una dependencia federal que almacena y procesa
información de proyectos de todo el país.
El proceso de cambio se puede planear en etapas, sin embargo es necesario definir la visión a mediano y largo
plazo, a fin de que las acciones que se realicen vayan orientadas al objetivo final.En este sentido, los primeros pasos
que se planteen deberán estar enfocados a cubrir las necesidades principales.
20
I. Introducción.
Hoy en día, el problema de contaminación atmosférica es uno de los más preocupantes a nivel mundial, dado que
constituye un riesgo medioambiental para la salud.La contaminación atmosférica en las ciudades y zonas rurales de
todo el mundo provoca anualmente 3.7 millones de defunciones prematuras, según estimaciones de la Organización
Mundial de la Salud (OMS) en 2012. Para atender el problema, es necesario conocer los niveles de concentración de
contaminantes en la atmósfera a los que está expuesta la población.
Aunque se tiene registrado que el monitoreo de contaminantes atmosféricos en México inició en la década de los 50
en el Valle de México, fue a partir de los 90 cuando se tuvo un crecimiento significativo hacia otras zonas
metropolitanas y entidades más pobladas del país. De esta manera,fue así que hasta el 2010 se logró una mayor
expansión, con apoyo de programas gubernamentales, acompañado de soporte técnico y financiero de organismos
nacionales e internacionales.
El monitoreo de contaminantes atmosféricos en México se realiza a través de los Sistemas de Monitoreo de
Contaminantes Atmosféricos (SMCA), los cuales de manera general registran mediciones de: monóxido de carbono
(CO), dióxido de azufre (SO2), dióxido de nitrógeno (NO2), ozono (O3) y partículas suspendidas con un diámetro
menor o igual a 10 y 2.5 micras (PM10 y PM2.5).
Desde su creación en (1992), el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC) ha jugado un papel
primordial como institución clave en el desarrollo y fortalecimiento de los Sistemas de Monitoreo de Calidad del Aire
en todo el país. Este organismo tiene la atribución para difundir y publicar la información sobre la calidad del aire.
De igual manera el Instituto lideró la coordinación de los trabajos para la elaboración y publicación de la Norma
Oficial Mexicana NOM-156-SEMARNAT-20121, en la que se citan los criterios mínimos bajo los cuales se deben
establecer y operar los Sistemas de Monitoreo de la Calidad del Aire en el País.
Lo anterior ha permitido contar con información para la atención de la problemática de la contaminación atmosférica,
enfatizando que es un problema complejo que requiere de la acción conjunta, no sólo de los tres órdenes de
gobierno, sino también de la iniciativa privada y de los ciudadanos. Resulta entonces que el monitoreo de la calidad
del aire es una herramienta esencial para conocer, no únicamente los niveles de contaminación atmosférica, sino un
indicador del impacto de las medidas planteadas para su disminución.
Por ello es de vital importancia contar con SMCA confiables que permitan disponer de información veraz y oportuna
para la toma de decisiones, además de ser información pública disponible para la población, a fin de que pueda
tomar acciones para reducir su exposición.
De acuerdo a información proporcionada por el INECC, se cuenta con equipo para Monitoreo de Contaminantes
Atmosféricos en 92 ciudades de 31 entidades federativas. Solamente en el Estado de Quintana Roo no disponen de
equipo alguno.
1 Norma Oficial Mexicana para elestablecimientoy operación de sistemas de monitoreo de calidad del aire.
21
De esta manera el Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire en el paístiene un total de 53 redes automáticas y 39
redes manuales ubicadas de la siguiente manera:
Equipo de Monitoreo.
92 Ciudades.
31 Entidades Federativas.
SMCA
53 redes son automáticas.
39 redes son manuales.
Figura I. 1 Sitios de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos, INECC (Páramo, 2014).
Cuadro I. 1Ciudades con Estaciones Automáticas o MixtasINECC (Páramo, 2014).
Estado Localidad
Estado Localidad
Estado Localidad
Aguascalientes 1 Aguascalientes
Guanajuato
18 Celaya
Nayarit 37 Tepic
Baja California
2 Ensenada
19 Irapuato
Nuevo León
38 ZM Monterrey
3 Mexicali
20 León
Oaxaca 39 Oaxaca
4 Rosarito
21 Salamanca
Puebla 40 Puebla
5 Tecate
22 Silao
Querétaro 41 Querétaro
6 Tijuana
Guerrero 23 Chilpancingo
San Luis Potosí
42 San Luis Potosí
Baja California Sur 7 La Paz
Hidalgo
24 Atitlalaquia
Sinaloa
43 Culiacán
Campeche 8 Campeche
25 Atotonilco
44 Los Mochis
Chiapas 9 Tuxtla Gutiérrez
26 Pachuca
45 Mazatlán
Chihuahua 10 Chihuahua
Hidalgo
27 Tizayuca
Sonora
46 Cd. Obregón
11 Cd. Juárez
28 Tepeji del Rio
47 Hermosillo
Coahuila 12 Torreón
29 Tula de Allende
48 Agua Prieta
Colima 13 Colima
Jalisco 30 ZM Guadalajara
49 Nogales
Distrito Federal 14 ZM del Valle de México
México 31 Toluca de Lerdo
Tabasco 50 Villahermosa
Durango
15 Durango
Michoacán 32 Morelia
Veracruz
51 Minatitlán
16 Gómez Palacio
Morelos
33 Cuernavaca
52 Xalapa
17 Lerdo
34 Cuautla
Yucatán 53 Mérida
35 Ocuituco
36 Zacatepec
22
Cuadro I. 2 Ciudades con Equipo Manual para Monitoreo de Partículas. INECC (Páramo, 2014).
Uno de los principales retos en cada uno de los sitios, sin dudaalguna, es la óptima operación y la generación
oportuna de información continua que permita contar con datos confiablesrespecto a la concentración de
contaminantes;pero ello se complica debido a que no en todos los sitios los equipos están operando. Esto refleja una
necesidad de atención y aportación de recursos económicos y de personal, dado que estos dos rubros representan
el mantener en operación óptima los sitios, lo que permitirá la generación y publicación de información confiable y
oportuna, para ello se debe tomar en cuenta la cantidad de equipos y estaciones que componen cada SMCA. Por
otra parte se debe considerar como otra prioridad el contar con personal debidamente capacitado
Lo anterior ha quedado de manifiesto en estudios realizados por el INECC, por ejemplo la evaluación de desempeño
realizada y publicada en el documento “Cuarto Almanaque de Datos y Tendencias de la Calidad del Aire en 20
Ciudades Mexicanas”, INECC, 2011(Garibay et al., 2011); donde se mostró la evolución y el desempeño de 20
SMCA, con la información disponible de 2009 y 2010, en la cual se evidencia que más del 50% de los SMCA
requieren de atención inmediata, ha resultado notorio que las deficiencias encontradas están relacionadas con la
operación, consecuencia de la carencia de recursos financieros y personal capacitado.
Derivado de lo anterior y con la finalidad de impulsar el fortalecimiento de los SMCA del país, el INECC, en
coordinación con la Universidad Tecnológica de León, realizó el proyecto plurianual “ Fortalecimiento de los Sistemas
de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos”, en el que se ha planteado como objetivo:Realizar acciones integrales
dirigidas a mejorar los Sistemas de Monitoreo de la Calidad del Aire (SMCA) que operan en el país, mediante la
atención oportuna de sus necesidades y la provisión de elementos estratégicos para que se mantengan operando de
manera óptima.
En este sentido, en el presente documento se exponen los principales resultados obtenidos a través del desarrollo
del proyecto referido, donde por primera vez se conoce el estado de operación de cada uno de los SMCA
considerados,así como las principales áreas de oportunidad.
Estado Estado Estado
Chihuahua 1 Ojinaga 22 Lolatla 28 Fresnillos
2 Navojoa 23 Tepatitlán 29 Zacatecas
3 Puerto Peñasco 24 Ajacuba 30 Abasolo
4 Guaymas 25 Zapotlán de Juárez 31 Cortázar
Sinaloa 5 Guasave 26 Xochicotlan 32 Dolores Hidalgo
6 Comalcalco 27 Tlaxcoapan 33 San Miguel de Allende
7 Cárdenas 16 Tlaxcala 34 San Francisco del Rincón
8 Altamira 17 Calpulalpan 35 Villagrán
9 Nuevo Laredo 18 Ixtacuixtla-Panotla 36 Juventino Rosas
10 Ciudad Victoria 19 Apizaco 37 Acámbaro
11 Matamoros 20 Quilehtla 38 Moroleón
12 Maderos 21 Huamantla 39 San José Iturbide
13 Mante
14 Tampico
15 Reynosa
Localidad Localidad Localidad
Sonora
Tabasco
Tamaulipas
Tlaxcala
Hidalgo
Zacatecas
Guanajuato
23
II. Diagnóstico, calibración y reactivación de equipos en los SMCA.
El proyecto consideró como actividades principales la elaboración de diagnósticos, calibración y reactivación de los
equipos que conforman algunos SMCA, los cuales se designaron de acuerdo al estado en el que estaban operando,
en base a una evaluación previa realizada por personal del INECC, así las cosas, las acciones se enfocaron de
manera específica al fortalecimiento de 20 SMCA ubicados en 14 entidades federativas: Campeche, Chiapas,
Guadalajara, Hidalgo, Mexicali, Michoacán, Monterrey, Morelos, Oaxaca, Puebla, Tabasco, Tijuana,
Tlaxcala, Toluca y Veracruz.
Cuadro II. 1 Sistemas de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos
incluidos de manera directa en el proyecto.
Entidad Federativa SMCA
Baja California Mexicali
Tijuana
Campeche Campeche
Chiapas Chiapas
Hidalgo Hidalgo (Pachuca, Tula-Tepeji, red manual)
Jalisco zona metropolitana de Guadalajara
México Toluca
Michoacán Morelia
Morelos
Cuautla
Cuernavaca
Ocuituco
Zacatepec
Nuevo León zona metropolitana de Monterrey
Oaxaca Oaxaca
Puebla Puebla
Tabasco Tabasco
Tlaxcala Tlaxcala
Veracruz Xalapa
Minatitlán
Yucatán Mérida
Para los SMCA ubicados en: Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca, Tabasco y Veracruzúnicamente se consideró
la calibración, pero esto permitió tener un diagnóstico preliminar de cómo están sus estaciones y equipos de
monitoreo.
24
Figura II. 1 Mapa de ubicación de los SMCA considerados en el proyecto. Elaboración propia.
A continuación se presentan los resultados obtenidos en dos partes, la primera corresponde a los SMCA de
Guadalajara, Hidalgo, Mexicali, Monterrey, Morelos, Puebla, Tijuana, Tlaxcala y Toluca; y la segunda se refiere a la
calibración realizada en los SMCA de Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca, Tabasco y Veracruz.
II.1 Resultados obtenidos con el diagnóstico, calibración yreactivación de los SMCA de
las zonas metropolitanas de Guadalajara, Monterrey, Hidalgo, Mexicali, Morelos,
Puebla, Tijuana, Tlaxcala y Toluca, con énfasis en los equipos de ozono y partículas.
En noviembre de 2013, se realizó el diagnóstico de los SMCA de Guadalajara Mexicali, Monterrey, Tijuana, y Toluca,
poco después, en enero de 2014, los de Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala. El trabajo consistió en una evaluación
in situ de cada una de las estaciones que conforman los sistemas, con esto seobtuvieron datosdel estado de
operación de cada equipo, tanto analizadores como de sensores meteorológicos, además de que permitió saber las
necesidades de refacciones y consumibles requeridas para una óptima operación de todos ellos.
Cabe señalar que en noviembre del 2013, previo al diagnóstico para los SMCA de Hidalgo, Morelos, Puebla y
Tlaxcala, se realizó la calibración, lo que se incluyen en el reporte desglosado en el presente apartado, con la
intención de que el proceso para estos sitiosesté lo más completo posible.
De igual manera, en los reportes de resultados de los diagnósticos realizados mostrados en anexo I.1, se menciona
la relación de refacciones para cada SMCA, incluyéndose además en el anexo I.2 la lista completa de refacciones
suministradas para cada uno de ellos; también es importante mencionar que, para contar con la validación, se
definieron en reuniones especificas con personal del INECC y en base a las prioridades planteadas en el proyecto,
las refacciones suministradas a cada uno de los SMCA.
Con la finalidad de tener una mejor representatividad en los resultados obtenidos, así como para poseer una
referencia similar y poder clasificar el estado de operación de los SMCA, se formuló el uso de un código de colores
con el cual se identificó el estado de operación de los equipos, considerando los siguientes criterios:
25
Cuadro II. 2 Código de colores del estado de operación de equipos definido para este proyecto.
BUENO
No requiere atención
OPERANDO
Sin alarma, equipo en buen estado
REGULAR
Requiere atención
OPERANDO, SIN EMBARGO REQUIERE:
9. Calibración
10. Mantenimiento preventivo
11. Stock de refacciones y consumibles
12. Cercano a la obsolescencia
MALO
Requiere atención urgente
FUERA OPERACIÓN POR:
11. Falta de refacciones o consumibles
12. Requiere mantenimiento mayor
13. Obsoleto
14. Problemas de configuración
15. Otro especificar
Este código se utilizó para mostrar los resultados de cada una de las etapas en las que se verificaron los equipos de
los SMCA, por lo que en el presente apartado se verá una presentación del informe general.
Como se comentó, se realizaron diagnósticos para cada SMCA y una vez obtenidos se procedió a realizar las
actividades de reactivación, las cuales consistieron en la aplicación de mantenimientos preventivos a todos los
equipos así como el mantenimiento correctivo de los equipos de ozono y partículas, esto último debido a que éstos
fueron los contaminantes que se priorizaron y para los cuales se consideró el suministro de refacciones que, de
acuerdo al diagnóstico realizado, eran requeridas.
De manera general, se precisa que se realizaron diagnósticos en un total de 526 equipos de los cuales 281 son
analizadores de gases y 245 sensores, asimismo para las actividades de reactivación se realizaron los
mantenimientos preventivos a un total de 504 equipos, 275 son analizadores de gases y 229 sensores. Al momento
de realizar la reactivación hubo una diferencia de equipos debida a que se encontró una estación apagada y algunos
equipos dañados, mismos que fueron requeridos posteriormente para reparar otros, así que se retiraron de las
estaciones, de igual manera se tienen apagados los sensores meteorológicos en una estación por falta de señal con
el dataloger y en otros casos se tomó la decisión de retirarlos debido a que debe ser sustituidos.
Es importante citar que, como parte de los objetivos del proyecto, la labor se enfocóa la operación sólo en los
equipos de ozono y partículas, debido a los impactos de estos contaminantes en la salud, esto, aunado a que los
límites establecidos en las Normas Oficiales Mexicanas son, de acuerdo a información del cuarto
almanaque,frecuentemente rebasados en varias ciudades, por ello se hizo necesaria la recomendación de establecer
su vigilancia para mejor protección a la salud. Dicho lo anterior, para estos equipos se previó la compra de
refacciones en base al diagnóstico realizado para lograr su reactivación, por lo que para equipos de ozono y
partículas que lo requerían se aplicó mantenimiento correctivo, haciendo hincapié además en el hecho de
que,aunquealgunos de estos equipos estaban en semáforo amarillo al momento del diagnóstico, continuaron
operando, pero una vez que se procedióa realizar la reactivación, algunos presentaron daño mayor y no fue posible
reactivarlos.
26
En las tablas siguientes se presenta el estado de operación de los equipos para cada uno de los SMCA,con base a
los resultados obtenidos en cada una de las etapas.
Como se puede apreciar en la tabla II.1, se encontraron varios equipos en semáforo amarillo, principalmente en las
redes de Toluca y Guadalajara;por otro lado, prácticamente todos los sistemas meteorológicos también estaban
operando de manera irregular debido a la falta de mantenimiento preventivo y calibración de los equipos, lo que
resultó más evidente en sensores meteorológicos ya que prácticamente todos los sistemas estaban descuidados.
En el anexo I.1están los reportes completos de cada una de las actividades realizadas en los SMCA de Tijuana,
Mexicali, Monterrey, Toluca y Guadalajara, en los cuales se incluyen tablas y gráficas de todas las calibraciones, así
como hojas de campo y reportes fotográficos de los trabajos en las diferentes etapas.
También es importante comentar que hubo equipos imposibles de reactivar (semáforo rojo y amarillo) debido a que
requieren refacciones y algunos de ellos el reemplazo definitivo, también se reitera que es más costoso reactivarlos
que comprar un equipo nuevo.
Tabla II. 1 Estado de operación de los equipos en SMCA de Tijuana, Mexicali, Monterrey, Toluca y Guadalajara en las diferente etapas.
En la tabla II.2 se aprecian los resultados obtenidos para los SMCA de Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala.En el
caso especifico de Hidalgo, lo primero que se realizó en sus sistemas fue la calibración de equipos, luego el
diagnóstico, que no fue otra cosa que reportar cómo quedaron funcionando después de la calibración y
posteriormente la reactivaciónEn la tabla anterior se detalla el estado de operación que mostraban los equipos antes
de la calibración, misma que se realizóconsiderando cómo estaban antes de ella, tomando como base únicamente el
cómo estaban operando o si mostraban alguna alarma.
O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 PM10 PST PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 PM10 PST PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP
Colef
ITT
La Mesa
Laboratorio
Conalep
Progreso
UPBC
CESPM
Cobach
UABC
C - Obispado
N - Escobedo
SE - La Pastora
SE2 - Juárez
NE - San Nicolás
NE2 - Apodaca
SO - Santa Catarina
NO - San Bernabé
NO2 - García
San Mateo
San Cristóbal Huichotitlán
Ox totitlán
Metepec
Centro
Ceboruco
Aeropuerto
Las Águilas
Vallarta
Atemajac
Oblatos
Centro
Tlaquepaque
Mirav alle
Loma Dorada
Las Pintas
R e a c t i v a c i ó n
TIJUANA
MEXICALI
Fuera de Operaciòn Fuera de Operación
D i a g n ó s t i c oSMCA Estación
MONTERREY
TOLUCA
GUADALAJARA
27
De igual forma se señala que en el caso de Hidalgo, dos estaciones automáticas no fueron consideradas debido a
que al momento de realizar los trabajos no estaban operando, sin embargo se menciona cada una de ellas en el
reporte de reactivación presentado en anexo I.2 con respecto a los equipos manuales, todos fueron incluidos.
En el anexo I.2están los reportes completos de cada una de las actividades realizadas en los SMCA de Hidalgo,
Morelos, Puebla y Tlaxcala, en los cuales se incluyen tablas y gráficas de todas las calibraciones, así como hojas de
campo y reportes fotográficos de los trabajos en las diferentes etapas.
Al igual que en los sistemas anteriores, se detalla que los equipos que no fue posible reactivar (semáforo rojo y
amarillo) fue debido a que requieren de refacciones y algunos de ellos el reemplazo definitivo, por la razón ya citada
anteriormente en múltiples ocasiones.
Tabla II. 2 Estado de operación de los equipos en los SMCA de Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala en las diferente etapas.
Respecto a los resultados, de manera general se hace el análisis correspondiente con los efectos obtenidos en cada
etapa, en la gráfica siguiente se muestra que el 87% del total de equipos se dejó operando de manera óptima, el 4%
en operación regular y el 9% quedó fuera de operación.
O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 PM10 PST PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 PM10 PST PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 PM10 PST PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP
Univ ersidad Tecnológica de Puebla
Velódromo
Agua Santa
Bine
Ninfas
Cuernav aca
Ocuituco
Zacatepec
Cuautla
Tula
Tizay uca
Pachuca, Jardín del Maestro
Pachuca, Museo El Rehilete
Atotonilco
Atitalaquia
Oficinas COEDE
Centro de salud - Atitalaquia
Centro de Salud - Tlax coapan
Esc. Primaria Melchor Ocampo
Presidencia Municipal - Tepetitlan
Presidencia Municipal - Ajacuba
Casa Mujer Hidalguense
Presidencia Municipal Zapotlán de Juárez
Instituto Tecnológico de Pachuca
Primaria Nonoalco
Palacio Municipal de Lolotla
Taller de Costura Nonoalco
Edificio de Correos - Xochicoatlán
Huamantla
Ix tacuix tla de Mariano Matamoros
Jurisdicción Sanitaria Apizaco Tlax .
Palacio de Gobierno de Tlax cala
Presidencia Municipal de Calpulalpan
Presidencia Municipal de Quihletla
TLAXCALA
Antes de la CalibraciónSMCA Estación
R e a c t i v a c i ó n
PUEBLA
MORELOS
HIDALGO
Fuera de operación Fuera de operación
Después de la calibración
28
Gráfica II. 1 Estado de operación de los equipos de acuerdo a los resultados
obtenidos en las etapas de Diagnóstico y Reactivación.
Se reitera que los equipos que no fue posible reactivar (semáforo rojo y amarillo) fue debido a que se requieren
refacciones y en otro casos el reemplazo definitivo, la razón ya ha sido citada anteriormente.
Es de vital importancia mencionar que el estado de operación en el que se dejaron los equipos, No es permanente
debido a su dinámica de operación. Identificando como necesidad primordial para todos los SMCA, el contar con
recursos económicos para la compra de refacciones y consumibles necesarios para realizar mantenimientos
preventivos en un periodo de entre cuatro y seis meses, esto siempre y cuando se quiera mantener operando los
equipos de manera óptima y generando información confiable.
Se resalta además el hecho de haber observado que el personal técnico que atiende los SMCA de Tijuana, Mexicali,
Monterrey Guadalajara, Toluca e Hidalgo, cuenta con la capacitación adecuada para resolver problemas de
diagnóstico y dar soporte a la operación de este sistema de monitoreo, dado que cuenta con experiencia en campo;
sin embargo, debido a la falta de presupuesto anual, en todos los SMCA se carece de un inventario de refacciones y
consumibles que garantice la continua y correcta operación de los equipos que integran el sistema.
De igual forma se determinó que, de acuerdo a lo manifestado por los responsables de los SMCA, es difícil solventar
la operatividad como consecuencia de que, en la mayoría de los casos, el personal técnico que opera las estaciones
está en situación de contratación eventual, por lo que es difícil garantizar su permanencia; por ello se sugiere
también analizar el fortalecimiento de su estructura, además de garantizar un presupuesto anual para mantener en
operación al personal con que actualmente se cuenta.
También es importante mencionar que el presupuesto anual requerido por los SMCA es variable,debido a que esto
depende de la antigüedad de los equipos y de las capacidades del personal operativo; sin embargo, se observó que
cada SMCA tiene un estimado de recurso económico necesario, aunque no se ha logrado que se proporcione de
manera anual, por lo que resulta relevante el buscar mecanismos de gestión, no solo para renovación de equipo sino
para mantener operando el que se tiene.
A continuación se hace un desglose separando los resultados obtenidos para los analizadores de gases y los
sensores meteorológicos, tratando de establecer el estado específico de analizadores, debido a que se observó una
clara desatención en cuanto a la meteorología.
29
II.1.1 Estado de Operación de Analizadores de Gases y Partículas.
En la gráfica siguiente se puede observar el estado de operación en el que se encontraron los 281 analizadores de
gases y partículas y cómo se dejaron operando después de los trabajos realizados, señalando que los analizadores
que quedaron en semáforo rojo y amarillo se debió a la falta de refacciones mayores, en tanto que, en tres de los
casos, se requiere reemplazo absoluto.
Gráfica II. 2 Estado de operación de 281 analizadores de gases y partículas.
Como se aprecia en la gráfica anterior, más del 91% de los equipos analizadores quedaron en operación optima,
solo el 8% quedó fuera de operación; 5% de ellos son analizadores de NOx, CO y SOx y el 3% restante equipos de
O3 y partículas; algunos requieren reemplazo y otros refacciones mayores.
II.1.2 Estado de Operación de Sensores Meteorológicos
Gráfica II. 3 Estado de operación de 247 sensores meteorológicos.
30
Tal como se puede apreciar en la gráfica anterior, del total de 247 sensores revisados, el 10% está fuera de
operación y el 7% no opera adecuadamente, se observaun descuido general para este tipo de equipos, lo anterior se
agrega al hechode que existen estaciones sin medición meteorológica, esto se debe a lo que ya se ha comentado
respecto a los SMCA revisados, donde ninguno cuenta con presupuesto anual para consumibles y refacciones, por
esta rezón se da prioridad para mantener operando los analizadores de gases y equipos de partículas, dejando la
meteorología en segundo término.
II.1.3 Estado de Operación de cada uno de los SMCA de Guadalajara, Monterrey, Hidalgo, Mexicali,
Morelos, Puebla, Tijuana, Tlaxcala y Toluca,
A continuación se presentan de manera gráfica cada uno de los SMCA.
Gráfica II. 4 Estado de operación de equipos del SMCA de Tijuana.
Gráfica II. 5 Estado de operación de equipos del SMCA de Mexicali.
Gráfica II. 6 Estado de operación de equipos del SMCA de Monterrey.
Gráfica II. 7 Estado de operación de equipos del SMCA de Toluca.
31
Gráfica II. 8 Estado de operación de equipos del SMCA de Guadalajara.
Gráfica II. 9 Estado de operación de equipos del SMCA de Puebla.
Gráfica II.10 Estado de operación de equipos del SMCA de Morelos.
Gráfica II.11 Estado de operación de equipos del SMCA de Hidalgo.
Gráfica II.12 Estado de operación de equipos del SMCA de Tlaxcala.
Como se puede apreciar en las gráficas anteriores, los SMCA que quedaron con el 100% de sus equipos operando
de manera óptima son: Toluca y Tlaxcala; seguidos de Guadalajara con 96%; Monterrey con 90%; Morelos con 81%;
Mexicali con 80%; Tijuana 78%; Hidalgo 75% y Puebla con 70%.
En anexo I.1 se muestran de manera detallada los reportes de resultados obtenidos de diagnósticos y acciones de
reactivación realizadasen cada SMCA.
32
Se reitera el hecho de que el estado en el que se dejaron operando los SMCA, no es permanente por lo que se
deben de aplicar preferentemente mantenimientos preventivos cada cuatro meses y, si no hubiera más remedio,
correctivos.De igual manera se insiste en la necesidad de contar con presupuesto para obtener un inventario de
consumibles y refacciones que permitan que los equipos se mantengan en operación óptima y, en su caso, para que
se adquieran las refacciones requeridas para equipos de operación regular o que estén fuera de operación.
II.2 Resultados de la calibración de equipos de monitoreo, gases y partículas, así como el
fortalecimiento de habilidades a través de Capacitación en los SMCA de Hidalgo,
Morelos, Puebla, Tlaxcala y Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca, Tabasco y
Veracruz.
II.2.1 Calibración de equipos de monitoreo, gases y partículas, de los SMCA de Hidalgo, Morelos,
Puebla, Tlaxcala y Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca, Tabasco y Veracruz.
Otra de las actividades realizadas fue el apoyo para la calibración de equipos a los SMCA mencionados,a fin de
establecer el estado de cada equipo, esto se efectuó en dos etapas, la primera para los SMCA de Hidalgo, Morelos,
Puebla y Tlaxcala en los meses de noviembre y diciembre del 2013, en tanto que la segunda etapa fue durante los
meses de mayo, junio y julio de 2014 para los SMCA de Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca, Tabasco y
Veracruz.
Cabe destacar que en el caso específico del SMCA de Tabasco, se tuvo contacto con el responsable del SMCA para
acordar la fecha de la realización de los trabajos de calibración, sin embargo al momento de presentarse el personal
técnico no se pudo llevar a cabo la calibracióndebido a que no le fue permitido realizarla, situación que de
inmediatofue informadaal INECC; sin embargo, a pesar de que se aseguró vía telefónica que si se permitiría el
acceso, al momento de presentarse nuevamente el técnico se argumentó que no era posible atenderlo, todo lo
anterior quedóplasmado en acta de hechos incluida en anexo II.5, misma que fue firmada por el operador
responsable de la unidad de Tabasco.
En total se realizó la calibración 278 equipos, 45 analizadores de gases y partículas y 133 sensores; en la primera
etapa para los SMCA de Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala se calibraron 186 equipos, 102 analizadores de gases y
partículas y 49 sensores; en la segunda etapa para los SMCA de Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca y
Veracruz. Fueron 92 equipos, 43 analizadores y 49 sensores meteorológicos.
Los resultados de la primera etapa, quedan incluidos en el apartado 1.1 debido a que como se comentó estos
SMCA, se les realizó reactivación posterior a la calibración.
Con relación a los SMCA de Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca y Veracruz considerados en la segunda etapa,
en la tabla siguiente se muestra el estado en el que estaban los equipos antes de la calibración y cómo quedaron
después dela calibración.También se hace hincapié en el hecho de que no se realizó un diagnóstico propiamente
dicho, sino que sólo setomó en cuenta la forma en que se encontraron los equipos al momento de llegar a realizar
los trabajos de calibración y se basó en el hecho de si el equipo estaba encendido y si se mostraba alguna alarma.
33
Se indica también quelos equipos que quedaron en semáforo amarillo fue porque no respondieron de manera
adecuada a la calibración, por lo que es necesario que se les aplique mantenimiento. Los equipos en rojo se
encontraron fuera de operación.
Tabla II. 3 Estado de operación de equipos de los SMCA
Como se puede observar, el SMCA que requiere más atención es el de Morelia, seguido por Chiapas, Campeche y
estación Minatitlán de Veracruz.
Los reportes específicos por equipo de cada uno de los SMCA se muestran en anexo I.2, incluyendo tablas y gráficas
de las calibraciones realizadas, además de hojas de campo de los trabajos llevados a cabo.
De manera general, en la gráfica siguiente se observa que de los 92 equipos considerados en la segunda etapa,
77% quedó operando de manera óptima, 11% en operación regular y 12% fuera de operación.
Gráfica II. 13 Estado de operación de equipos de los SMCA de Campeche,
Chiapas,Michoacán, Oaxaca y Veracruz, antes y después de la calibración.
En las gráficas siguientes se muestra como quedaron operando los analizadores y los sensores meteorológicos de
todos estos SMCA.
O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP O3 NOx SO2 CO PM10 PM2.5 WS WD T HR Pb RS PP
Campeche Campeche
Chiapas Unidad Móvil
No. 1 Centro
No. 2 CU
Oaxaca CEDART
Minatitlán
Xalapa
Yucatán Seduma 01
Después de la calibración
Morelia
Veracruz
Antes de la calibraciónSMCA Estación
34
Gráfica II. 14Estado de operación de analizadores de gases y partículas
después de la calibración de los SMCA de Campeche, Michoacán,
Oaxaca y Veracruz
.
Gráfica II. 15 Estado de operación de sensores después de la calibración
de los SMCA de Campeche, Michoacán, Oaxaca y Veracruz
A continuación se presentan los resultados para cada uno de los SMCA.
Gráfica II.16 Estado de operación de equipos SMCA Campeche.
Gráfica II.17 Estado de operación de equipos SMCA Chiapas.
Gráfica II.18 Estado de operación de equipos SMCA Morelia.
Gráfica II.19 Estado de operación de equipos SMCA Oaxaca.
14%
23%
63%
Malo Regular Bueno
Estado de Operación de analizadores de gases y particulasdespués de la calibración
10%
0%
90%
Malo Regular Bueno
Estado de Operación de sensores después de la calibración
35
Gráfica II.20 Estado de operación de equipos SMCA Veracruz.
Gráfica II. 21 Estado de operación de equipos SMCA Yucatán
II.2.2 Fortalecimiento de habilidades a través de capacitación en los SMCA de Hidalgo, Morelos,
Puebla y Tlaxcala, así como de Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca y Veracruz.
Durante las actividades de calibración también se capacitó al personal operativo de cada uno de los SMCA;un total
de 18 operadores de los SMCA de Tlaxcala, Campeche, Chiapas, Hidalgo, Michoacán, Morelos, Oaxaca, Puebla y
Veracruz recibieron la capacitación relacionada a la realización de calibración de equipos analizadores de gases y
partículas, así como sensores meteorológicos.
Dicha capacitación fue realizada a la par que se realizaron los trabajos en cada uno los SMCA, sin embargo será
importante revisarla una vez que ellos apliquen lo aprendido en sus sistemas y se topen con situaciones reales que
deban resolver en el momento.
36
Figura II. 2 Fotografías de la capacitación impartida.
II.2.3 Reporte de la tevisión y estandarización de los sistemas de calibración de los SMCA que
fueron transportados a los laboratorios del INECC.
Para poder llevar a cabo la revisión y estandarización de los sistemas de calibración se ofreció el apoyo a los SMCA
para transportar sus calibradores al laboratorio del INECC, en una primera etapa noviembre y diciembre del 2013, se
auxilió a Hidalgo, Morelos, Puebla y Tlaxcala, y en una segunda etapa en junio y julio del 2014:Campeche, Chiapas,
Michoacán, Oaxaca, Tabasco y Veracruz.
A tal efecto se estableció contacto con los responsables de los SMCA para comunicarles el apoyo para la
transportación de sus calibradores al laboratorio del INECC. Los sistemas de monitoreo de Tlaxcala y Morelos
manifestaron no contar con equipos de calibración, por lo que no hubo movimientos. De los SMCA de Hidalgo y
Puebla se recogieronlos equipos y se trasladaron al laboratorio del INECC para su calibración. Es importante
mencionar que el calibrador que fue entregado por el SMCA de Hidalgo, no fue recibidopor el personal del INECC,
pues indicaron que ya había sido revisado en octubre del 2013 y que se había notificado por escrito a los
responsables del SMCA que el equipo no estaba funcionando bieny no se puedo realizar la calibración, por lo que
fue regresado a Hidalgo.El calibrador de Puebla se ingresó al laboratorio del INECC, y fue entregado de regreso al
SMCA de Puebla en marzo de 2014
Para la segunda etapa se procedió de la misma manera y se informó a los responsables de los SMCA respecto al
apoyo para la transportación de sus calibradores al laboratorio del INECC, los SMCA de Oaxaca y Chiapas
manifestaron que sus equipos se habían enviado recientemente al INECC, razón por la que declinaron el apoyo.
Para los SMCA de Campeche, Oaxaca, Veracruz y Yucatán se recogieronlos equipos y se trasladaron al laboratorio
del INECC para su calibración, al momento del cierre de este reporte aún estánallí, pero se tiene el compromiso de
que cuando estén listos serán devueltos a cada SMCA.
37
En anexo II.7 se integran todas las evidencias documentales de estos traslados.
II.3 Conclusiones de las actividades realizadas en los SMCA y consideraciones para mejorar
su operación.
Se identificó como patrón general en todos los SMCA, la falta de asignación de un presupuesto anual para operación
y mantenimiento, aunado a la carencia de personal dedicado a actividades específicas en la materia y como
consecuencia de todo ello, la falta de una estructura orgánica definida. Todo lo anterior se ve reflejado en una
deficiente operación de los SMCA y por tanto, la falta de información oportuna y confiable.
Lo anterior se atribuye también a la falta de involucramiento enfático de quienes toman las decisiones y todo debido
a que, en la mayoría de los casos, no se percibe la trascendencia que tiene el monitoreo de contaminantes
atmosféricos; esto queda evidenciado con la poca difusión que se le da a la información generada y la poca
aplicación paraestablecer acciones especificas para disminuir la contaminación.Por otra parte, al ser una actividad
que se realiza de forma automática, se pierde la visión de los requerimientos mínimos de personal para la operación
de los equipos de medición.
Además, llega a presumirse en un sinnúmero de ocasiones, que no se tiene claro el fin último del monitoreo de
contaminantes, que en todo caso es el de informar a la población sobre las condiciones de la calidad del aire, así
como la toma de decisiones oportuna para la protección de su salud. En relación a lo anterior, es de resaltar el hecho
de que se han encontrado SMCA que se mantienen operando, sin publicar información y peor aún, sin siquiera darle
un uso a la misma; incluso existen varios casos en los que, después de más de un año de estar operando una
estación, se han dado cuenta que los datos generados no son válidos porque el equipo no funcionaba
adecuadamente.
En este sentido y con la finalidad de tener una referencia sobre las necesidades mínimas que requiere un SMCA, se
tuvo a bien hacer un ejercicio de estimación de costos y una propuesta de estructura mínima de personal, lo cual se
hizo tomando como referencia el cumplimiento a lo establecido en la NOM-156-SEMARNAT-2012. Así que, después
de analizar los esquemas de operación que se tienen en el país y que hasta la fecha han funcionado, se expone lo
que el equipo de trabajo interpreta como las necesidades básicas para estar en posibilidades de cumplir con los
objetivos de un SMCA y garantizar una adecuada operación.
38
Figura II. 3 Estructura mínima de personal considerada para operación y publicación de información
a Dirección de área que dentro de sus atribuciones tiene el monitoreo de contaminantes atmosféricos.
b Estos puestos se tienen en algunos casos, sin embargo no son específicos, quedan dentro de algún departamento el cual tiene a
su cargo muchas otras actividades.
2El número de operadores dependerá de la cantidad de estaciones de monitoreo que se tengan operando, así como de las
distancias entre cada una, para efecto práctico se podría considerar un operador por cada tres estaciones ubicadas en un radio
no mayor a 30 km.
Además de los requerimientos mínimos de personal, hay otros que deben ser considerados para una adecuada
operación de una estación automática de monitoreo, a saber:
Energía eléctrica.
Consumibles y refacciones.
Mantenimiento y calibración.
Seguros.
Internet.
Para cada uno de estos rubros se debe calcular un costo mensual que varía en función de cada región, así como de
la antigüedad de los equipos y de la capacidad del personal que los opera. Así las cosas y con la finalidad de tener
una idea del costo que representa operar una estación automática de monitoreo, se hace un estimado, tomando
como referencia una estación con no más de tres años de antigüedad y cuya ubicación es en la zona central del
país, con lo que se han obtenido los siguientes resultados:
39
Cuadro II. 3 Costo estimado para operación y mantenimiento de SMCA
Concepto
Costo anual
estimadoa
Energía eléctrica $12,000.00
Consumibles y refacciones $75,000.00
Mantenimiento y calibraciónb $150,000.00
Seguros $15,000.00
Internet $6,000.00
Total $258,000.00 a Costos estimados a enero de 2014, con referencia de costos en zona centro del país.
b Considerando como mínimo tres mantenimientos preventivos al año. Los costos pueden reducirse si se
cuenta con personal capacitado para realizar mantenimientos menores y calibraciones, ello implica que se
cuente con la infraestructura mínima de equipo y herramientas necesarias para su realización.
Se hace notar el que estos importes deben tomarse únicamente como referencia, debido a que cada SMCA deberá
tener gastos de acuerdo a la antigüedad de sus equipos y los costos de cada zona.
Con lo anterior se refuerza el hecho de que al realizar la inversión necesaria se podría garantizar la operación
continua y adecuada de una estación de monitoreo; sin embargo, es importante enfatizar que el objetivo final del
monitoreo es la publicación de información, por lo que, además de lo anterior, es menester tomar en cuenta que para
la generación de información confiable es indispensable contar con una infraestructura mínima de equipo de
cómputo para la concentración, análisis y publicación, respondiendo así a la gran responsabilidad que implica la
generación de información veraz y oportuna.
Otro de los aspectos importantes a considerar es la implementación de sistemas de gestión de calidad, con los que
se establecen procedimientos de supervisión y control que permiten identificar áreas de oportunidad que se pueden
atender con el personal con que se cuenta y que no requieren recursos adicionales como tal, sino que dependen
más bien de la capacitación que se dé al personal operativo.
40
III. Evaluación sistémica el desempeño del equipo de monitoreo.
III.1 Actualización de la base de datos sistematizada e integrada de los SMCA y su descripción.
III.1.1 Conformación de la base de datos.
En coordinación con el INECC se definió la estructura y contenido de la base de datos a integrar, misma que
contiene información referente a estaciones, equipos, contaminantes monitoreados, mantenimiento de equipos y
auditorías, así como inventario de equipos e información de administración de cada una de los SMCA.
Una vez definida la información que contendría la base de datos se procedió a cotejarla con la información
recopilada y proporcionada por el INECC.
Conforme se avanzaba se identificó la necesidad de incorporación de campos adicionales como la integración de un
Identificador Único (IDU), mismo que fue definido en coordinación con personal del INECC, dicho IDU quedó
conformado por 19 dígitos y con él se determina la localización y características de los equipos.
Los componentes del IDU son los siguientes:
1. Código de país EPA.
2. Código de Entidad Federativa.
3. Código de Municipio o Delegación.
4. Código del SMCA que administra.
5. Código de la estación.
6. Código del parámetro (EPA).
7. Código del tipo.
Se comenzó a integrar la información con la que contaba el INECC y se procedió a elaborar un oficio a fin de
solicitar a los Secretarios de Medio Ambiente e Institutos de Ecología el apoyo para recabar la información faltante
de parte de los responsables de los SMCA, además de su validación y actualización en su caso;lamentablemente no
se tuvo la respuesta deseada, dado que no todos contestaron; por lo que, se procedió a establecer contacto directo
vía telefónica para dar seguimiento muy preciso y recabar la mayor parte de la información. Vale la pena mencionar
que la información recabada en la base de datos se cotejó con los responsables de proporcionarla a fin de tener la
mayor concentración y exactitud de datos posible.
41
A continuación se presenta la relación de los 40 SMCA integrados en la base de datos.
Tabla III. 1 SMCA que integran la Base de Datos.
No. SMCA en la base de datos SMCA al que pertenece
1 Aguascalientes Monitoreo Atmosférico de la Calidad del Aire del Estado de Aguascalientes.
2 Baja California - Mexicali Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Baja California.
3 Baja California - Tijuana Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Baja California.
4 Baja California - Ensenada Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Baja California.
5 Baja California - Playas de Rosarito Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Baja California.
6 Baja California - Tecate Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Baja California.
7 Campeche Estación de Monitoreo Atmosférico de Guadalupe.
8 Coahuila de Zaragoza - La Laguna Centro de Monitoreo Ambiental de la Zona metropolitana de la Laguna.
9 Coahuila de Zaragoza - Torreón Monitoreo Atmosférico de la Calidad del Aire del Municipio de Torreón.
10 Colima Instituto Tecnológico de Colima.
11 Chiapas Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire de Chiapas.
12 Chihuahua Sistema de Monitoreo Atmosférico del Estado de Chihuahua.
13 Durango - Durango Red de Monitoreo Atmosférico del Estado de Durango.
14 Durango - Gómez Palacio Red de Monitoreo Atmosférico del Estado de Durango.
15 Guanajuato - Celaya Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato.
16 Guanajuato - Irapuato Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato.
17 Guanajuato - León Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato.
18 Guanajuato - Salamanca Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato.
19 Guanajuato - Silao Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato.
20 Hidalgo Sistema de Monitoreo Atmosférico del Estado de Hidalgo.
21 Jalisco Sistema de Monitoreo Atmosférico de Jalisco (SIMAJ).
22 México Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la zona metropolitana del Valle de Toluca.
23 Michoacán de Ocampo - Centro Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire para la Zona metropolitana de Morelia.
24 Michoacán de Ocampo - CU Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire para la Zona metropolitana de Morelia.
25 Morelos - Cuautla Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos.
26 Morelos - Cuernavaca Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos.
27 Morelos - Ocuituco Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos.
28 Morelos - Zacatepec de Hidalgo Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos.
29 Nayarit Red de Monitoreo para la Calidad del Aire de la Zona metropolitana de Tepic, Nayarit.
30 Nuevo León Sistema Integral de Monitoreo Ambiental de Monterrey.
31 Oaxaca Sistema de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos de Oaxaca.
32 Puebla Sistema Estatal de Monitoreo Atmosférico (SEMA).
33 Querétaro Sistema de Monitoreo Atmosférico del Estado de Querétaro.
34 Tabasco Sistema de Monitoreo Atmosférico de Tabasco.
35 Tlaxcala Red de Monitoreo de la Calidad del Aire en Estado de Tlaxcala.
36 Veracruz de Ignacio de la Llave - Xalapa Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire Veracruz.
37 Veracruz de Ignacio de la Llave
Minatitlán Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire Veracruz.
38 Yucatán Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire de Yucatán.
39 Zacatecas Red de Monitoreo Atmosférico del Estado de Zacatecas.
40 ZMVM - DF y EdoMex Sistema de Monitoreo Atmosférico (SIMAT).
42
A continuación se presentan algunos aspectos considerados en la construcción de la base de datos.
Figura III. 1 Información referente a los SMCA.
Figura III.2 Información por estación.
Figura III. 3 Información de equipo por estación.
En la tabla siguiente se presenta el resumen de las estaciones existentes por entidad federativa para los 40 SMCAque se integraron.
43
Tabla III.2 Clasificación de estaciones por su tipo.
En el anexo II.1 se hace entrega de un DVD que contiene los archivos electrónicos de la base de datos completa, la
cual contiene la información detallada sobre equipos, estaciones y SMCA, de esta manera se puede consultar y
revisar a detalle.
Aguascalientes Monitoreo Atmosférico de la Calidad del Aire del Estado de Aguascalientes 0 4 0 0 0
Baja California - Mexicali Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Baja California 2 1 3 0 0
Baja California - Tijuana Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Baja California 1 0 3 0 0
Baja California - Ensenada Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Baja California 0 0 1 0 0
Baja California - Playas de Rosarito Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Baja California 0 0 1 0 0
Baja California - Tecate Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Baja California 0 0 1 0 0
Campeche Estación de Monitoreo Atmosférico de Guadalupe 0 1 0 0 0
Coahuila de Zaragoza - La Laguna Centro de Monitoreo Ambiental de la Zona Metropolitana de la Laguna 0 1 0 0 0
Coahuila de Zaragoza - Torreón Monitoreo Atmosférico de la Calidad del Aire del Municipio de Torreón 8 1 0 0 1
Colima Instituto Tecnológico de Colima 0 1 0 0 0
Chiapas Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire de Chiapas 2 2 0 0 0
Chihuahua Sistema de Monitoreo Atmosférico del Estado de Chihuahua 0 2 0 0 0
Durango - Durango Red de Monitoreo Atmosférico del Estado de Durango 0 2 0 0 0
Durango - Gómez Palacio Red de Monitoreo Atmosférico del Estado de Durango 0 3 0 0 0
Guanajuato - Celaya Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato 0 3 0 0 0
Guanajuato - Irapuato Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato 0 3 0 0 0
Guanajuato - León Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato 0 3 0 1 0
Guanajuato - Salamanca Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato 0 3 0 1 0
Guanajuato - Silao Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato 0 1 0 0 0
Hidalgo Sistema de Monitoreo Atmosférico del Estado de Hidalgo 17 8 0 0 0
Jalisco Sistema de Monitoreo Atmosférico de Jalisco (SIMAJ) 0 10 0 0 0
México Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la zona Metropolitana del Valle de Toluca 0 7 0 0 0
Michoacán de Ocampo - Centro Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire para la Zona Metropolitana de Morelia 0 1 0 0 0
Michoacán de Ocampo - CU Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire para la Zona Metropolitana de Morelia 0 1 0 0 0
Morelos - Cuautla Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos 0 4 0 0 0
Morelos - Cuernavaca Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos 0 4 0 0 0
Morelos - Ocuituco Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos 0 4 0 0 0
Morelos - Zacatepec de Hidalgo Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Morelos 0 4 0 0 0
Nayarit Red de Monitoreo para la Calidad del Aire de la Zona Metropolitana de Tepic, Nayarit 0 1 0 1 0
Nuevo León Sistema Integral de Monitoreo Ambiental de Monterrey 5 10 0 0 0
Oaxaca Sistema de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos de Oaxaca 0 2 0 1 0
Puebla Sistema Estatal de Monitoreo Atmosférico (SEMA) 0 6 0 1 0
Querétaro Sistema de Monitoreo Atmosférico del Estado de Querétaro 0 7 0 2 0
Tabasco Sistema de Monitoreo Atmosférico de Tabasco 0 3 0 0 0
Tlaxcala Red de Monitoreo de la Calidad del Aire en Estado de Tlaxcala 6 0 0 0 0
Veracruz de Ignacio de la Llave - Xalapa Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire Veracruz 0 1 0 0 0
Veracruz de Ignacio de la Llave - Minatitlán Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire Veracruz 0 1 0 0 0
Yucatán Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire de Yucatán 0 1 0 0 0
Zacatecas Red de Monitoreo Atmosférico del Estado de Zacatecas 3 0 0 0 0
ZMVM - DF y EdoMex Sistema de Monitoreo Atmosférico (SIMAT) 0 8 20 0 0
Entidad Federativa SMCA
Estaciones
Man
ual
Au
tom
átic
a
Au
tom
átic
a y
Man
ual
Mó
vile
s
Met
eoro
lóg
icas
44
A continuación se presenta un resumen general de la información contenida en los apartados referentes a equipos
de monitoreo, información de su estado de operación, programa de aseguramiento y control de calidad, así como las
necesidades de capacitación del personal. Por otra parte, se resalta el hecho de que con la información contenida
en la base de datos se puede realizar cualquier análisis que se requiera.
III.1.2 Equipos de monitoreo que operan actualmente en los 40 SMCA.
De la información contenida en la base de datos se puede observar que las principales marcas empleadas en los
equipos de monitoreo atmosférico, son las siguientes: Accus-Vol, Anderson, Baseline, Climatronics, Dasibi, Ecotech,
Global, Graseby, Kipp&zonen, Met One Instruments, Monitor Labs, Partisol, Recordum, Rm Young, Setra, Skye,
Teco, Teledyne API, TEOM, Thermo Environmental Instruments, Tisch Environmental, Vaisala y Wedding &
Associates.
De acuerdo a lo especificado en la información presentada y validada por los SMCA, al momento de integrar la base
de datos, misma que fue constatada en las visitas realizadas para los trabajos de diagnostico, calibración y
reactivación los SMCA mencionados en el apartado I, se puede deducir que el 83 % del total de los equipos está en
operación, el 9% fuera de operación y el 8% operan con falla. Aunque se sugiere que esta información sea tomada
sólo como referencia muy general, dado que el comportamiento de operación de equipos es muy dinámico, por lo
que no se puede presumir que dicho estado sea permanente
Gráfica III. 1 Estado de Operación actual de los Equipos de Monitoreo Atmosférico de 40 SMCA.
Respecto al año de adquisición del total de los equipos reportados en los 40 SMCAmotivo de este estudio, se tiene
como dato el hecho de que en el 2010 se adquirió 31.39% del total de los equipos existentes en el país, seguido del
2012 en el que el porcentaje de adquisición fue del 12.11%. El rango de años de la adquisición de los equipos oscila
entre 1988 y 2014, lo que significa que existen equipos con 26 años antigüedad que continúan operando en las
Estaciones de Monitoreo Atmosférico del país.
45
Gráfica III. 2 Año de adquisición de los equipos de monitoreo atmosférico.
III.1.3 Información sobre el Programa de Aseguramiento y Control de la Calidad de los Procesos
del SMCA, grado de validación y manejo de datos; así como su uso y difusión; Información sobre el entorno físico de las estaciones y propuesta de clasificación de las mismas.
Únicamente 16 SMCA mencionan que llevan a cabo programas de aseguramiento y control de la calidad de los
procesos, es decir,sólo 40% del total de este estudio.
En cuanto al apartado referente al grado de validación y manejo de datos, la información que se presenta en
seguida es la que proporcionó cada SMCA, en ella se mencionan tres niveles: revisión, confirmación y validación, a
continuación y en base a lo anterior, se especifica en qué nivel está cada SMCA.
Los SMCA de Aguascalientes, Campeche, Colima, Durango – Durango, Michoacán de Ocampo – Centro,
Michoacán de Ocampo – CU, Morelos – Cuautla, Morelos – Cuernavaca, Morelos – Ocuituco, Morelos - Zacatepec
de Hidalgo, Tabasco, Veracruz de Ignacio de la llave – Xalapa, Veracruz de Ignacio de la llave – Minatitlán y Yucatán
mencionan que cuentan con la “Revisión” como grado de validación de los datos generados de calidad del aire.
Únicamente Coahuila de Zaragoza – Torreón refieren que realizan la “Confirmación” como grado de validación de los
datos generados de calidad del aire.
Finalmente los SMCA de Baja California – Ensenada, Baja California – Mexicali, Baja California - Playas de Rosarito,
Baja California – Tecate, Baja California – Tijuana, Chihuahua, Durango - Gómez Palacio, Durango, Hidalgo, Puebla,
Coahuila de Zaragoza - La Laguna, Guanajuato – Celaya, Guanajuato – Irapuato, Guanajuato – León, Guanajuato –
Salamanca, Guanajuato – Silao, Jalisco, México, Nayarit, Nuevo León, Oaxaca, Querétaro y ZMVM especifican que
realizan la “Validación” como grado de verificación de los datos generados al respecto.
46
Se estipula que la síntesis presentada anteriormente se realizó con la información mostrada por cada SMCA en junio
de 2014, por lo que se reitera que debido a lo dinámico del proceso de operación de los SMCA, ésta varía
continuamente, por lo que se debe tomar únicamente como referencia, sin embargo en la medida en que se logre la
actualización continua a través del sistema desarrollado que se presenta en el apartado siguiente, se podrá tener
información más oportuna.
Con relación a la publicación de la información se puede observar que el 20% de los 40 SMCA no la publica, y el
75% lo hace a través de algún medio electrónico como: página web, SINAICA, Facebook, Twitter y el 5% a través de
la radio.
Figura III. 4 Medios de difusión de información de los 40 SMCA
Tabla III.3 Publicación de la Información de los SMCA de este estudio.
*La información publicada en SINAICA, la actualización no es similar para todos los SMCA,
existe información que no está actualizada.
III.1.4 Información sobre las necesidades de capacitación del personal; presupuesto asignado, personal a cargo y línea de mando.
En base a lo manifestado por los 40 SMCA, todos tienen personal que cuenta al menos una con capacitación al año,
en temas de operación y mantenimiento, validación y manejo de datos, o bien, gestión y administración, aunque
esta última en menor medida. No obstante se señala que es necesario considerar el hecho de que la capacitación
debe ser constante por diversas circunstancias, entre ellas, la rotación del personal, atención de necesidades
específicas que pudieran presentarse, así como actualizaciones del tema.
Medio de
publicaciónPágina web SINAICA* Facebook Twitter Informes
SI 85% 65% 30% 22% 57%
NO 15% 35% 70% 78% 43%
47
III.2 Base de datos sistematizada e integrada mediante el “Sistema de Inventario de Estaciones de Monitoreo de la Calidad del Aire, SIEMCA”
Como se pudo apreciar en el apartado anterior el proceso considerado inicialmente era estático y complicado para
mantener actualizada la información. Debido, entre otras cosas, a la necesidad de estar actualizándola
constantemente; debido a esto, el siguiente paso era enviar el formato a todos los SMCA, lo que requería largos
lapsos de tiempo para su devolución, además de necesitar personal dedicado a esta actividad por un período
considerable.
Por otra parte, el manejo de la información se complicaba, dado que era muy factible el llegar a tener diferentes
versiones del mismo archivo con datos duplicados (debido a que el sistema en si se prestaba a este tipo de
problemas), por tanto no se contaba con una fuente de datos confiable.
Por lo anteriory como valor agregado del proyecto -debido a que no estaba considera en los términos de referencia-
se propuso crear una sola fuente de información, misma que fuera modificada una sola vez y al momento de ser
compartida y tener modificaciones estuviera disponible tanto para todas las áreas del INECC, como para los
responsables de los SMCA en todo el país,evitando, duplicidad e inconsistencia de información, además de tener la
posibilidad de crear diversas aplicaciones y compartir información con otros organismos ya existentes, por ejemplo
el Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire (SINAICA).
Fue por ello que se desarrolló,a manera de producto adicional,una aplicación web en la cual se integró la base de
datos recabada,misma quefue denominada: “Sistema de Inventario de Estaciones de Monitoreo de la Calidad del
Aire, SIEMCA”, cuyo objetivo principal es el de contar con una plataforma que se actualice de manera permanente
por parte de los SMCA y del INECC, con la que se tendría información disponible para ambos organismos y que
quedó abierta para que se puedan agregar los SMCA que incorporarse.
A continuación se presenta el desarrollo de la aplicación.
En conjunto con personal del INECC se decidió que la aplicación fuera desarrollada con herramientas de
vanguardia, con alto grado de seguridad informática y que trabajando en conjunto pueda ofrecer una experiencia
tecnológica moderna, actualizada y en multiplataforma estandarizada.
En este contexto las tecnologías que se aplicaron fueron:
PHP: Es un lenguaje de programación de uso general de código del lado del servidor, originalmente diseñado para
el desarrollo web de contenido dinámico.
JavaScript: Es un lenguaje de programación interpretado, dialecto del estándar ECMAScript. Se define como
orientado a objetos, basado en prototipos, imperativo, débilmente tipado y dinámico.
CSS: Las hojas de estilo en cascada (Cascading Style Sheets, o sus siglas CSS) hacen referencia a un lenguaje
de hojas de estilos usado para describir la presentación semántica (el aspecto y formato) de un documento escrito
en lenguaje de marcas.
48
SQL Server: Es un sistema para la gestión de bases de datos producido por Microsoft basado en el modelo
relacional.
jQuery: Es una biblioteca de JavaScript que permite simplificar la manera de interactuar con los documentos
HTML, manejar eventos, desarrollar animaciones y agregar interacción a páginas web con la técnica AJAX.
Google APIs: Es un servicio que permite a desarrolladores buscar y manipular información de la web de una
manera rápida y sencilla. Los desarrolladores escriben programas que se conectan de forma remota al servicio de
Google vía SOAP para el intercambio de información.
JSON: es un formato ligero para intercambio de datos, además de ser un subconjunto de la notación literal de
objetos de JavaScript que no requiere uso de XML.
Principales ventajas:
Administración de una base de datos de información única y centralizada con un alto grado de seguridad.
Aplicación Web totalmente administrable por el usuario final.
Administración y seguimiento de procesos operativos, SMCA, estaciones, equipos, capital humano y recursos
financieros.
Creación de plantillas de revisión y calibraciones, así como la generación de historiales mediante la consulta de
bitácoras.
Asignación de usuarios y perfiles por parte del personal del Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático
(INECC), y los encargados de los SMCA.
Escalabilidad de la aplicación para adaptarse a las nuevas necesidades de la institución.
Permitir la interacción con otros sistemas desarrollados por medio de la creación de servicios web que permitan
compartir información, salvaguardando la integridad y seguridad de los datos.
Permite la conexión simultánea de más de 2000 usuarios a la aplicación, donde cada uno genera su sesión de
trabajo y todas sus operaciones están respaldadas con el uso de transacciones que mantienen una confiable
base de datos.
La aplicación cuenta con la más alta tecnología mediante el uso de clases y capas de desarrollo,a fin de evitar
que el usuario pueda capturar alguna sentencia que dañe la aplicación, ya que se encuentra validada para no
aceptar inyección de código en ninguno de sus campos ni directamente en la URL.
Referencia técnica del requerimiento del administrador de base de datos del SQL Server en la aplicación.
Una de las razones por las que se decidió optar por el manejador de base de datos SQL SERVER, aun cuando su
licencia de uso tiene un costo, fue debido a que se obtienen grandes beneficios para la aplicación que se desarrolló,
además de las ventajas que tiene sobre el manejador de base de datos POSTGRESQL, como alternativa a una
solución de código libre.
49
Tabla III.4 Características del manejador de base de datos SQL SERVER.
A continuación se describe el contenido de la aplicación a la cual se puede acceder en la siguiente dirección: http://www.siemca.inecc.gob.mx, para ello el usuario deberá contar con su clave de acceso.
III.2.1 Módulos Principales de la Aplicación:
Administración de SMCA.
Administración de estaciones.
Administración de equipos.
Administración de actividades INECC.
Configuración del sistema.
Reportes.
50
Figura III.5 Pantalla principal de la aplicación.
A continuación se describe el funcionamiento general de la aplicación:
1. Administración de SMCA.
Figura III.6 Pantalla principal del módulo SMCA.
Es en este módulo donde actualizan, se dan de alta o de baja los SMCA (Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire), así como instituciones, gastos de operación, recursos financieros y personal perteneciente a las mismas. Se pueden visualizar las estaciones de monitoreo que pertenecen a dicha red. Así como describir las generalidades del seguimiento que se le da a dicha red a través del sub-módulo de seguimiento.
51
2. Administración de Estaciones.
Figura III.7 Apartado general dentro del módulo de estaciones.
Módulo en el que se dan de alta, editan y dan de baja, las estaciones de monitoreo de la calidad del aire, así como datos específicos como son: Ubicación, descripción de la estación, etc. También se pueden registrar a nivel de estación las verificaciones, calibraciones, mantenimientos y auditorías (quién las realiza Institución y/o Auditor). Así como el registro de equipos y sistemas de calibración.
3. Administración de Equipos.
Figura III. 8 Apartado general dentro del módulo de administración de equipos.
Este es el módulo en el que se dan de alta, actualizan o dan de baja los equipos de la estación seleccionada, también se registran los parámetros de medición de los equipos,al igual que sus fallas. También se registran a nivel equipo los mantenimientos, auditorías y calibraciones. (éstos son a nivel Institución y/o Auditor).
52
4. Administración de Actividades INECC.
Figura III. 9 Apartado general dentro del módulo de seguimiento operativo.
Se registran las actividades, auditorías, calibraciones, verificaciones, mantenimientos, gestión y capacitación (puede ser a nivel operativo). En estas encuestas creadas de manera particular para cada red (véase el módulo de encuestas en Configuración del Sistema), se pueden especificar las preguntas y respuestas del criterio al que se desea dar seguimiento.
5. Configuración del Sistema.
Figura III.10 Apartado de datos generales del usuario dentro del módulo de configuración del sistema.
Módulo en el que se dan de alta, se actualizan o dan de baja usuarios, perfiles (módulos y permisos en un tipo de usuario V.g. Administrador), permisos (qué puede ver tal usuario y qué no), permisos específicos y las encuestas (preguntas que irán en las actividades de mantenimiento, verificación, capacitación y auditoría, calibración y verificación en todos sus niveles).
53
6. Reportes.
Figura III.11 Apartado de generación de reporte cifras por año, con opción de visualizar en pantalla o exportación a PDF.
Módulo en el que se muestran los reportes generales del sistema, a saber:Verificaciones, calibraciones, mantenimientos, estaciones, fallas y equipos, así como gastos de operación, recursos y personal de determinada red.
7. Generalidades del Sistema.
Figura III.12 Catálogos emergentes que permiten mostrar sub catálogos de información en el momento de la captura.
Catálogos Emergentes.
Los catálogos emergentes alimentan las listas de selección en los formularios de registro y posibilitan un acceso rápido al registro de elementos no actuales en la lista de selección.
54
Botones rápidos de navegación.
A través de los botones rápidos es factible a lo largo del sistema cambiar de red, de estación y equipo, de modo que la información que se tiene en los listados se actualice y muestrelos datos concernientes a los criterios seleccionados.
III.2.2 Productos entregados al INECC como parte del desarrollo.
En anexo II.2 se hace entrega de un DVD con lo siguiente:
CD con el código fuente del proyecto desarrollado en PHP
Archivo con la estructura de la base de datos de MS SQL
Diccionario de datos
Casos de uso
Diseño de pantallas
Diagrama de procesos
Bitácoras de pruebas del sistema
Carta de garantía del proyecto
Manual de usuario
Manual para técnicos
El alcance de la Carta de Garantía de este desarrollo, es el compromiso para dar 12 (doce) meses de garantía en el
producto entregado en caso de que durante su operación se detecten problemas técnicos o de funcionalidad del
sistema.
III.2.3 Requerimientos óptimos para funcionamiento del SIEMCA.
A continuación se describen los requerimientos óptimos en Hardware y Software para la instalación y funcionamiento de la aplicación web SIEMCA, comentados ya con personal del INECC. Requerimientos de Hardware y Software: Servidor de Aplicaciones.
IV. Servidor Microsoft Windows Server 2008 R2 o superior con SP1.
V. 8 GB de RAM
VI. 2 CORES
VII. Disco Duro de 300 GB
Servidor de Base de Datos.
Servidor Microsoft Windows Server 2008 R2 o superior con SP1.
Microsoft SQL Server 2012 versión Enterprise.
16 GB de RAM
4 CORES
Disco Duro de 500 GB
Es recomendable considerar un servidor de replicación de base de datos con las siguientes características:
Servidor de replicación de base de datos.
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Servidor Microsoft Windows Server 2008 R2 o superior con SP1.
Microsoft SQL Server 2012 versión Enterprise.
16 GB de RAM
4 CORES
Disco Duro de 500 GB
III.2.4 Consideraciones para la actualización permanente de la base de datos a través del SIEMCA.
El Sistema de Inventario de Estaciones de Monitoreo de la Calidad del Aire SIEMCA, será un canal de comunicación importantísimo entre la institución responsable de los SMCA y el INECC, además de tener una herramienta primordial para mantener actualizada la información sobre la operación y administración de los SMCA, por ello es importante que se comparta e impulse a fin de quesea considerado como una herramienta de utilidad en cada SMCA, misma que debe ser utilizada a todos los niveles, tanto directivo como operativo
El desarrollo del SIEMCA crea una base de datos que contiene información relacionada con estaciones de monitoreo, equipos instalados, seguimiento de visitas, fallas y calibraciones, parámetros de medición, sistemas de extracción de datos y el manejo de banderas de validación. Por lo que será una fuente de información primordial para los propios SMCA, así como para del Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire (SINAICA) e incluso del Sistema de Consulta de Datos e Indicadores de la Calidad del Aire y AIRNOW.
Sin embargo la utilidad que se le dé a esta herramienta dependerá, en primera instancia,del que se permita que los SMCA administren y actualicen de manera periódica su información. Como propuesta inicial se sugiere que pueda ser durante el primer año cada tres meses, a fin de que se complemente la información faltante y poder continuar posteriormente cada seis meses.
Por tanto el SIEMCA contribuirá y podrá ser parte de un sistema de información integral más fácil de desarrollar y operar y que permita la interconexión de las diferentes aplicaciones, con lo que se reducirán costos de mantenimiento y se lograrán mejores resultados, lo que redundará en los siguientes beneficios:
Almacenamiento centralizado de datos. Gestión del conocimiento.
Toma de decisiones.
Difusión de información.
Seguimiento de indicadores.
Gestión de procesos.
56
IV. Evaluación de la necesidad de instalación de nuevas estaciones de monitoreocon el
fin de mejorar la cobertura de las estaciones que conforman los SMCA.
IV.1 Protocolo para validar la pertinencia de la ubicación de una estación de monitoreo o
determinar una posible reubicación.
La contaminación atmosférica que afecta a las zonas urbanas del mundo constituye un riesgo medioambiental
para las salud y causa alrededor de 3.4 millones de muertes prematuras anuales y más de 78.6 millones de
condiciones saludables perdidas (Lim et al., 2012; HEI, 2012). Durante el 2008 en México se pueden atribuir más
de 14 700 muertes prematuras a la contaminación atmosférica (OMS, 2013).
En un contexto general, el monitoreo de la calidad del aire, entendido como una metodología diseñada para
muestrear, analizar y procesar de forma continua las concentraciones de sustancias o de contaminantes
presentes en el aire en un lugar establecido durante un tiempo determinado (Martínez A.P. y I. Romieu, 1997),
toma una importancia fundamental para identificar y proveer la información necesaria para evaluar la calidad del
aire de cada región, así como sus tendencias, es además una herramienta para desarrollar estrategias de
prevención y control, planes de manejo de la calidad del aire y políticas ambientales integrales, entre otras
aplicaciones. Dada esta utilidad, al momento de diseñar e integrar un sistema de monitoreo de la calidad del aire,
es necesario definir con claridad sus objetivos, a la par de considerar la ubicación más conveniente de las
estaciones de monitoreo, acorde con dichos objetivos y con el área que se pretenda cubrir.
Este documento se enfoca en la relación que existe entre los objetivos del monitoreo, el tipo de sitios que se van
a monitorear y la localización geográfica de dichos sitios y como tal, intenta poner al alcance tanto de las
autoridades encargadas del monitoreo de la calidad del aire, como del público en general, un conjunto de
elementos útiles para evaluar la pertinencia de la ubicación de una estación de monitoreo. Sin embargo,
dependiendo de una situación particular, los usuarios de esta guía pueden modificar los criterios
recomendados,a fin de facilitar la evaluación tanto de las estaciones, como de las redes de monitoreo.
57
I. Objetivos del Monitoreo.
A continuación se describen los objetivos del monitoreo del aire ambiente y algunos criterios generales utilizados
por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA) para evaluar, tanto la pertinencia de
ubicación de estaciones de monitoreo, como el funcionamiento de una red para el mismo fin.
En el contexto internacional se ha identificado, en general, que las redes de monitoreo de aire ambiente
normalmente son diseñadas para cumplir los siguientes objetivos básicos:
1. Ofrecer de manera oportuna datos de la calidad del aire al público en general. Los datos pueden ser
presentados a través de diferentes vías, tales como:Mapas de la calidad del aire, periódicos, sitios de
internet o como parte de los avisos públicos sobre el pronóstico del tiempo.
2. Vigilar el cumplimiento de los estándares de calidad del aire y apoyar el desarrollo de estrategias de control
de emisiones. Los datos generados por las redes de monitoreo pueden ser utilizados para evaluar los
modelos regionales de calidad del aire usados en el diseño de estrategias de control de emisiones, así
como para dar seguimiento al impacto que, sobre la calidad del aire, tiene la implementación de dichas
medidas. El monitoreo en zonas cercanas a las principales fuentes de emisión y orientado a ellas puede
proporcionar información valiosa sobre qué tan bien están controlando sus emisiones las fuentes
industriales.
3. Apoyar el desarrollo de estudios de investigación sobre la contaminación del aire. Los datos de calidad del
aire pueden ser empleados para complementar la información colectada por investigadores que trabajan en
la evaluación de los efectos en la salud y procesos atmosféricos, o para desarrollar trabajos en torno a los
métodos de monitoreo.
II. Tipos de Sitios de Monitoreo.
Con el fin de cumplir con los objetivos básicos del monitoreo de la calidad del aire, una red debe estar diseñada
con una variedad de tipos de sitios de monitoreo, de tal forma que puedan ser capaces de informar a los
administradores acerca de cosas como: Niveles pico de contaminación del aire, niveles típicos en áreas
pobladas, transporte de contaminantes hacia dentro y fuera de la ciudad o región, y los niveles de contaminación
atmosférica en la cercanía de fuentes específicas. A manera de un breve resumen, a continuación se listan seis
tipos generales de sitios de monitoreo:
58
Losque están ubicados para determinar las concentraciones más altas en la zona cubierta por la red.
Los que están para medir concentraciones típicas de las zonas de alta densidad de población.
Los colocados para determinar el impacto de fuentes o categorías de fuentes importantes sobre la
calidad del aire.
Los que tienen la función de determinar los niveles de concentración de fondo.
Los que están ubicados para determinar la extensión del transporte de contaminantes entre áreas
habitadas y en apoyo a la evaluación del cumplimiento de normas.
Los que han sido colocados para medir los efectos de la contaminación atmosférica en la visibilidad,
daños a la vegetación, o cualquier otro impacto en el bienestar.
II.1 Escalas espaciales.
Con el fin de clarificar la naturaleza de la relación entre los objetivos generales del monitoreo, los tipos de sitios y
la ubicación física de un monitor en particular, es necesario recurrir al concepto de escala espacial de la
representatividad de una estación de monitoreo. Así pues, la escala espacial de la representatividad se describe
en términos de las dimensiones físicas de la parcela de aire más cercana al sitio de monitoreo, a lo largo de la
cual las concentraciones de contaminantes son razonablemente similares. De esta forma, el objetivo en la
localización de los monitores es el de empatar apropiadamente la escala espacial representada por la muestra
de aire monitoreado, con la escala espacial más apropiada para el tipo de sitio de monitoreo, el contaminante a
ser medido y el objetivo del monitoreo.
Las escalas de representatividad de mayor interés para los tipos de sitios de monitoreo descritos anteriormente
son las siguientes:
Micro escala. Define las concentraciones en volúmenes de aire asociados con áreas de dimensiones que
varían desde unos pocos metros hasta aproximadamente 100.
Escala media. Define las concentraciones típicas de áreas que varían entre 100 y 500 metros.
Escala local o de vecindario. Define concentraciones dentro de algunas áreas extendidas de la ciudad que
tienen un uso de suelo relativamente uniforme y con dimensiones en el rango de 0.5 hasta 4 Km.
59
Escala urbana. Define las concentraciones dentro de áreas con dimensiones de una ciudad y en el orden de
4 a 50 km. Dentro de la ciudad, la distribución espacial de las fuentes de emisión de contaminantes puede
provocar el que no haya un lugar único que pueda suponerse que representa la calidad del aire a escala
urbana.
Escala regional. Por lo general define concentraciones dentro de una zona rural con una geografía
relativamente homogénea sin fuentes de gran tamaño y se extiende desde decenas a cientos de kilómetros
Escala nacional o global. Esta escala de medición representa concentraciones que caracterizan a una
nación o al mundo como un todo.
La adecuada ubicación de un monitor requiere la especificación del objetivo de monitoreo, el tipo de sitio
necesario para cumplir con el objetivo y la escala espacial de la representatividad. Por ejemplo, consideremos el
caso en el que el objetivo es determinar el cumplimiento de la normatividad mediante el conocimiento de las
concentraciones máximas de ozono en un área determinada. Es probable que tal área se hubiera ubicado viento
a favor de una zona metropolitana, muy probablemente en un área residencial suburbana donde es muy factible
que los niños y otros individuos susceptibles desarrollen sus actividades en la calle. Es casi seguro que los sitios
de monitoreo localizados en estas áreas representan una escala urbana de medición. En este ejemplo, la
ubicación física se determinará considerando las emisiones de precursores de ozono, la actividad pública y las
características meteorológicas que afectan la formación y dispersión del ozono. Por lo tanto, la escala espacial
de representatividad no se utilizó en el proceso de selección, sino que fue el resultado de su ubicación. En
cualquier caso, la clasificación del monitor por su tipo y escala espacial de representatividad es necesaria y
servirá de ayuda en la interpretación de los datos de seguimiento de un determinado objetivo de monitoreo (por
ejemplo, informes públicos, cumplimiento de normas o apoyo a la investigación).
El cuadro IV.1 ilustra la relación entre los distintos tipos de sitios que se pueden utilizar para apoyar los tres
objetivos de monitoreo y la escala de representatividad que, por lo general, es la más apropiada para ese tipo de
sitio.
60
Tabla IV. 1 Relación entre tipos de sitios y escalas de representatividad.
Tipo de sitio Escalas espaciales apropiadas
Medición de altas concentraciones Micro
Media
Local o vecindario
Algunas veces urbano o regional para
contaminantes secundarios
Efectos en la población Local o vecindario
Urbano
Impacto de fuentes Micro
Media
Local o vecindario
General/de fondo/transporte regional Urbano
Regional
Impactos relacionados con el bienestar Urbano
Regional
Fuente: 40 CFR Part 58 Appendix D.
El Cuadro IV.2 describe las escalas más apropiadas para llevar a cabo el monitoreo de cada contaminante en
particular.
61
Tabla IV. 2 Relación entre el contaminante de interés y sus escalas de monitoreo.
Contaminante Escalas Comentario
Ozono (O3) Local Las mediciones en esta categoría representan condiciones de una región sub-urbana razonablemente homogénea en términos de la
concentración del contaminante y considera dimensiones de pocos kilómetros. Estos datos ayudan a entender patrones de concentración
a escalas urbana y regional, ya que permiten identificar procesos de transporte y mezcla que ocurren en periodos de horas.
Urbana Las mediciones en esta escala se utilizan para estimar las concentraciones en grandes porciones de un área urbana con dimensiones de
50 kilómetros o más y se usan para determinar las tendencias, así como para el diseño de estrategias de control. Los sitios de escala
urbana también se utilizan para medir altas concentraciones viento abajo de la zona, con las mayores emisiones de precursores.
Regional Esta escala de medición se usa para tipificar las concentraciones en grandes porciones de un área metropolitana e incluso zonas más
grandes, con dimensiones de hasta cientos de kilómetros. Estas mediciones son de utilidad para la evaluación del ozono que es
transportado hacia y desde un área metropolitana, así como de las concentraciones de fondo. En algunas situaciones, especialmente
cuando se consideran áreas metropolitanas muy grandes con mezclas complejas de fuentes, los sitios de escala regional pueden ser
ubicados en donde se registran las concentraciones máximas.
Monóxido de carbono
(CO)
Microescala Estas mediciones normalmente representan concentraciones en áreas muy cercanas a las principales carreteras, en las aceras, y en
algunos casos, a fuentes puntuales y de área. Las emisiones en las avenidas resultan en muy altas concentraciones de CO con gradientes
de concentración que en general muestran una marcada disminución de viento a favor, en la medida que crece la distancia respecto de las
principales avenidas o carreteras o con respecto al centro urbano.
Media En algunos casos las mediciones en esta escala pueden aplicar a zonas que tienen una longitud total de varios kilómetros como fuentes
de emisión de "línea". Este tipo de fuentes de emisión incluirían calidad del aire a lo largo de calles desarrolladas comercialmente o plazas
comerciales, estacionamientos y calles alimentadoras.
Local Las mediciones de CO en esta categoría representan razonablemente las condiciones urbanas en algunas sub-regiones. En ciertos casos,
estos datos pueden representar no sólo la vecindad inmediata de un área espacial, sino también la de otras similares, tales como áreas a
través de una gran área urbana. Estas mediciones son útiles para proveer concentraciones de fondo en áreas urbanas apoyando trabajos
de investigación sobre impactos en salud y modelación de la calidad del aire.
Bióxido de nitrógeno
(NO2)
Microescala Esta escala representa áreas muy cercanas a las principales carreteras o fuentes puntuales y de zona. Las emisiones procedentes de los
vehículos que circulan en las carreteras producen altos niveles de NO2 a nivel microescala, en donde los gradientes de concentración, en
general, muestran una marcada disminución viento abajo, y en la medida que aumenta la distancia respecto a las principales carreteras.
Como se destacará más adelante, las estaciones de monitoreo de NO2 son requeridas en un margen máximo de 50 metros respecto al
segmento carretero que sea el objetivo, a fin medir las concentraciones pico de este contaminante.
Media Esta escala por lo general representa los niveles de calidad del aire en áreas del orden de 100 a 500 metros. La escala media puede
incluir sitios donde se espera ocurran las concentraciones horarias máximas, debido a la proximidad a las principales fuentes puntuales, de
área o no carreteras de NO2.
62
Local Las emisiones de fuentes puntuales y de área pueden, bajo ciertas condiciones de la pluma, resultar en concentraciones altas de NO2 en
esta escala. Cuando los sitios de monitoreo en la misma se ubican lejos de la vecindad de las principales fuentes de NO2, el sitio puede
ser útil para representar valores típicos de calidad del aire de grandes áreas residenciales y por lo tanto son útiles para análisis de de
tendenciasy exposición de la población.
Urbana Estas mediciones serán útiles para evaluar las tendencias de la calidad de aire en el área urbana y por lo tanto, la eficacia de medidas de
control de la contaminación.
Bióxido de azufre (SO2) Microescala Esta escala caracterizaría áreas cercanas a fuentes puntuales y de SO2. Las emisiones de fuentes puntuales, de área y móviles no
carreteras, bajo determinadas condiciones de pluma, pueden resultar en altas concentraciones en esta escala de monitoreo.
Media La escala media puede incluir lugares con altas concentraciones esperadas de corto plazo debido a la proximidad a grandes fuentes de
emisión.
Local Un sitio de monitoreo en esta escala puede ser útil en la representación de valores típicos de calidad del aire en grandes zonas
residenciales y por lo tanto resulta apto para evaluar el análisis de tendencias y la exposición de la población.
Urbana Las mediciones en esta escala se utilizan para estimar las concentraciones en grandes porciones de un área urbana con dimensiones de 4
a 50 kilómetros. Estas mediciones serían útiles para evaluar las tendencias de calidad de aire y por lo tanto, la eficacia de las estrategias
de control de la contaminación atmosférica. Los sitios de escala urbana también pueden apoyar otros objetivos del monitoreo del SO2,por
ejemplo identificar tendencias y cuando los monitores estén situados viento arriba de fuentes locales, las concentraciones de fondo.
Material particulado
(PM10)
Microescala Esta escala sería capaz de tipificar áreas tales como corredores de tráfico y otros sitios donde el público en general podría estar expuesto
a altas concentraciones de PM10. Estos sitios de monitoreo deberían estar ubicados cerca de edificios habitados o lugares donde se
pueda esperar que el público en general esté expuesto a la concentración medida. Las emisiones producto de fuentes fijas tales como las
fundidoras, plantas de energía, y otros grandes procesos industriales pueden, bajo ciertas condiciones de la pluma de dispersión, producir
altas concentraciones a nivel de microescala. En este caso, la microescala representaría un área impactada por la pluma de dispersión
con dimensiones de hasta 100 metros aproximadamente. Los datos recogidos en estos sitios proporcionan la información necesaria para
evaluar y desarrollar medidas de control en punto de alto interés (hot spot).
Media Gran parte de la exposición de corto plazo a partículas de la fracción gruesa (PM10) se registra en las escalas media y local. Las personas
que se desplazan por las zonas del centro de una ciudad o que viven cerca de las principales carreteras o fuentes estacionarias pueden
encontrar contaminación por partículas que sería adecuadamente caracterizada por las mediciones de esta escala espacial. Las
mediciones de PM10 en escala media puede ser la adecuada para la evaluación de los efectos en la salud por exposición de corto plazo.
En muchas situaciones, los puntos de monitoreo que son significativos de impactos a micro-escala o escala media son representativas de
muchas situaciones similares. Esto puede ocurrir, por ejemplo, en corredores de tráfico o en áreas residenciales.
Local Las mediciones de esta categoría representan condiciones relativamente homogéneas en algunas zonas urbanas con dimensiones de
unos pocos kilómetros. La homogeneidad se refiere a la concentración de partículas, así como al uso de suelo y características de la
superficie. En algunos casos, una ubicación cuidadosamente seleccionada para ofrecer los datos a escala local podría representar la
calidad del aire por partículas PM10, no sólo del área donde se efectúa el monitoreo, sino también de otras áreas similares en la ciudad. El
63
monitoreo de PM10 a esta escala ofrece información acerca de las tendencias y el cumplimiento de las normas, ya que a menudo
representa las condiciones de las zonas donde la gente suele vivir y trabajar por períodos prolongados. Los datos de monitoreo a esta
escala podrían proporcionar también información valiosa para desarrollar, probar y revisar modelos que describen patrones de
concentración a mayores escalas.
Material partículado
(PM2.5)
Microescala Esta escala sería capaz de tipificar áreas tales como corredores de tráfico y otros sitios donde el público en general podría estar expuesto
a altas concentraciones de contaminantes provenientes de fuentes móviles. Se sugiere el empleo de esta escala para el monitoreo en
sitios urbanos que son representativos de la exposición humana de largo plazo. En general, el monitoreo de partículas a esta escala
debería localizarse cerca de edificios habitados o lugares donde en general se pueden esperar que el público esté expuesto a las
concentraciones medidas. Los datos recogidos en estos sitios proporcionan información necesaria para evaluar y desarrollar medidas de
control en puntos de alto interés para las autoridades ambientales.
Media Las personas que se desplazan por las zonas del centro de una ciudad o que viven cerca de las principales carreteras o fuentes
estacionarias pueden encontrar contaminación por partículas que sería adecuadamente caracterizada por las mediciones de esta escala
espacial. Por lo tanto, las mediciones de este tipo serían apropiadas para evaluar los posibles efectos a la salud causados por la probable
exposición a la contaminación por partículas a corto plazo. En muchas situaciones, los puntos de monitoreo que son significativos de
impactos a micro-escala o escala media son representativas de muchas situaciones similares. Esto puede ocurrir por ejemplo en
corredores de tráfico o en áreas residenciales.
Local Las mediciones de esta categoría representan condiciones relativamente homogéneas en algunas zonas urbanas con dimensiones de
unos pocos kilómetros. La homogeneidad se refiere a la concentración de partículas, así como al uso de suelo y características de la
superficie. Se espera que gran parte de la exposición a PM2,5 esté asociada con mediciones a esta escala. . En algunos casos, una
ubicación cuidadosamente seleccionada para ofrecer los datos a escala local podría representar la calidad del aire, no sólo del área donde
se efectúa el monitoreo, sino también de otras áreas similares en la ciudad. Los sitios de monitoreo de esta escala ofrecen información útil
para evaluar tendencias y el cumplimiento de las normas, ya que a menudo representan las condiciones en las zonas en donde la gente
suele vivir y trabajar por períodos prolongados.
Urbana Esta clase de medición podría ser utilizada para caracterizar la concentración de material particulado en áreas con dimensiones que van
de 4 a 50 kilómetros. Las medidas serían útiles para evaluar las tendencias de la calidad de aire y la eficacia de estrategias de control de
la contaminación atmosférica.
Regional Como se ha señalado anteriormente, utilizar el monitoreo a esta escala es válido cuando se asume cierto grado de homogeneidad en la
zona. Por esta razón, las mediciones de escala regional son aplicables a zonas escasamente pobladas. Los datos de esta escala pueden
proporcionan información sobre los procesos de emisión, pérdida y transporte de partículas de gran escala. El transporte de PM2.5
contribuye a elevadas concentraciones de partículas y puede afectar a múltiples zonas urbanas con grandes poblaciones. El desarrollo de
estrategias de control que sean eficaces contra la contaminación requiere una comprensión regional de las fuentes de emisión y los
procesos atmosféricos que son responsables de elevados niveles de PM2,5 y O3.
Fuente: Elaboración propia con información obtenida en 40 CFR Part 58 Appendix D.
64
III. Selección de sitios para instalación de equipos de monitoreo.
La selección del lugar de medición apropiado es una de las tareas más importantes en el diseño de una red de
monitoreo, ya que debe ser la ubicación más representativa para medir las condiciones de la calidad del aire. Por
esta razón en México la Norma Oficial Mexicana NOM156-SEMARNAT-2012, para establecimiento y operación de
sistemas de monitoreo de la calidad del aire, en su apartado 6 establece que: Para el diseño de los sistemas de
monitoreo de la calidad del aire, numeral 6.1.2, y para lograr ubicar cada estación de monitoreo se deben realizar los
estudios o trámites necesarios para obtener información de apoyo, a saber:
Inventario de emisiones o ubicación de fuentes emisoras. El conocer la información de localización de
fuentes y sus niveles de emisión es un punto importante en la selección de los sitios, ya que permite la
identificación de las zonas críticas que se pudieran tener en el área. Si no es posible hacer un inventario
total de emisiones, es importante conocer por lo menos la ubicación de las fuentes relevantes e información
básica de qué contaminantes emiten, así como información sobre distribución de la población.
Modelos de calidad del aire. En caso de existir modelos de dispersión, los resultados de las simulaciones
de ellos se pueden usar para predecir los patrones de dispersión o depósito de los contaminantes, así
como las probables reacciones atmosféricas de éstos, lo que puede ser de ayuda en la selección de sitios.
Información meteorológica de la región. Las consideraciones atmosféricas pueden influir en la
variabilidad espacial y temporal de los contaminantes y en su propagación. Los efectos de edificios, fuentes
de calor, en fin cualquier perturbación de las trayectorias del aire, puede producir anomalías locales
excesivas de concentraciones del contaminante. La meteorología debe ser considerada en conjunto con la
situación geográfica del sitio, además de otros factores como altura, dirección y extensión de las sondas de
monitoreo. Los siguientes factores meteorológicos pueden influir de manera importante en la dispersión de
contaminantes:
La velocidad del viento afecta el tiempo de viaje del contaminante desde la fuente hasta el receptor y la
dilución del aire contaminado en la dirección que experimente el viento. Las concentraciones de
contaminantes son inversamente proporcionales a la velocidad del viento.
La dirección del viento influye en los movimientos generales de contaminantes en la atmósfera.
65
La variabilidad del viento se refiere a los movimientos aleatorios en los componentes de velocidad
horizontal y vertical del viento. Estos movimientos aleatorios pueden ser considerados como turbulencia
atmosférica, mecánica (causada por estructuras y cambios en el terreno) o termal (causada por
calentamiento o enfriamiento de masas de la tierra o cuerpos de agua). Si los fenómenos meteorológicos
impactan con alguna regularidad, los datos deberán ser interpretados a la luz de estas condiciones
atmosféricas.
Características geográficas locales. El transporte y la difusión de contaminantes en el aire se hacen más
complejos en presencia de topografía relevante. Por ello, antes de la selección final del sitio, es
indispensable revisar la topografía del área para asegurar que los objetivos del monitoreo en ese sitio no
resulten afectados de manera adversa.
Localización de asentamientos humanos. El objetivo básico de cualquier red de monitoreo es la
caracterización de la calidad del aire en una región y tiempo determinados, a fin de informar al público
sobre los riesgos que ello supone para su salud y exhortarla a que participe en su mitigación. Bajo este
precepto, la localización de los asentamientos humanos es un elemento clave que debe ser considerado en
el diseño de una red de monitoreo y consecuentemente en la ubicación de los monitores.
Estudios preliminares de calidad del aire.Si sobre el área de estudio se ha realizado un monitoreo del
aire, los datos generados pueden señalar las localizaciones de áreas problemáticas. En caso contrario, es
posible diseñar estudios de diagnóstico para proporcionar información sobre los problemas de
contaminación en la localidad.
Otros datos. Información como datos demográficos, salud, usos de suelo y sobre todo, los aportes de
sistemas de información geográfica, pueden servir en la identificación de sectores impactados o más
susceptibles, por sus características, a la contaminación.
III.1 Consideraciones prácticas en la selección del sitio de monitoreo.
Los elementos hasta ahora descritos refieren criterios generales para la selección del sitio de monitoreo en
concordancia con el objetivo particular que se persigue y la escala de representatividad espacial que se desea
atender. Sin embargo, la localización precisa del sitio de monitoreo debe contemplar una serie de consideraciones
prácticas tales como accesibilidad, seguridad contra vandalismo, infraestructura, presencia de obstáculos y distancia
respecto a vialidades, entre otras.
66
En general se requiere que el sitio tenga fácil acceso, debido a que se realizarán visitas regulares para recolectar
muestras y llevar a cabo actividades de inspección, mantenimiento y calibración de los monitores. Al mismo tiempo,
es importante que el sitio elegido cuente con la seguridad suficiente para evitar actos de vandalismo o cualquier otro
tipo de situaciones que alteren la toma de muestras, y que tenga también la infraestructura necesaria, por ejemplo:
electricidad y línea telefónica que le permitan operar sin dificultad cualquier tipo de equipo de monitoreo.
Por otra parte, dado que se busca que el monitoreo de la calidad del aire sea representativo de la zona de interés,
es recomendable que no existan obstáculos que afecten el movimiento del aire, ni fuentes de emisión que incidan de
manera directa en la toma de muestra. Por ello, se recomienda ubicar los monitores a cierta distancia de edificios,
fuentes de emisión, zonas arboladas, etc. El cuadro IV. 3 resume las recomendaciones que se refieren en el
apéndice E del Código Federal de Regulaciones (CFR), Parte 58, de los Estados Unidos de Norteamérica.
67
Tabla IV. 3 Consideraciones prácticas para la ubicación de tomas de muestra.
Contaminante Escala Altura sobre el piso
(metros)
Distancia vertical y horizontal
de la estructura de soporte
(metros)
Distancia a árboles
(metros)
Distancia a vialidades
(metros)
Ozono
(O3) b,c,d Todas 2 a 15 ˃ 1
˃ 10
Escalas media a regional Cuadro 3.1.2
Partículas
(PM10) b,c,d,e,g
Micro 2 a 7 ˃ 2 (sólo horizontal) ˃ 10 2 a 10
Media, local,
urbana y regional 2 a 15 ˃ 2 (sólo horizontal) ˃ 10 Cuadro 3.1.2
Partículas
(PM2.5) b,c,d,e,g
Micro 2 a 7 ˃ 2 (sólo horizontal) ˃ 10 2 a 10
Media, local, urbana y regional 2 a 15 ˃ 2 (sólo horizontal) ˃ 10 Cuadro 3.1.2
Bióxido de azufre
(SO2)b,c,d,e Todas 2 a 15 ˃ 1
˃ 10
Escalas media a regional N/A
Bióxido de nitrógeno
(NO2) b,c,d Micro 2 a 7 ˃ 1
˃ 10
Media, local y urbana 2 a 15 ˃ 1 Cuadro 3.1.2
Monóxido de carbono
(CO) c,d,f
Micro –
Cerca de carretera 2 a 7 ˃ 1
˃ 10
≤ 50
Micro –
Cerca de carretera en el centro de la ciudad o
en calles confinadas por altos edificios.
2.5 a 3.5 ˃ 1 ˃ 10
2 a 10
Media y local 2 a 15 ˃ 1 Cuadro 3.1.2
Fuente: Elaboración propia con base en 40 Código Federal de Regulaciones (CFR), parte 58, Apéndice E
a. Cuando el sensor se localiza en un tejado, esta distancia de separación hace referencia a las paredes, a los parapetos, o a los áticos situados en la azotea.
b. Debe ser > 20 metros de la línea de goteo del árbol (follaje) y debe estar a 10 metros de la línea de goteo cuando el árbol actúa como obstrucción.
c. La distancia entre los obstáculos (árboles y edificios) y el muestreador debe ser mayor a dos veces la altura del obstáculo sobre el nivel de las entradas del muestreador.
d. Deben tener circulación de aire sin restricción de 270 grados alrededor del sensor o muestreador; 180 grados si el sensor está a un lado de un edificio.
68
e. El sensor o muestreador debe estar ubicado en ausencia de fuentes menores. La distancia de separación es dependiente de la altura de la emisión de la fuente, del tipo de combustible usado y de
la calidad del combustible. Este criterio se contempla para evitar influencias indebidas de fuentes menores.
f. Para sitios de monitoreo de microescala de CO, el sensor debe estar > 10 metros de una intersección de calle y preferiblemente a mitad de calle.
g. Para monitores de PM10 una distancia de separación de 2 a 4 m entre los monitores colocados
Tabla IV. 4 Distancia de monitores respecto a vialidades, para O3, NOx y CO.
Promedio diario de tráfico vehicular
(vehículos/día)
Distancia mínima para monitores de CO
a escala Local
(metros)
Distancia mínima para monitores de O3
(escala local y urbana) y NOx
(metros)
10, 000 10 10
15,000 25 20
20,000 45 30
30,000 80
40,000 115 50
50,000 135
60,000 150
70,000 100
80,000
110,000 250
69
IV. Evaluación técnica de una red de monitoreo.
Esta sección sirve de guía al usuario para identificar las necesidades de monitoreo, a la par que describeel análisis
de evaluación de redes.
IV.1 Identificación de necesidades de monitoreo.
Antes de iniciar la evaluación de una red de monitoreo, sus proyectos deben ser revisados y priorizados. Las redes
probablemente son usadas para cumplir una variedad de propósitos, tales como vigilar el cumplimiento de las
normas de calidad del aire, reportar al público la condición del aire de un sitio en un momento determinado, evaluar
la exposición de la población a contaminantes, evaluar el traslado de los contaminantes, monitorear fuentes de
emisión específicas, condiciones de fondo y evaluar modelos de calidad del aire, entre otros. Estos propósitos
pueden ser clasificados como primarios o secundarios y los monitores individuales dentro de una red pueden servir
para diferentes propósitos. De esta forma, cada técnica analítica seleccionada para apoyar la evaluación de una red
debe ser elegida en función de los propósitos globalesde ella en general y de cada estación de monitoreo en lo
particular. En adición, los recursos invertidos en cada análisis deben ser proporcionales a la prioridad de los
propósitos que están siendo evaluados. El siguiente cuadro muestra un resumen de los propósitos más comunes
con los que se establecen las redes de monitoreo de aire ambiente y refiere algunos ejemplos de aplicaciones
particulares acompañados de comentarios genéricos muy útiles sobre la ubicación de las estaciones de monitoreo,
de acuerdo con el propósito referido. Es oportuno señalar, sin embargo, que esta lista no es exhaustiva ni
universalmente aplicable para todos los contaminantes.
Realizar evaluaciones de estaciones o redes de monitoreo ayuda a medir tanto el éxito, como las deficiencias en el
cumplimiento de los objetivos para los que fueron instaladas. Por tanto, una vez definidos los objetivos del
monitoreo, éstos se vuelven la base para la evaluación técnica tanto de las estaciones como de las redes de
monitoreo, además, el análisis estadístico o situacional pueden ser considerados para evaluarlas.
70
Tabla IV. 5 Propósitos típicos de las redes de monitoreo de aire ambiente.
Propósito Ejemplo Comentario
Establecer el cumplimiento
de normas.
Satisfacer las regulaciones nacionales. Los monitores estarán situados de tal manera que se pueda evaluar el cumplimiento de normas.
Satisfacer las regulaciones locales y
estatales.
Los estados o municipios pueden tener regulaciones de calidad del aire más estrictos que los
requerimientos federales.
Entendimiento científico
de la calidad del aire para
apoyar otro tipo de análisis
o evaluaciones.
Evaluación de modelos de calidad del aire. Los monitores cerca de los límites del dominio de modelación son útiles para definir
las condiciones de frontera. Los que están en el interior del dominio de modelación apoyan
la aplicación y evaluación de los modelos.
Evaluar reducción de emisiones
o evaluación de inventarios de emisiones.
El núcleo urbano y las áreas de máxima emisión pueden ser útiles para la evaluación
e inventarios y dar seguimiento a las emisiones.
Aporte de fuente. Los monitores que recopilan datos de muchas especies (p. ej., especiación de PM2.5)
y con resolución temporal alta son útiles para análisis de aporte de fuente.
Variabilidad temporal. El monitoreo frecuente (p. ej., cada 1-h ó 3-h) pude ser útil para identificar patrones diurnos.
Entender tendencias
históricas de la calidad
del aire.
Seguimiento de tendencias. Los monitores con funcionamiento prolongado en el tiempo son valiosos para la comprensión
y el seguimiento de las tendencias a largo plazo.
Consistencia histórica. Los sitios de monitoreo cuyos métodos de muestreo no han sido cambiados pueden ayudar
a mantener consistencia para comparaciones anuales.
Caracterización específica
de áreas geográficas
o fuentes de emisión.
Monitorear los impactos sobre la calidad
del aire de una fuente de emisiones.
Los monitores situados cerca de fuentes específicas son útiles para el seguimiento
de las emisiones de una fuente en particular y para desarrollar estrategias de reducción
de emisiones o el seguimiento de los cambios debido a los controles.
Monitoreo de áreas de máxima emisión
de precursores.
Tratándose de contaminantes secundarios como el ozono, los monitores situados en las zonas de
máxima emisión de precursores son útiles para el modelado y diseño de estrategias de control.
Monitoreo de áreas de máxima
concentración de contaminantes.
Los monitores localizados viento debajo de los sitios de máxima emisión.
71
Monitoreo de concentraciones de fondo. Los monitores de fondo situados correctamente miden de manera rutinaria los valores más bajos
esperados en la región. Se utilizan para evaluar las contribuciones locales y regionales
y nunca se instalan viento arriba.
Monitoreo de contaminantes sustitutos. Algunas mediciones son útiles como sustitutas de otros contaminantes que no son monitoreados.
Por ejemplo, los monitores de CO pueden ser utilizados como sustitutos para humo de madera.
Trazar la distribución
espacial de los
contaminantes del aire.
Caracterización del traslado
entre jurisdicciones.
Los sitios que se encuentran cerca de fronteras políticas o entre áreas urbanas e industriales son
útiles para caracterizar el traslado de contaminantes entre distintas jurisdicciones.
Interpolación y entendimiento de gradientes
de contaminante.
La alta densidad de monitores mejora la generación de mapas de interpolación, como los utilizados
en AIRNow (Agencia de Protección Ambiental en EE.UU. (EPA, 2003a). Los monitores cerca de la
frontera urbana son particularmente útiles para controlar la interpolación de altas concentraciones.
Medición del desempeño. Los datos de monitoreo son usados para medir los efectos de programas y estrategias de control
de la contaminación del aire. Los monitores en áreas impactadas son más útiles para evaluar la
eficacia de los controles.
Asistencia en el pronóstico. Los monitores viento arriba son útiles para el pronóstico de la calidad del aire. Para el pronóstico
del ozono, las mediciones de NOx son útiles. Para PM2.5 el monitoreo continuo es muy valioso.
Evaluar exposición
de la población
a los contaminantes del aire.
Justicia ambiental. Los monitores situados en zonas que tienen ingresos altos y bajos, así como en zonas con
poblaciones minoritarias pueden ser de especial valor para evaluar cuestiones de justicia
ambiental
Reporte púbico de indicadores de calidad
del aire.
Los monitores situados en los lugares en los que las personas viven, trabajan y juegan son
importantes para evaluar la exposición a contaminantes y la protección de la salud pública.
Fuente: EPA, 2007.
72
IV.2 Métodos de evaluación técnica.
En este documento las técnicas para evaluar las cualidades técnicas de una red son agrupadas en tres categorías:
sitio por sitio, bottom-up y optimización de redes. La comparación sitio por sitio evalúa los monitores de manera
individual y de acuerdo con sus propósitos específicos; el análisis bottom-up evalúa otros parámetros además de las
concentraciones ambientales, a fin de calificar la ubicación óptima de los monitores para que cumplan con los
propósitos para los que fueron diseñados; finalmente, el análisis de optimización de redes evalúa diversos
escenarios de diseño de aquéllas. Dentro de estas tres grandes categorías de análisis y complejidad, las técnicas
específicas son evaluadas de acuerdo con la siguiente escala:
* Necesidad mínima de habilidades especiales; evaluación rápida.
** Puede requerir herramientas comunes, datos fácilmente disponibles y habilidades básicas de
análisis; evaluación rápida.
*** Requiere habilidades de análisis; la evaluación requiere de inversión moderada de tiempo.
**** Habilidades de análisis significativas, herramientas especializadas; proceso de evaluación iterativo
y requiere gran inversión de tiempo.
IV.2.1 Análisis sitio por sitio.
En este tipo de análisis se asigna un valor a cada monitor individual basado en una métrica particular. Estos análisis
son buenos para evaluar cuáles monitores podrían ser candidatos para modificación o remoción. El análisis sitio por
sitio no es útil para evaluar el desempeño de una red de monitoreo como un todo. En general, las métricas de cada
monitor son independientes del resto de los monitores que conforman una red.
El análisis sitio por sitio incluye la aplicación de las siguientes etapas:
1. Determinar los propósitos más importantes del monitoreo.
2. Evaluar la historia del monitor (incluyendo los propósitos originales).
3. Seleccionar una lista de métricas para el análisis basada en los propósitos y recursos disponibles.
4. Ponderar las métricas sobre la base de la importancia de los propósitos.
5. Calificar el monitor para cada métrica.
6. Sumar las calificaciones y evaluar los monitores.
7. Examinar los monitores con la evaluación más baja para determinar su posible reubicación.
Los monitores con bajas calificaciones deberán ser examinados detalladamente sobre la base de caso por caso, ya
quepuede haber razones regulatorias o políticas para mantener en operación un monitor específico.
73
IV.2.2 Análisis Bottom-up.
El análisis Bottom-up examina las evidencias que, según se cree, causan una alta concentración de contaminantes
y/o exposición de la población, a saber: las emisiones, la meteorología, y la densidad de población. Por ejemplo, los
datos de los inventarios de emisiones se puede utilizar para determinar las zonas de máxima concentración de
contaminantes que se emiten directamente (es decir, las emisiones primarias). Por otra parte, los datos del
inventario de emisiones son menos útiles para entender la formación de contaminantes en la atmósfera (es decir,
contaminantes secundarios como el ozono). Varios conjuntos de datos se pueden combinar mediante técnicas de
análisis espacial para determinar las ubicaciones óptimas de los sitios de monitoreo para diferentes objetivos. La
localización de los sitios identificados por esta vía puede ser comparada entonces con la ubicación de las estaciones
de monitoreo,pues están en operación en un sitio determinado y de esta forma evaluar la conveniencia o no de
retirar o re-localizar dichos sitios. Este tipo de análisis, sin embargo, se basa en una comprensión profunda de los
fenómenos que causan los problemas de calidad del aire. Las técnicas de análisis Bottom-up son más complejas y
requieren una cantidad importante de recursos (tiempo, datos, herramientas y capacidad analítica).
Es importante destacar que las técnicas de análisis sitio por sitio y Bottom-up producen mejores resultados cuando
se ejecutan en combinación. El análisis sitio por sitio identifica típicamente, redundancia de una red, mientras que el
análisis Bottom-up identifica deficiencias en la operación de la misma.
IV.2.3 Análisis de optimización de redes.
La técnica de análisis denominada “optimización de redes”, tiene un enfoque integral para evaluar una red de
monitoreo de calidad del aire. Estas técnicas suelen asignar puntajes a diferentes escenarios de red; un diseño
alternativo de red puede ser comparado con el diseño de una red que ya se encuentra en operación. Las técnicas
específicas de análisis son mostradas en el cuadro siguiente.
Estas son algunas referencias útiles para revisar casos concretos de aplicación de la mayoría de las metodologías
de evaluación técnica de redes monitoreo en esta sección:
i. Cimorelli A.J., Chow A.H., Stahl C.H., Lohman D., Ammentorp E., Knapp R., and Erdman T. (2003) Region III ozone
network reassessment. Presented at the Air Monitoring & Quality Assurance Workshop, Atlanta, GA, September 9-
11 by the U.S. Environmental Protection Agency, Region 3, Philadelphia, PA. Disponible en:
http://www.epa.gov/ttn/amtic/files/ambient/pm25/workshop/atlanta/r3netas.pdf
ii. Eder B.K., Davis J.M., and Bloomfield P. (1993) A characterization of the spatiotemporal variability of non-urban
ozone concentrations over the eastern United States. Atmos. Environ. 27A, 2645-2668.
iii. Hafner H.R., Penfold B.M., and Brown S.G. (2005) Using spatial analysis techniques to select monitoring locations.
Presentation at the U.S. Environmental Protection Agency’s 2005 National Air Quality Conference: Quality of Air
Means Quality of Life, San Francisco, CA, February 12-13 (STI-2645).
iv. Ito K., De Leon S., Thurston G.D., Nadas A., and Lippman M. (2005) Monitor-to-monitor temporal correlation of air
pollution in the contiguous U.S. J. Exposure Analy. Environ. Epidem. 15, 172-184.
v. Knoderer C.A. and Raffuse S.M. (2004) CRPAQS surface and aloft meteorological representativeness (California
Regional PM10/PM2.5 Air Quality Study Data Analysis Task 1.3). Web page prepared for the California Air
74
Resources Board, Sacramento, CA, by Sonoma Technology, Inc., Petaluma, CA. Disponible en:
http://www.sonomatechdata.com/crpaqsmetrep/ (STI-902324-2786).
vi. Lehman J., Swinton K., Bortnick S., Hamilton C., Baldridge E., Eder B., and Cox B. (2004) Spatio-temporal
characterization of tropospheric ozone across the eastern United States. Atmos. Environ. 38, 4357-4369.
vii. O'Sullivan D. and Unwin D.J. (2003) Geographic Information Analysis, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New
Jersey.
viii. Paatero P., Hopke P.K., Hoppenstock J., and Eberly S.I. (2003) Advanced factor analysis of spatial distributions of
PM2.5 in the eastern United States. Environ. Sci. Technol. 37 (11), 2460-2476.
ix. Rizzo, M.J. and Scheff, P.A. (2004) Assessing Ozone Networks Using Positive Matrix Factorization. Environ.
Progress. 23 (2), 110-119.
x. Schmidt M. (2001) Monitoring strategy: national analysis. Presented at the Monitoring Strategy Workshop,
Research Triangle Park, NC, October by the U.S. Environmental Protection Agency. Disponible en:
http://www.epa.gov/ttn/amtic/netamap.html.
xi. Sullivan D.C., Hafner H.R., Brown S.G., MacDonald C.P., Raffuse S.M., Penfold B.M., and Roberts P.T. (2005)
Analyses of the causes of haze for the Central States (phase II) summary of findings. Executive summary prepared
for the Central States Regional Air Planning Association by Sonoma Technology, Inc., Petaluma, CA, STI-
904780.08-2754-ES, August.
xii. U.S. Environmental Protection Agency (2001) National assessment of the existing criteria pollutant monitoring
networks O3, CO, NO2, SO2, Pb, PM10, PM2.5 - Part 1. Outputs from the National Network Assessment
Introduction and Explanation, July 21. Disponible en: http://www.epa.gov/ttn/amtic/netamap.html.
xiii. U.S. Environmental Protection Agency (2003) Region 5 network assessment. Presented at the Air Monitoring &
Quality Assurance Workshop, Atlanta, CA, September 9-11 by the U.S. Environmental Protection Agency, Region 5.
Disponible en: http://www.epa.gov/ttn/amtic/files/ambient/pm25/workshop/atlanta/r5netas.pdf
75
Tabla IV. 6 Técnicas específicas empleadas en el análisis sitio por sitio.
Técnica Complejidad Objetivos evaluados Resumen
Número de parámetros
monitoreados en el sitio.
*
Valor global del sitio.
Evaluación de modelos.
Aporte de fuente.
Los sitios se clasifican por el número de parámetros (o instrumentos) que se monitorean. Los sitios que
alojan más monitores de forma conjuntacon otros instrumentos de medición son probablemente los
más valiosos. Este análisis se realiza por simple conteo del número de parámetros que se miden en un
sitio y es útil para cualquier contaminante.
Tendencias de impacto. * a **
Análisis de tendencias.
Consistencia histórica.
Evaluación de reducción de
emisiones.
Los monitores que tienen más tiempo de operación son valiosos para el seguimiento de tendencias. En
este análisis los monitores se clasifican según la duración de sus registros de medición continua y el
procedimiento puede ser tan simple como clasificar los monitores disponibles en función del tiempo de
muestreo continuo,además de quesirve para medir cualquier contaminante.
Concentraciones
medidas. **
Localización de concentración
máxima.
Evaluación de modelos.
Cumplimiento regulatorio.
Exposición de la población.
Los monitores individuales se clasifican en función de la concentración de contaminantes que miden.
Los que detectan concentraciones elevadas son mejor evaluados que los de bajas cantidades. Los
resultados pueden ser utilizados para determinar cuáles son los monitores menos eficaces a la hora de
cumplir el objetivo seleccionado. Este análisis es útil para cualquier contaminante.
Desviación de normas. ** Cumplimiento regulatorio.
Apoyo en el pronóstico.
Los sitios para medir las concentraciones (valores de diseño) que están muy cerca de los umbrales
definidos por la normas de calidad del aire, son mejor valorados en este análisis. Estos sitios pueden
ser considerados más valiosos para evaluar el cumplimiento de las normas. Los sitios útiles para medir
concentraciones muy por encima o por debajo del umbral de las normas no proporcionan tanta
información en términos del cumplimiento de éstas. Este análisis es útil para cualquier contaminante
que cuente con norma de calidad del aire.
Área atendida. **
Cobertura espacial.
Interpolación.
Concentraciones de fondo.
Los sitios se clasifican según su área de cobertura. Los que se usan para representar un área grande
son mejor valorados en este análisis. El área de cobertura (área atendida) de un monitor se puede
determinar mediante la técnica de polígonos de Thiessen. Cada polígono está formado por los puntos
más cercanos a un sitio particular que a cualquier otro sitio. Esta técnica le da más peso a las zonas
rurales y los parajes en los bordes de las áreas urbanas. El cálculo de los polígonos de Theissen es
uno de los métodos cuantitativos más sencillos para determinar el área de representación alrededor de
un sitio,sin embargo, no es un verdadero indicador de cuál es el lugar más representativo de la
concentración de contaminantes en un área determinada. La Meteorología, la topografía, y la
proximidad a la población o a las fuentes de emisión no son consideradas, por lo que, es probable que
para algunas áreas de interés específico se obtenga una mejor representación con otro monitor. Este
análisis es útil para O3, PM2.5, SO2 y algunos tóxicos.
76
Correlación monitor a monitor. ** a ***
Evaluación de modelos.
Cobertura espacial.
Interpolación.
Las concentraciones medidas en un monitor, se comparan con las obtenidas en otros monitores, a fin
de determinar si aquéllas se correlacionan temporalmente. Pares de monitores con coeficiente de
conexión cercanos a uno están altamente correlacionados y deben ser evaluados con un menor valor
que aquellos que presentan coeficiente de correlación cercana a cero. Los monitores que no se
correlacionan bien con otros exhiben una variación temporal única de la concentración y es probable
que sean importantes para evaluar las emisiones locales, el traslado y la cobertura espacial. Los
monitores con concentraciones que correlacionan bien (p. ej., r2> 0,75 ) con las obtenidas por otro
monitor pueden ser redundantes. Este análisis debe ser realizado para cada contaminante y es útil
para O3, PM2.5 y algunos tóxicos.
Población cubierta. *** Población expuesta.
Justicia ambiental.
Las grandes poblaciones están asociadas con altas emisiones. Los sitios se evalúan en función del
número de personas a las que representan. El área de representación puede ser determinada
utilizando la técnica de los polígonos de Thiessen, pues le da más peso a los sitios que están en zonas
de alta población y tienen grandes áreas de representación. Este análisis es útil para O3, PM2.5, SO2 y
algunos tóxicos
Análisis de componentes
principales. ***
Concentraciones de fondo.
Apoyo en el pronóstico.
El análisis de componentes principales puede ser aplicado para encontrar sitios de monitoreo que
muestren un patrón de variabilidad similar a la de otros lugares de observación. Este análisis asigna
cada monitor a un grupo de similares en los cuales las concentraciones se comportan de manera
parecida y puede ser útil para encontrar redundancia en la red. También lo es en la selección de los
lugares para otros análisis, como por ejemplo al de aporte de fuente. Este procedimiento funciona bien
para O3, PM2.5, SO2 y tóxicos.
Sesgo de remoción. ***
Cumplimiento regulatorio.
Evaluación de modelos.
Cobertura espacial.
Concentraciones de fondo.
Interpolación.
Los valores medidos son interpolados en un dominio y utilizando la totalidad de la red. Los sitios son,
entonces, sistemáticamente removidos y la interpolación se repite. La diferencia absoluta entre la
concentración medida en un sitio y la que es estimada por interpolación con el sitio removido, es el
sesgo de remoción del sitio. Mayor sesgo o incertidumbre indica un sitio más importante para
desarrollar interpolaciones para representar las concentraciones en un dominio. Los sitios con menor
sesgo pueden proveer información redundante. Este análisis es útil para O3, PM2.5, SO2 y algunos
tóxicos.
Fuente: EPA, 2007
77
Tabla IV. 7 Técnicas específicas empleadas en el análisis Bottom-up.
Técnica Complejidad Objetivos evaluados Resumen
Inventario de
emisiones. ** a ****
Evaluación de reducción de
emisiones.
Localización de máxima emisión
de precursores.
Los datos de inventarios de emisiones se utilizan para identificar los lugares donde se concentran las
dispersiones de contaminantes de preocupación. Estos lugares pueden ser comparados con las
localizaciones de los sitios de monitoreo, tanto de una red en operación, como de una propuesta.
Este análisis puede ser escalado a diferentes niveles de complejidad, dependiendo de la
disponibilidad de recursos. En el nivel más simple, los patrones de emisión a nivel municipio, tal como
los reportados actualmente en el Inventario Nacional de emisiones de Contaminantes Criterio, se
pueden comparar contra la localización de los monitores. Para la medición de máximo de emisiones
primarias o de precursores, los monitores deben ser colocados en los municipios con máxima
densidad de emisiones. El uso de métodos más complejos para monitorear emisiones ponderadas
por especie química o de aquéllas con una mayor resolución espacial, dependerá de la importancia
de la generación de contaminantes secundarios. Este análisis es útil para contaminantes primarios y
precursores.
Densidad de
población.
** Exposición de la población.
Justicia ambiental.
La información sobre distribución de la población en el área de interés es útil para identificar los sitios
impactados o los más susceptibles de impacto. Este análisis es útil para cualquier contaminante.
Cambio
poblacional.
*** Exposición de la población.
Justicia ambiental.
Localización de máxima emisión
de precursores.
Las altas tasas de crecimiento poblacional están asociadas con un aumento potencial de las
emisiones, la actividad y la exposición. Los sitios son evaluados en base al aumento de la población
en el área de representación. Las áreas de representación pueden ser determinadas utilizandola
técnica de los polígonos de Thiessen. Esta técnica le da más peso a los sitios en áreas con altas
tasas de crecimiento de la población y grandes áreas de representación. Este análisis es útil para O3,
PM2.5, SO2 y algunos tóxicos.
Modelado de
conveniencia.
****
Exposición de la población.
Justicia ambiental.
Monitoreo orientado a fuente.
Evaluación de modelos.
Localización de máxima emisión
de precursores.
Concentraciones de fondo.
Caracterización del traslado.
El modelado de conveniencia es un método adecuado para ubicar la pertinencia de sitios para el
monitoreo basado en criterios específicos. Mapas geográficos con capas de información que
representen criterios importantes tales como; influencia de fuentes de emisión, cercanía a lugares
poblados, uso de suelo rural o urbano y accesibilidad al sitio, pueden ser compiladas y reunidas para
desarrollar un mapa compuesto que represente la combinación de criterios importantes para un área
definida. Además, a cada capa de información ingresada al mapa se le puede asignar un factor de
peso basado en la importancia relativa de cada una de ellas. Los resultados identifican los mejores
lugares para ubicar los monitores sobre la base de los criterios empleados. Este análisis es útil para
cualquier contaminante.
78
Modelación
fotoquímica.
****
Localización de máxima emisión
de precursores.
Monitoreo orientado a fuente.
Caracterización del traslado.
Exposición de la población.
Concentraciones de fondo.
Toda la información obtenida de condiciones locales (topografía, uso del suelo, ordenamiento urbano,
entre otras), meteorología, emisiones y calidad del aire, será usada para el adecuado diseño de la red
de monitoreo. Cuando se requiera, se podrá utilizar esta información para realizar una modelación
preliminar que permita llenar vacíos de información para entender la formación y dispersión de
contaminantes en el área de estudio. Este análisis es útil para contaminantes secundarios.
Fuente: EPA, 2007
Tabla IV. 8 Técnicas específicas empleadas en el análisis de Optimización de Redes.
Técnica Complejidad Objetivos evaluados Resumen
Correlación Monitor a
Monitor. ** a ***
Evaluación de modelos.
Cobertura espacial.
Interpolación.
Las concentraciones medidas en un monitor se comparan con las obtenidas en otros, a fin de
determinar si aquéllas se correlacionan temporalmente. Pares de monitores con coeficiente de
conexión cercanos a uno están altamente correlacionados y deben ser evaluados con un menor
valor que aquellos que presentan coeficiente de correlación cercana a cero. Los monitores que
no se correlacionan bien con otros exhiben una variación temporal única de la concentración y
es probable que sean importantes para evaluar las emisiones locales, el traslado y la cobertura
espacial. Los monitores con concentraciones que correlacionan bien (p. ej., r2> 0,75 ) con las
obtenidas por otro monitor pueden ser redundantes.Este análisis debe ser realizado para cada
contaminante.
Análisis de componentes
principales.
***
Concentraciones de fondo.
Apoyo en el pronóstico.
El análisis de componentes principales puede ser aplicado para encontrar sitios de monitoreo
que muestren un patrón de variabilidad similar a la de otros lugares de observación. Este
análisis asigna cada monitor a un grupo de similares en los cuales las concentraciones se
comportan de manera parecida y puede ser útil para encontrar redundancia en la red. También
lo es en la selección de los lugares para otros análisis, como por ejemplo al de aporte de fuente
Este análisis es útil para O3, PM2.5, SO2 y tóxicos.
79
Sesgo de remoción.
***
Cumplimiento regulatorio.
Evaluación de modelos.
Cobertura espacial.
Concentraciones de fondo.
Interpolación.
Los valores medidos son interpolados en un dominio y utilizando la totalidad de la red. Los sitios
son, entonces, sistemáticamente removidos y la interpolación se repite. La diferencia absoluta
entre la concentración medida en un sitio y la que es estimada por interpolación con el sitio
removido, es el sesgo de remoción del sitio. Mayor sesgo o incertidumbre indica un sitio más
importante para desarrollar interpolaciones para representar las concentraciones en un dominio.
Los sitios con menor sesgo pueden proveer información redundante.
Este análisis es útil para O3, PM2.5, SO2 y algunos tóxicos
Matriz de factorización
positiva.
****
Aporte de fuentes.
Evaluación de inventarios
de emisiones.
Esta técnica puede ser aplicada a redes con sitios de monitoreo ubicadas en áreas con
concentraciones y variabilidad de las que son similares. Los sitios están asignados a un grupo
de acuerdo con la similitud de la variabilidad en las concentraciones. Los que están dentro del
mismo grupo pueden ser redundantes. La matriz de factorización positiva también predice las
concentraciones. Las que han sido predichas por cada grupo se pueden comparar con las
reales en cada sitio para determinar monitores específicos que no están contribuyendo con
información útil y pueden ser removidos o reubicados. Esta técnica requiere software
especializado y grandes cantidades de datos de muchos sitios.
Este análisis es útil para O3, PM2.5, SO2 y tóxicos
Fuente: EPA, 2007
80
V. Remoción de Sitios de Monitoreo.
En México no se dispone actualmente de criterios normados u oficiales para determinar la continuidad o no de una
estación o una red de monitoreo. Por lo que, en caso de llevar a cabo una evaluación técnica de desempeño de una
estación o red para determinar si es pertinente o no su remoción, se sugiere usar como referencia, y sólo como eso,
los criterios empleados en los Estados Unidos de Norteamérica y enunciado en el documento “Ambient Air
Monitoring Network Assessment Guidance” (EPA, 2007), los cuales se describen brevemente a continuación:
V.1 Objetivo alcanzado y expectativa de ser mantenido.
Un monitor puede ser removido de la red de monitoreo: Si los datos registrados por el aparato reportan
concentraciones de los contaminantes evaluados por debajo de las normas de calidad del aire y si, además, se
cumplen las siguientes condiciones:
1. Si las concentraciones de partículas (PM2.5 y PM10), ozono (O3), monóxido de carbono (CO), dióxido de
azufre (SO2), plomo (Pb), o dióxido de nitrógeno (NO2) revelan el cumplimiento de sus respectivas normas
de calidad del aire durante los cinco años anteriores a la evaluación.
2. Si la probabilidad de que, en dicho monitor, se registren concentraciones superiores al 80% del valor
aplicable a los valores de norma es menor al 10% durante los próximos tres años. Esta probabilidad se
estima sobre la base de las concentraciones, las tendencias y la variabilidad observada en el pasado.
3. El monitor no es específicamente requerido por un plan ya sea de mantenimiento o de cumplimiento.
4. El monitor no es el último en una zona con mala calidad del aire (que no cumple con las normas vigentes
de calidad del aire).
Las condiciones 1, 3 y 4 son sencillas y no requieren orientación adicional. Sin embargo, la condición 2 es más
complicada. Una aproximación conservadora para llevarla a cabo es el uso de la ecuación 1.
NAAQSn
stX *8.0
*
(Ec. 1)
Donde X es la concentración promedio (obtenido de acuerdo al contaminante y al procedimiento establecido en la
respectiva norma de calidad del aire) de los últimos 5 años (o más), t es el valor de la t de student de n-1 grados de
libertad con un nivel de confianza de 90%, s es la desviación estándar obtenida a partir de los valores con los que
se estima X , n es el número de registros (es decir, el número de valores con los que se obtiene X), y NAAQS es el
valor normado para el contaminante en cuestión. En el caso de México, el valor NAAQS podría ser el valor de norma
NOM para el contaminante de interés de acuerdo con la regulación mexicana, por lo que la ecuación anterior podría
quedar como sigue:
81
sNOMn
stX '*8.0
* (Ec. 2)
Los valores de 0.8 * NOMS se proporcionan en el cuadro siguiente,valores de n, n-1, valor de la t de student se
proporcionan en cuadro, un mínimo de cinco años de datos para contaminantes con estándares anuales (CO, NO2,
SO2 y PM10) y 5 datos para O3 y PM2.5 son necesarios para esta demostración.
Tabla IV. 9 Normas Oficiales Mexicanas de Calidad del Aire.
Contaminante Tiempo promedio Valor normado
(Concentración) 0.8 * valor normado
Partículas - PM10. 24 horas. 120 µg/m3. 96 µg/m3.
Promedio aritmético anual. 50 µg/m3. 40 µg/m3.
Partículas - PM2.5. 24 horas. 65 µg/m3. 52 µg/m3.
Promedio aritmético anual. 15 µg/m3. 12 µg/m3.
Ozono - O3. 1 hora. 0.11 ppm. 0.088 ppm.
Móvil de 8 horas. 0.08 ppm. 0.064 ppm.
Monóxido de carbono – CO. Móvil de 8 horas. 11 ppm. 8.8 ppm.
Bióxido de azufre – SO2.
Móvil de 8 horas. 0.200 ppm. 0.160 ppm.
24 horas. 0.11 ppm. 0.088 ppm.
Promedio aritmético anual. 0.025 ppm. 0.02 ppm.
Bióxido de nitrógeno – NO2. 1 hora. 0.21 ppm. 0.168 ppm.
Tabla IV. 10 Valores para n, n-1 y t – student.
Número de datos (n) Grados de libertad
(n-1)
Valores t – student
(90% de confianza)
5 4 2.13
6 5 2.02
7 6 1.94
8 7 1.89
9 8 1.86
10 9 1.83
11 10 1.81
12 11 1.80
13 12 1.78
14 13 1.77
15 14 1.76
16 15 1.75
17 16 1.75
Fuente: EPA, 2007
82
Es importante tener en cuenta que la ecuación 2 es sólo una aproximación que puede ser usada para determinar si
la condición 2 se cumple. Otros enfoques pueden ser útiles, en particular, los que son sensibles a las tendencias
durante los 5 años o más.
V.2 Concentraciones consistentemente bajas en relación a otros monitores.
Se pueden realizar cuatro pruebas a fin de asegurarse que un monitor debe ser removido, sobre la base de que es
redundante, debido a que consistentemente mide concentraciones más bajas que otros monitores:
1. El monitor de CO, PM10, SO2, o NO2 ha medido concentraciones más bajas del mismo contaminante que
otro similar en la misma área durante los cinco años anteriores.
2. Las medidas de control previstas para ser implementadas o descontinuadas durante los próximos cinco
años no se aplican en las zonas que rodean a los monitores evaluados.
3. Los cambios producidos por las medidas de control tendrán efectos similares en las concentraciones
medidas, de tal forma que el monitor que se mantenga será aquel con las mayores lecturas de los dos
monitores que se comparan.
4. El monitor no es requerido por un plan de trabajo específico.
V.3 Monitores que no registran violaciones a las normas de calidad del aire.
Se pueden realizar dos pruebas para asegurarse que un monitor se puede quitar debido a que no ha registrado
violaciones a las normas de calidad del aire:
1. Cualquier monitor, para cualquier contaminante, en un área determinada que no haya medido las
violaciones de la normas de calidad del aire en los cinco años anteriores puede ser elegible para ser
retirado.
2. Un programa de Control de la Calidad del Aire prevé un enfoque específico y reproducible para representar
la calidad del aire en el área de interés en la ausencia de datos de monitoreo.
V.4 Monitores viento arriba.
A fin de poder remover un monitor que está diseñado para medir las concentraciones viento arriba de una zona
urbana y poder caracterizar el traslado al interior del área,deben cumplirse los siguientes criterios:
1. El monitor no ha registrado violaciones a las normas de calidad del aire en los cinco años previos.
2. El retiro del monitor está vinculado a la puesta en marcha de otra estación que también caracteriza el
traslado.
V.5 Problemas logísticos más allá del control del área responsable.
Un monitor no elegible para su remoción bajo alguno de los criterios anteriores, puede ser movido a un lugar
cercano a la misma escala de representación, siempre y cuando presente problemas logísticos que van más allá del
control del área responsable, lo que hace imposible el continuar con la operación de su sitio actual.
83
VI. Consideraciones en la aplicación de Protocolo.
Considerando que los objetivos del monitoreo de la calidad del aire pueden cambiar en el tiempo, como resultado de
una serie de circunstancias tales como cambios: En los contaminantes de interés, en los patrones de emisión de
contaminantes, poblacionales o de comportamiento de la población (por ejemplo, crecimiento de la motorización) y
mejor comprensión de los fenómenos asociados con la dinámica atmosférica de la contaminación, es probable que
las redes de monitoreo tengan monitores innecesarios o redundantes en algunas zonas, además de localizaciones
ineficientes o poco efectivas para algunos contaminantes, mientras que otras regiones o contaminantes sufren de
falta de monitores. Ante esta situación en años recientes ha proliferado el interés de realizar evaluaciones periódicas
del desempeño de una red, a fin de estar en condiciones de llevar a cabo los ajustes necesarios para optimizar su
funcionamiento, lo cual se puede lograr a través de:
Redistribuir los recursos disponibles.
Crear recursos adicionales.
Potenciar el valor de los monitores existentes en una red.
Así por ejemplo, en los Estados Unidos de Norteamérica, la Agencia de Protección Ambiental (EPA), determinó que
los sistemas de monitoreo de la calidad del aire deberían ser evaluados cada cinco años, a fin de determinar, por lo
menos, si las redes cumplen con los objetivos para los que fueron instrumentadas originalmente, si se hacen
necesarios nuevos sitios, si existen monitores que pueden ser retirados o reubicado, o si es apropiada la
incorporación de nuevas tecnologías.
Para llevar a cabo dichaprueba, la EPA publicó en 2007 la “Guía de Evaluación de Redes de Monitoreo de Aire
Ambiente” (EPA, 2007), en la cual se describen una serie de criterios y técnicas analíticas que pueden ser usadas
para ejecutar dicha evaluación. En México, como se ha mencionado con anterioridad, no existen lineamientos
oficiales que puedan ser empleados, ni para evaluar el desempeño de una red de monitoreo, ni para determinar la
pertinencia de la ubicación de un monitor. Sin embargo, dado que estas actividades son parte fundamental de la
gestión de una red de monitoreo de la calidad del aire, se sugiere usar como referencia los criterios y metodologías
descritas en este documento, los cuales corresponden a las técnicas analíticas descritas en guía antes referida y
que fuera publicada por la EPA.
Bibliografía.
Cimorelli A.J., Chow A.H., Stahl C.H., Lohman D., Ammentorp E., Knapp R., and Erdman T. (2003) Region III
ozone network reassessment. Presented at the Air Monitoring & Quality Assurance Workshop, Atlanta, GA,
September 9-11 by the U.S. Environmental Protection Agency, Region 3, Philadelphia, PA. Disponible en:
http://www.epa.gov/ttn/amtic/files/ambient/pm25/workshop/atlanta/r3netas.pdf
CFR (Code of Federal Regulations), Part 58, Appendix D. Network Design Criteria for Ambient Air Quality
Monitoring. Disponible en: http://www.ecfr.gov/cgi-bin/text-
idx?SID=4d23fbfac1cb626b8fecb9e7216cdba3&node=40:6.0.1.1.6.7.1.3.37&rgn=div9
84
CFR (Code of Federal Regulations), Part 58, Appendix E. Probe and Monitoring Path Siting Criteria for Ambient
Air Quality Monitoring. Disponible en:http://www.ecfr.gov/cgi-bin/text-
idx?SID=4d23fbfac1cb626b8fecb9e7216cdba3&node=40:6.0.1.1.6.7.1.3.38&rgn=div9
Eder B.K., Davis J.M., and Bloomfield P. (1993) A characterization of the spatiotemporal variability of non-urban
ozone concentrations over the eastern United States. Atmos. Environ. 27A, 2645-2668.
EPA – Environmental Protection Agency. 2007. Ambient Air Monitoring Network Assessment Guidance.
Analytical Techniques fot Technical Assessments of Ambient Air Monitoring Networks. Air Quality Assessment
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85
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IV.2 Análisis de cobertura de las estaciones que conforman los SMCA de las zonas
metropolitanas de Oaxaca, Morelos, Tlaxcala, Monterrey y Campeche.
I. Integración de información recopilada.
1.1.- Áreas geoestadísticas.
Los datos recopilados para este proyecto tales como:Población, red carretera, estaciones de monitoreo y fuentes
puntuales de emisión, será referenciada a áreas geoestadísticas a nivel estatal y municipal. Las áreas
geoestadísticas se obtuvieron en forma vectorial del Marco Geoestadístico, diseñado y creado por el INEGI y que
está en el siguiente enlace:
http://www.inegi.org.mx/geo/contenidos/geoestadistica/m_geoestadistico.aspx
En esta dirección se seleccionaron “Áreas Geoestadísticas Estatales” y “Áreas Geoestadíticas Municipales” y los
archivos que se obtuvieron fueron:
mge2010v5_0a .zip (Áreas Geoestadísticas Estatales).
mgm2010v5_0a.zip (Áreas Geoestadísticas Municipales).
Después de descomprimir los dos archivos anteriores se obtienen los archivos shape, los cuales emplean un
sistema geográfico de coordenadas ITRF_1992 y están proyectados en un sistema coordenado de Lambert Cónica
Conformal, los archivos con la información para los estados y municipios tienen los siguientes nombres:
86
ESTADOS.shp
MUNICIPIOS.shp
Con el propósito de tener toda la información en un sistema coordenado geográfico común, los archivos con la
información de las áreas geoestadísticas se transformaron en archivos que emplean el sistema coordenado
geográfico WGS_84, sin ninguna proyección definida, los archivos resultantes tienen los siguientes nombres:
ESTADOS_WGS84.shp
MUNICIPIOSWGS84.shp
1.2.- Unión del atributo población a la capa de municipios.
Con las herramientas de un Sistema de Información Geográfico es posible hacer uniones entre una capa y una
tabla, en este caso la capa está representada por el archivo MUNICIPIOSWGS84.shp y la tabla con el archivo que
contiene los datos de población por municipio.
Para el estado de Nuevo León se empleó el archivo con valores separados por comas:
Nuevo_Leon_Poblacion2010.csv, para Campeche: Campeche_Poblacion2010.csv, para Oaxaca:
Oaxaca_Poblacion2010.csv, para Morelos: Morelos_Poblacion2010.csv y por último, para el estado de Tlaxcala el
archivo: Tlaxcala_Poblacion2010.csv.
Los archivos shape que se generan después del proceso de unión para cada uno de los estados son:
Nuevo_Leon_Poblacion2010.shp
Campeche_Poblacion2010.shp
Oaxaca_Poblacion2010.shp
Morelos_Poblacion2010.shp
Tlaxcala_Poblacion2010.shp
Lo atributos que contiene cada una de estas capas son:
Clave de la Entidad.
Clave del Municipio.
Nombre del Municipio.
Población.
En la siguiente figura se ilustra la distribución espacial de la población de cada uno de los municipios que
constituyen a la zona metropolitana de Monterrey, cuyos nombres son: Apodaca, Cadereyta de Jiménez, Carmen,
García, San Pedro Garza García, General Escobedo, Guadalupe, Juárez Monterrey, Salinas Victoria, San Nicolás de
los Garza, Santa Catarina y Santiago, la información de la población corresponde al censo de población y vivienda
llevado a cabo por el INEGI en el 2010 (http://www.inegi.org.mx) y se presenta una gráfica de la población por
municipio para el estado de Nuevo León, en la que se observa que el municipio que corresponde a Monterrey
cuenta el mayor número de habitantes y alcanza una cifra de 1,135,550, los municipios con un número de
habitantes mayor a 200,000 corresponden a: Apodaca, General Escobedo, Guadalupe, Juárez, San Nicolás de los
Garza y Santa Catarina.
87
Figura IV. 1 Distribución de la población en la zona metropolitana de Monterrey (2010).
Figura IV. 2 Población por municipio en el estado de Nuevo León (2010).
0
200,000
400,000
600,000
800,000
1,000,000
1,200,000
Ab
aso
loA
gual
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An
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San
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ravo
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l. Es
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l. Zu
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uis
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Mo
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mo
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Pes
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ería
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Hid
algo
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San
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s G
arza
Hid
algo
San
ta C
atar
ina
San
tiag
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alle
cillo
Vill
ald
ama
Nuevo León
Poblacion
88
Se muestra la distribución espacial del número de habitantes en el estado de Campeche, no obstante que, en este
estudio, únicamente se tiene interés el municipio de Campeche,también se incluye la información para los otros
municipios, pero sólo para fines de comparación. Aquí se observa que el municipio de Campeche es el más
poblado de todo el estado de y ostenta una población de 259,005 habitantes.En estaentidad, los municipios con un
número de habitantes mayor a 200,000 son los de Campeche y ciudad del Carmen.
Figura IV. 3 Distribución de la población en el estado de Campeche (2010).
89
Figura IV. 4 Población por municipio en el estado de Campeche (2010).
En la figura siguiente se ilustra la distribución espacial de la población de cada uno de los municipios que
constituyen a la zona metropolitana de Oaxaca, cuyos nombres son: Oaxaca de Juárez, San Agustín de las Juntas,
San Agustín Yatareni, San Andrés Huayápam, San Antonio de la Cal, San Bartolo Coyotepec, San Jacinto Amilpas,
Ánimas Trujano, San Lorenzo Cacaotepec, San Pablo Etla, Villa de Etla, San Sebastián Tutla, Santa Cruz Amilpas,
Santa Cruz Xoxocotlán, Santa Lucía del Camino, Santa María Atzompa, Santa María Coyotepec, Santa María del
Tule, Santo Domingo Tomaltepec, Soledad Etla, Tlalixtac de Cabrera y Villa de Zaachila, la información de la
población corresponde al censo de población y vivienda llevado a cabo por el INEGI en el 2010
(http://www.inegi.org.mx)
0
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
300,000
Cal
kin
í
Cam
pec
he
Car
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Ch
amp
otó
n
Hec
elch
akán
Ho
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chén
Pal
izad
a
Ten
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a
Cal
akm
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Can
de
lari
a
Campeche
Poblacion
90
Figura IV. 5 Distribución de la población en la zona metropolitana de Oaxaca (2010).
En la imagen siguiente se presenta una gráfica de la población, por municipio, para la Zona metropolitana de
Oaxaca y se observa que el municipio que corresponde a Oaxaca de Juárez cuenta el mayor número de habitantes
y alcanza una cifra de 263,357, de los 22 municipios que integran la zona metropolitana, 20 ellos cuentan con un
número de habitantes menores a 50,000.
91
Grafica IV. 1 Población por municipio para la Zona metropolitana de Oaxaca (2010).
En la figura siguiente se muestra la distribución espacial del número de habitantes en la zona metropolitana de
Tlaxcala, la que está constituida por los siguientes municipios: Amaxac de Guerrero, Apetatitlán de Antonio Carvajal,
Apizaco, Cuaxomulco, Chiautempan, Contla de Juán Cuamatzi, Panotla, Santa Cruz Tlaxcala, Tetla de la
Solidaridad, Tlaxcala, Tocatlán, Totolac, Tzompantepec, Xaloztoc, Yauhquemecan, La Magdalena Tlaltelulco, San
Damián Texoloc, San Francisco Tetlanohcan y Santa Isabel Xiloxoxtla.
0
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
300,000O
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San
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San
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a
Tlal
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ach
ila
Zona Metropolitana de Oaxaca.
Población, 2010.
92
Figura IV. 6 Distribución de la población en la zona metropolitana de Tlaxcala (2010).
En la gráfica siguiente se observa que el municipio de Tlaxcala es el más poblado dentro de la zona
metropolitanacon una población de 89,795 habitantes, le siguen los municipios de Apizaco y Chiautempan con cifras
de 76,492 y 66,149 habitantes respectivamente, la población del resto de los municipios es menor de 40,000
habitantes.
93
Grafica IV. 2 Población por municipio para la zona metropolitana de Tlaxcala (2010).
La figura siguiente presenta la distribución de la población en el estado de Morelos, en este caso no hay municipios
que definan a una zona metropolitana como en los dos casos anteriores, por lo tanto, para el presente estudio, se
hará uso de todos los municipios que componen al estado de Morelos.
0
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
80,000
90,000
100,000
Am
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Gu
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Toto
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Yau
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Zona Metropolitana de Tlaxcala.
Población, 2010
94
Figura IV. 7 Distribución de la población en el estado de Morelos (2010).
El número de habitantes por municipio para el estado de Morelos se muestra gráficamente en la Fig. 1.2.6. De aquí
podemos observar que el área más poblada corresponde al municipio de Cuernavaca, cuya población alcanza
365,168 habitantes, el segundo lugar le corresponde al municipio de Jiutepec con 196,953 habitantes y el tercer
lugar lo tiene el municipio de Cuautla cuya población es de 175,207 habitantes.
95
Grafica IV. 3 Población por municipio para el estado de Morelos (2010).
La información de la distribución espacial del número de habitantes es de gran relevancia en el diseño espacial
óptimo para la instalación de estaciones de monitoreo de calidad del aire, debido a que es uno los factores que
determinan los sitios ideales para la ubicación de las estaciones de monitoreo.
1.3.- Emisiones de fuentes puntuales.
El inventario de emisiones de fuentes puntuales es un estudio anual de plantas químicas, refinerías, plantas de
suministro eléctrico y otros sitios industriales. Para el presente estudio se usa el Inventario Nacional de Emisiones
(INEM) para fuentes puntuales correspondiente al año 2008, generado por la SEMARNAT, la información relevante
que contiene este estudio es la siguiente:
Especies contaminantes: Óxidos de azufre (SOx), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx),
compuestos orgánicos volátiles (COV), amoníaco (NH3), carbón negro (BC), materia particulada menor a 10
micrones (PM10) y materia particulada menor a 2.5 micrones (PM2.5).
0
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
300,000
350,000
400,000
Am
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Tem
oac
Morelos
Población, 2010.
96
Parámetros de una chimenea: coordenadas geográficas (latitud, longitud), altura, diámetro, velocidad y temperatura
de los gases de salida.
1.4.- Representación de fuentes puntuales en un Sistema de Información Geográfico (SIG).
Las coordenadas latitud-longitud de cada una de las chimeneas describen puntos sobre la superficie de la tierra, por
lo que es posible crear una capa con un Sistema de Información Geográfico tal como ArcGIS, para georeferenciar
las ubicaciones de cada una de las chimeneas que se encuentran en los archivos de emisiones de las fuentes
puntuales.
El sistema coordenado geográfico que se emplea para representar la ubicación de las chimeneas en los mapas de
los municipios a los cuales pertenecen, es el WGS84 y en este caso, no se usa un sistema coordenado de
proyección.
Los datos de entrada al Sistema de Información Geográfico (coordenadas geográficas de las chimeneas latitud-
longitud) se proporcionan a través de los archivos de emisiones de fuentes puntuales y los que resultan en formato
shape.
1.5.- Integración de las capas de información.
Los sistemas actuales de información geográfica tienen la capacidad para superponer capas de información y de
esta forma contestar preguntas tales como ¿qué caminos se encuentran en un municipio dado? ¿qué fuentes de
emisión hay en un polígono dado?, etc.
La práctica de superponer varias capas de información, cuando están separadas en varias capas, es de gran ayuda,
ya que de esta forma se logra integrar toda la información, lo facilita su análisis. Para este estudio se llevó a cabo la
superposición de capas con la información relevante para instalar nuevas estaciones de monitoreo y poder medir la
calidad del aire en:La zona metropolitana de Oaxaca, la de Tlaxcala y el estado de Morelos.
Las capas a superponer contienen información de la topografía del terreno, carreteras principales, fuentes puntuales
de emisión y estaciones de monitoreo de la calidad del aire actualmente instaladas y en operación.
El conocimiento de la información topográfica es muy importante debido a que contribuye de algún modo al
comportamiento meteorológico de la región y por lo tanto, en el establecimiento de los patrones de viento, los cuales
son un factor que juega un papel de suma importancia para la instalación de las estaciones de monitoreo de la
calidad del aire.
Debido a que las emisiones producto del escape de las fuentes móviles contribuyen con un gran porcentaje altotal
de contaminantes que provienen de actividades realizadas por el hombre también llamadas antropogénicas, es de
mucha utilidad conocer cómo es la distribución espacial de las principales carreteras por las que se desplazan estas
fuentes de emisión, además de que ello proporciona criterios para una mejor planeación en la instalación de nuevas
97
estaciones de monitoreo. Es muy importante tener registro de los contaminantes emitidos por esta categoría de
fuentes, debido a que este tipo de emisiones causan un gran daño a la salud de la población.
La capa que contiene la información de las ubicaciones de las estaciones de monitoreo es muy importante, debido a
que los principales objetivos de una red de monitoreo de calidad del aire son:
1. Proveer, de manera oportuna, datos de la calidad del aire al público en general mismos que pueden ser
presentados a través de diferentes vías, tales como mapas de la calidad del aire, periódicos, sitios de internet o
como parte de los avisos públicos sobre el pronóstico del tiempo.
2. Vigilar el cumplimiento de los estándares de calidad del aire y apoyar el desarrollo de estrategias de control de
emisiones. Los datos generados por las redes de monitoreo pueden ser utilizados para evaluar los modelos
regionales de calidad del aire usados en el diseño de estrategias de control de emisiones, y para dar
seguimiento al impacto que tiene la implementación de dichas medidas sobre la calidad del aire. El monitoreo en
zonas cercanas a las principales fuentes de emisión y el que va orientado a fuentes pueden proporcionar
información valiosa sobre qué tan bien están controlando sus emisiones las fuentes industriales.
3. Apoyar el desarrollo de estudios de investigación sobre la contaminación del aire. Los datos de calidad del aire
pueden ser usados para complementar la información colectada por investigadores que trabajan en la evaluación
de los efectos en la salud y procesos atmosféricos, o para desarrollar trabajos en torno a los métodos de
monitoreo.
La superposición de las capas de información correspondientes a laszonasmetropolitanas de Monterrey, Campeche,
Oaxaca, Tlaxcala y delestado de Morelos se hicieron con el Sistema de Información Geográfica ArcGIS, y los
archivos que se generaron para cada uno de los casos son los siguientes:
EstMon_Carr_ZMM.mxd
EstMon_Carr_ZMC.mxd
Todas_Capas_ZMO_SN.mxd
Todas_Capas_ZMT_SN.mxd
Todas_Capas_Morelos_SN.mxd
En la figura siguiente se presenta, de una manera ilustrativa, la visualización de las capas superpuestas para la
zona metropolitana de Monterrey, y en ella se pueden observar claramente las partes elevadas que existen en la
parte suroeste del municipio de Monterrey y en general, de casi todos los municipios que constituyen esta zona; las
principales carreteras que atraviesan la zona también están representadas,al igual que la distribución espacial de las
estaciones de monitoreo.
98
Figura IV. 8 Integración de las capas de información: Topografía, carreteras y estaciones de monitoreo
de calidad del aire en la zona metropolitana de Monterrey.
La siguiente figura muestra un terreno prácticamente plano en el municipio de Campeche, lo cual permite que el aire
se mueva libremente; la ausencia de valles impide que se creen capas de inversión y este tipo de terreno permite
que la atmósfera se refresque rápidamente.La única estación de monitoreo de calidad del aire para este estadoestá
ubicada en el municipio de Campeche y cercana al mar como se puede observar, también se muestran las
principales carreteras que atraviesan el estado.
99
Figura IV. 9. Integración de las capas de información: Topografía, carreteras y estaciones de monitoreo
de calidad del aire en el estado de Campeche.
En la figura siguiente se presenta, de manera ilustrativa, la visualización de las capas superpuestas para la zona
metropolitana de Oaxaca, aquí se puede observar claramente que la regiónurbana de Oaxaca está ubicada en una
zona de montañosa.Tomando como referencia al municipio de Oaxaca de Juárez,la zona quedaría en la parte norte
y noreste de dicho municipio, también se muestran las principales carreteras que atraviesan la zona metropolitana
de Oaxaca, así como la distribución espacial de las estaciones de monitoreo y de las fuentes puntuales de emisión.
100
Figura IV. 10 Integración de las capas de información: Topografía, carreteras, fuentes puntuales de emisión
y estaciones de monitoreo de calidad del aire en la zona metropolitana de Oaxaca.
La siguiente figura: Integración de las capas de información: Topografía, carreteras, fuentes puntuales de emisión y
estaciones de monitoreo de calidad del aire en la zona metropolitana de Tlaxcala muestra la topografía del estado
de Tlaxcala que, como se puede apreciar, en general es montañosa y el punto más elevado sobre el nivel del mar
está representado por el volcán la Malintzin, el cual está situado al este del municipio de Tlaxcala, también se
muestran las cinco estaciones de monitoreo de la calidad del aire que actualmente existen en el estado, dos de las
cuales están en la zona metropolitana de Tlaxcala, en tanto que las restantes en el exterior.
101
En la imagen también se puede observar la distribución espacial de las fuentes puntuales de emisión y todas,
excepto dos,se ubican en la zona metropolitana de Tlaxcala.Finalmente, la capa correspondiente a la red vial que
atraviesa el estado de Tlaxcala aparece también en esta figura.
Figura IV. 11. Integración de las capas de información: topografía, carreteras, fuentes puntuales de emisión
y estaciones de monitoreo de calidad del aire en la Zona metropolitana de Tlaxcala.
102
En la siguiente figura aparece la topografía que existe en el estado de Morelos; en la parte norte del estadose ubica
la zona montañosa que conforma la serranía del Ajusco, la parte central y la del sur están compuestas
principalmente por elevaciones de terreno relativamente bajas; la distribución espacial de las fuente puntuales de
emisión y de las estaciones de monitoreo de la calidad del aire que existen en el estado se pueden observar en esta
figura, así como la distribución de la red vial.
Figura IV. 12 Integración de las capas de información: Topografía, carreteras, fuentes puntuales
de emisión y estaciones de monitoreo de calidad del aire en el estado de Morelos.
103
En la siguiente tabla se resumen los archivos generados correspondientes a esta etapa del proyecto.
Tabla IV. 11 Resumen de los archivos generados.
Archivo Descripción
ESTADOS_WGS84.shp Áreas geoestadísticas estatales.
MUNICIPIOSWGS84.shp Áreas geoestadísticas municipales.
Oaxaca_Poblacion2010.shp Población 2010.
Tlaxcala_Poblacion2010.shp Población 2010.
Morelos_Poblacion2010.shp Población 2010.
Puntuales_Estatales_ZMO_SN.shp Inventario de emisiones 2008.
Puntuales_Federales_ZMO_SN.shp Inventario de emisiones 2008.
Puntuales_Estatales_ZMT_SN.shp Inventario de emisiones 2008.
Puntuales_Federales_ZMT_SN.shp Inventario de emisiones 2008.
Puntuales_Estatales_ZMMOR_SN.shp Inventario de emisiones 2008.
Puntuales_Federales_ZMMOR_SN.shp Inventario de emisiones 2008.
Todas_Capas_ZMO_SN.mxd Capas superpuestas.
Todas_Capas_ZMT_SN.mxd Capas superpuestas.
Todas_Capas_Morelos_SN.mxd Capas superpuestas.
104
II. Campos de viento para laszonasmetropolitanas de Oaxaca, Tlaxcala y el Estado de Morelos.
2.1.- Descripción del modelo WRF.
El modelo WRF (Weather Research and Forecasting) es un sistema para la predicción numérica del tiempo y
simulación atmosférica de área limitada cuya coordenada vertical sigue al terreno (coordenada σ). Sirve
pararesolver el conjunto de ecuaciones primitivas no-hidrostáticas de pronóstico para los campos tridimensionales
del viento, temperatura, agua y presión. Opcionalmente puede reportar otras variables incluyendo la energía cinética
turbulenta, relaciones de mezcla para: vapor de agua; lluvia/agua y agua/hielo en las nubes. Puede correr con
múltiples mallas anidadas en una o dos vías y resolver una variedad de procesos atmosféricos y de circulaciones
sobre escalas espaciales que se extienden desde uno hasta algunos miles de kilómetros. El modelo es modular
para facilitar el intercambio de opciones físicas y la asimilación de datos. Las ecuaciones se resuelven
horizontalmente sobre una estructura de malla de Arakawa-C, definida sobre un número proyecciones de mapa
disponibles.
El modelo está soportado por algunos programas de pre y post procesamiento. El software del sistema de
modelación WRF se ha escrito principalmente en lenguaje FORTRAN y ha sido desarrollado con la colaboración de
varias instituciones, entre las cuales se pueden citar las siguientes: NOAA (National Oceanic and Atmospheric
Administration), NCAR (National Center for Atmospheric Research), NCEP (National Center for Environment
Prediction), FSL (Forecast Systems Laboratory), AFWA (Air Force Weather Agency), el Naval Research Laboratory,
la Oklahoma University y la FAA (Federal Aviation Administration)El modelo se puede descargar libremente de la
dirección http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/download/get_source.html . Las herramientas para pre y post
procesamiento facilitan el desarrollo de varias entradas al modelo y el análisis de las salidas del mismo.
Debido a que el modelo WRF es de área limitada, requiere de información en las fronteras laterales que definan la
variación espacial y temporal en la periferia del dominio madre a través de la simulación. Las condiciones iniciales y
de frontera generalmente se especifican usando análisis observacional y se pueden complementar con
observaciones en la superficie o en los niveles superiores. Estas fuentes de información pueden obtenerse a partir
de una variedad de sistemas de análisis de rutina, que van desde algunos productos de análisis global, hasta
campos de inicialización de pronóstico a resoluciones más altas (tiempo y espacio) preparados el NWS (National
Weather Service) u otras entidades. Muchos conjuntos de datos están disponibles en NCAR (National Center for
Atmospheric Research, http://ncar.ucar.edu/ )
2.2.- Dominios de simulación.
En el presente estudio se modelan algunas regiones de interés, la primera incluye zona metropolitana de Monterrey,
la segunda al estado de Campeche, la tercera la zona metropolitana de Oaxaca (ZMO) y la cuarta al estado de
Morelos y a la zona metropolitana de Tlaxcala (ZMT).
105
Para cada una de estas regiones el modelo meteorológico WRF se configuró para correr con tres mallas: la malla
madre tiene una resolución de 36 km. y dos mallas anidadas, con una resolución de 12 km. la primera y la segunda
con una resolución de 4 km. Las mallas se definen sobre una proyección conformal de Lambert con latitudes
verdaderas en 17.5O N y 29.5O N, para el caso de la ZMM con una latitud y una longitud central en 25.7O N y 99.8O
W en ese orden, para la región de Campeche la latitud y longitud central están en 19.2O N y 91O W
correspondientemente, para el caso de la ZMO la latitud y longitud central están en 17.1O N y 96.25O W
respectivamente y para la cuarta del estado de Morelos y ZMT la latitud y longitud central están en 19.22O N y
98.62O W en ese orden.
En la figura denominada “Dominios de simulación que cubren la zona metropolitana de Monterrey, 36/12/4 km”, se
presenta la distribución geográfica de las mallas para la región que cubre a la ZMM, la malla madre se extiende más
allá del estado de Nuevo León y el tamaño de la otra más interna es tal, que cubre a toda la ZMM.
Figura IV. 13 Dominios de simulación que cubren la zona metropolitana de Monterrey, 36/12/4 km.
En la siguiente figura denominada “Dominios de simulación para el estado de Campeche 36/12/4 km” se muestra el conjunto de mallas que incluyen todo elestado; la malla madre para esta región abarca parte de los estados de Yucatán, Tabasco y Chiapas, pero se observa que el estado de Campeche está cubierto en su totalidad por la malla más interna.
106
Figura IV. 14 Dominios de simulación para el estado de Campeche, 36/12/4 km.
En la figura siguiente denominada “Dominios de simulación que cubren la zona metropolitana de Oaxaca 36/12/4 km” se muestra el conjunto de mallas que incluyen a todo el estado.
107
Figura IV. 15 Dominios de simulación que cubren la zona metropolitana de Oaxaca, 36/12/4 km.
En la figura siguiente denominada “Dominios de simulación para el estado de Morelos y la zona metropolitana de Tlaxcala, 36/12/4 km” se muestra el conjunto de mallas que incluyen todo el estado.
108
Figura IV. 16 Dominios de simulación para el estado de Morelos y la zona metropolitana de Tlaxcala 36/12/4 km.
109
2.4.- Condiciones iniciales y en la frontera.
Una condición inicial se considera como una prescripción del estado de un sistema dinámico en un tiempo
especificado y para todos los tiempos subsecuentes, las ecuaciones de movimiento y condiciones en la frontera
determinan el estado del sistema. Es por este motivo que la generación de estas condiciones deba ser lo más
cercano a la realidad, si desea obtener resultados confiables con un modelo meteorológico como el WRF.
Para el caso de datos reales, el modelo WRF usa el programa real.exe, a fin de generar las condiciones iniciales y
en la frontera para una simulación dada; para este caso se requiere un procesamiento con el paquete WPS, el cual
proporciona cada uno de los campos estáticos y atmosféricos con fidelidad apropiada para la resolución
seleccionada de la malla para el modelo.
Las principales funciones del programa real son las siguientes:
Lectura de datos del archivo namelist.input.
Asignar espacio para los dominios.
Generar el archivo de condiciones iniciales.
Leer los datos estáticos y meteorológicos que provienen del sistema de preprocesamiento WPS.
Preparar los campos de suelo que se van a usar en el modelo (interpolación vertical a los niveles requeridos por
el esquema de suelo).
Revisar para verificar que las categorías de: suelo, uso de suelo, temperatura del suelo y temperatura de la
superficie del mar sean consistentes unas con las otras.
Procesar múltiples períodos de tiempo para generar las condiciones de frontera lateral, misma quees requerida,
a menos que se esté procesando un pronóstico global.
Acoplamiento de los datos tridimensionales en la frontera (u, v, temperatura potencial, relación de mezclado para
el vapor, geopotencial total) con la presión total en la columna.
El paquete WPS genera información que está lista para ser usada en el sistema y por el programa real.exe.Las
características principales de esta información son las siguientes:
Los datos se adhieren al WRF IO API (Input Output Applications Programming Interface).
Los datos han sido interpolados horizontalmente a los puntos de la malla para cada una de las variables, y el
viento se ha rotado a la proyección del mapa del modelo WRF.
Datos meteorológicos tridimensionales requeridos del paquete WPS: Presión, u, v, temperatura, humedad
relativa y altura geopotencial.
Datos tridimensionales de suelo provenientes del paquete WPS: Temperatura del suelo, humedad del suelo,
líquido en el suelo (opcional, depende de la selección física en el modelo WRF).
Datos meteorológicas bidimensionales provenientes del paquete WPS: Presión a nivel del mar, presión en la
superficie, u y v en la superficie, temperatura en la superficie, humedad relativa en la superficie y elevación.
Datos meteorológicos bidimensionales opcionales provenientes del paquete WPS: Temperatura en la superficie
del mar, profundidad de la nieve, profundidad de la nieve equivalente en agua.
110
Datos estáticos bidimensionales para la física de superficie: Elevación del terreno, categorías de uso del suelo,
categorías de la textura del suelo, datos mensuales interpolados temporalmente, elevación de la topografía del
modelo.
Datos estáticos bidimensionales para la proyección: Factores de mapa, Coriolis, rotación de la proyección, latitud
computacional.
Constantes: Tamaño del dominio, distancias de las mallas, fecha.
2.5.- Física del modelo.
Actualmente el sistema de modelación WRF cuenta con las siguientes opciones que describen la física de los
procesos meteorológicos:
Microfísica – Incluye al vapor de agua resuelto explícitamente, nubes y procesos de precipitación.
Para la malla madre se empleó el esquema WRF Single-Moment 3-class el cual es apropiado para tamaños de
malla a meso escala, este esquema se basa en el trabajo de Hong et al. (1983), para las mallas restantes se
seleccionó el esquema Purdue de Lin et.al, el cual se apoya en los trabajos de Lin et. a.l (1983) y Rutledge and
Hobbs (1984), se recomienda para los casos de simulaciones con mallas de alta resolución y con datos reales.
Parametrización de cúmulos: Estos esquemas son responsables para los efectos a escala sub malla de nubes
convectivas y/o de baja profundidad. La intención de estos esquemas es representar los fluxes verticales
provocados por los ascensos y descensos de las corrientes de aire sin resolver y compensar el movimiento fuera de
las nubes.
El esquema modificado de Kain-Fritsch, Kain (2004) se basa en los trabajos de Kain and Fritsch (1990) y Kain and
Fritsch (1993) y se utilizó para aplicarlo en las tres mallas de simulación. Este esquema utiliza un modelo simple de
nube con corrientes de humedad ascendente y descendente, incluyendo los efectos de transferencia de aire por
mezclado hacia el interior y exterior de la nube (entrainment y detrainment) y una microfísica relativamente simple.
Capa superficial: Los esquemas para la capa superficial calculan las velocidades de fricción y coeficientes de
intercambio que facilitan el cálculo de los fluxes superficiales de calor y humedad, por los modelos de superficie del
sueloy los esfuerzos en la superficie en el esquema de la capa límite planetaria.
Para las tres mallas se seleccionó el esquema de Monin-Obukov (MM5), el cual emplea funciones de estabilidad de
Paulson (1970), Dyer and Hicks (1970) y Webb (1970) para calcular coeficientes de intercambio en la superficie de
calor humedad y momentum, para mejorar los fluxes de calor;en momentum se usa una velocidad convectiva
propuesta por Beljaars (1994).
Modelo para la superficie del suelo: Los modelos de superficie del suelo usan información atmosférica del esquema
para la capa superficial, forzamiento radiactivo del esquema de radiación y forzamiento de precipitación de los
esquemas de microfísica y convectivo, junto con información interna de las variables del estado del suelo y
propiedades de la superficie del suelo, a fin de proporcionar los fluxes de calor y humedad sobre puntos del suelo y
mar-hielo.
111
El modelo que se empleó para la superficie del suelo de las tres mallas fue el modelo Noah, este esquema fue
desarrollado conjuntamente por NCEP/NCAR/AFWA para la temperatura y humedad del suelo en cuatro niveles (10,
30, 60 y 100 cm. desde el tope hacia abajo). El modelo Noah es el sucesor del modelo OSU descrito por Chen and
Dudhia (2001).
Capa límite planetaria: La capa límite planetaria es la responsable de los fluxes verticales a escala submalla
generados debido al traslado por remolinos en la columna atmosférica completa.
El cálculo de la capa límite planetaria para las tres mallas se realizó con el esquema de la Universidad Yonsei, el
cual es un esquema K-no-local, con una capa de transferencia de aire por mezclado hacia el interior de la capa
límite explícita y un perfil K parabólico para capas de mezclado inestables.
Este esquema (Hong et.al. 2006) es la siguiente generación de capa límite planetaria de MRF (Medium Range
Forecast Model), que usa el término contra-gradiente para representar los fluxes debidos a gradientes no-locales.
Radiación atmosférica: Los esquemas de radiación proporcionan el calentamiento debido a la divergencia del flux
radiactivo y a las radiaciones de ondas larga y corta que descienden en la superficie. La radiación de onda larga
incluye radiación infra-roja o térmica que es absorbida y emitida por gases y superficies. La radiación de onda corta
incluye longitudes de onda visibles que constituyen al espectro solar, por lo que, en este caso, la fuente es el sol.
El esquema RRTM (Rapid Radioctive Transfer Model) para radiación de onda larga es el que se emplea para todas
las mallas, es muy exacto, emplea tablas para eficiencia y considera múltiples bandas y especies microscópicas. Es
un esquema que se tomó de MM5 y se basa en el trabajo de Mlawer et.al. (1997) y usa el método de k-
correlacionada, además de que es de banda-espectral.
Para la radiación de onda corta se empleó el esquema de Dudhia para todas las mallas, el que se basa
principalmente en el trabajo de Dudhia (1989) e integra hacia abajo el flux solar y de esta forma, se toman en
cuenta: La dispersión en aire claro, absorción por vapor de agua, el albedo y absorción de las nubes.
La lista de las opciones físicas que se emplearon en las simulaciones realizadas con el modelo meteorológico WRF
para este estudio, se muestra en la tabla opciones físicas seleccionadas.
Tabla IV. 12 Opciones físicas seleccionadas en el modelo WRF para las simulaciones.
Opción Física Parametrización
Microfísica. WSM 3-class (Malla madre).
Microfísica. Lin et. al. (Mallas anidadas).
Cúmulos. Kain Fritsch.
Capa Superficial. Monin-Obukhov.
Superficie del suelo. Noah unificado.
Capa límite planetaria. YSU.
Radiación de onda larga. RRTM.
Radiación de onda corta. Dudhia.
112
2.6.- Ejecución del modelo WRF.
Para el presente estudio se empleará información del Inventario Nacional de Emisiones (INEM) correspondiente al
año 2008, por lo tanto, todas las simulaciones que se realicen con el sistema WRF corresponderán a este año. Los
períodos de simulación son mensuales y se seleccionaron los meses de Febrero, Mayo, Agosto y Noviembre como
representativos de cada una de las estaciones del año. En la tabla siguiente se presentan los períodos para las
simulaciones que se llevaron a cabo, junto con las fechas iniciales y finales de cada una de ellas.
Tabla IV. 13 Períodos de simulación.
Período Fecha inicial Fecha final
Febrero Enero 27 de 2008 Marzo 1 de 2008
Mayo Abril 26 de 2008 Junio 1 de 2008
Agosto Julio 27 de 2008 Septiembre 1 de 2008
Noviembre Octubre 27 2008 Diciembre 1 de 2008
Las fechas iniciales cubren cinco días antes del inicio de cada mes de simulación, esta práctica es recomendada
para dejar que el modelo se relaje numéricamente.
Los archivos generados por el modelo meteorológico ocupan demasiado espacio y para el propósito de visualización
de la información con el software VAPOR (Visualization and Analysis Platform for Ocean, Atmosphere, and Solar
Researchers) se utilizó la siguiente herramienta para extraer únicamente las variables de interés, que para el
presente caso, son las tres componentes del viento U, W, W y el índice del uso de suelo:
Wrfvdfcreate – Esta aplicación busca archivos de salida del modelo meteorológico WRF y construye un archivo
VAPOR de metadatos que describen al conjunto de datos, extensión que VAPOR utiliza para estos archivos es *.vdf.
Para cada uno de los meses que se simularon se generaron los archivos que se muestran en la tabla wrf2vdf – Esta
aplicación lee las variables 2D y 3D de los archivos de salida del modelo meteorológico WRF y las convierte al
formato VDC (Vapor Data Collections) que usa VAPOR. En la siguiente tabla se presentan los archivos de salida de
esta aplicación.
Tabla IV. 14 Archivos generados para la visualización de los campos de viento para la zona metropolitana de Oaxaca,
Tlaxcala y el estado de Morelos.
wrfvdfcreate wrf2vdf
uvw_0802_zmo.vdf uvw_0802_zmo_data
uvw_0805_zmo.vdf uvw_0805_zmo_data
uvw_0808_zmo.vdf uvw_0808_zmo_data
uvw_0811_zmo.vdf uvw_0811_zmo_data
uvw_0802_zmmort.vdf uvw_0802_zmmort_data
uvw_0805_zmmort.vdf uvw_0805_zmmort_data
uvw_0808_zmmort.vdf uvw_0808_zmmort_data
uvw_0811_zmmort.vdf uvw_0811_zmmort_data
113
En las siguientes figuras se muestran algunas salidas del paquete VAPOR que representan a los campos de viento
que salen del modelo meteorológico WRF, para las áreas de las zonas Metropolitanas de Monterrey, Campeche,
Oaxaca, Tlaxcala y el estado de Morelos respectivamente.
Figura IV. 17 Campo de vientos para la zona metropolitana de Monterrey.
114
Figura IV. 18 Capo de vientos para el estado de Campeche.
115
Figura IV. 19 Campo de vientos y fuentes puntuales de emisión para la zona metropolitana de Oaxaca.
116
Figura IV. 20 Campo de vientos y fuentes puntuales de emisión para la zona metropolitana de Tlaxcala.
117
Figura IV. 21 Campo de vientos y fuentes puntuales de emisión en el estado de Morelos.
118
BIBLIOGRAFÍA
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MM5 modeling system. Part I: Model description and implementation. Mon. Wea. Rev., 129, 569–585.
Beljaars, A.C.M., 1994: The parameterization of surface fluxes in large-scale models under free convection, Quart. J.
Roy. Meteor. Soc., 121, 255–270.
Dudhia, J., 1989: Numerical study of convection observed during the winter monsoon experiment using a mesoscale
two-dimensional model, J. Atmos. Sci., 46, 3077–3107.
Dyer, A. J., and B. B. Hicks, 1970: Flux-gradient relationships in the constant flux layer, Quart. J. Roy. Meteor. Soc.,
96, 715–721.
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Parameterization of Clouds and Precipitation, Mon. Wea. Rev., 132, 103–120.
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Meteor. Soc., 42, 129–151.
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convective parameterization, J. Atmos. Sci., 47, 2784–2802.
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Meteor. Soc., 246 pp.
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Mlawer, E. J., S. J. Taubman, P. D. Brown, M. J. Iacono, and S. A. Clough, 1997: Radioactive transfer for
inhomogeneous atmosphere: RRTM, a validated correlated-k model for the long- wave. J. Geophys. Res., 102 (D14),
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Paulson, C. A., 1970: The mathematical representation of wind speed and temperature profiles in the unstable
atmospheric surface layer. J. Appl. Meteor., 9, 857–861.
Webb, E. K., 1970: Profile relationships: The log-linear range, and extension to strong stability, Quart. J. Roy. Meteor.
Soc., 96, 67–90.
119
III. Modelo de aptitud (suitability model).
3.1.- Modelo conceptual.
Un modelo conceptual es un modelo mental que se emplea para representar nuestro entendimiento de la red, el que
corresponde a una red de monitoreo necesita considerar fuentes de emisión, población, meteorología, climatología,
ubicación de redes de monitoreo existentes y objetivos del monitoreo.
3.2.- Análisis de aptitud.
La modelación de aptitud es un método para identificar lugares aptos para el monitoreo que se basa en criterios
específicos. Se podría usar para determinar posibles lugares para ubicar nuevas estaciones de monitoreo con
criterios tales como:Influencia de las fuentes de emisión, proximidad a las áreas pobladas, uso de suelo (rural o
urbano), accesibilidad al sitio, etc.
Este tipo de modelación es considerada como un análisis cualitativo y está diseñada para refinar la selección de
lugares de monitoreo.
El análisis, que se basa en un Sistema de Información Geográfico (SIG), se realizó con el software ArcGIS, en
particular Spatial Analyst,que es un software que se basado en raster o malla, pues tiene una plataforma para
trabajar con conjuntos de datos en mallas precisamente. Con Spatial Analyst se generaron mapas de aptitud, en los
que se destacan las áreas geográficas más aptas y que se derivaron a partir del proceso de pesado y combinación
de las capas de mapas de los criterios establecidos.
Los pasos para desarrollar modelos y producir los mapas de aptitud son los siguientes:
1. Definir el objetivo: El primer paso en el desarrollo de un modelo de aptitud es definir el objetivo o escenario que
se va a modelar.
2. Identificar y obtener conjuntos de datos: El segundo paso en la modelación de aptitud es determinar qué
conjuntos de datos se requieren para el análisis.
3. Derivar conjuntos de datos: El tercer paso es derivar nuevos conjuntos de datos a partir de los existentes. Por
ejemplo, si la distancia a una característica geográfica se requiere como entrada al modelo de aptitud, se pueden
derivar contornos de distancia desde las ubicaciones de las características geográficas.
4. Reclasificar conjuntos de datos para crear una escala común: Muchos conjuntos de datos con diferentes
unidades pueden ser alimentados a un modelo de aptitud; para crear un modelo de aptitud cada capa debe ser
clasificada a una escala común, a través de la reclasificación de las unidades del conjunto de datos.
5. Pesar y combinar los conjuntos de datos: El paso final en la modelación de aptitud es determinar la importancia
relativa de cada uno de los conjuntos de datos, pesarlos convenientemente y combinarlos para generar un mapa
de aptitud. El grado de influencia que tiene cada conjunto de datos en los resultados del modelo se define por el
proceso de pesado.
120
Para el análisis de aptitud se usaron los siguientes conjuntos de datos:
• Población 2010.
• Ubicación de fuentes puntuales de emisión estatales.
• Ubicación de fuentes puntuales de emisión federales.
• Red vial.
En la siguiente figura se presenta de manera ilustrativa la aproximación conceptual que se usó para desarrollar el
modelo de aptitud.
Para este análisis se desarrollaron dos escenarios de modelación para cumplir con los siguientes objetivos:
• Identificar áreas y centros de población con mayor probabilidad de ser afectadas por emisiones de fuentes de
puntuales.
• Comparar la áreas identificadas con las ubicaciones de las estaciones de monitoreo existentes.
El primer escenario corresponde al caso base del modelo, para este escenario no se asignaron pesos a las capas
de mapas, en la tabla siguiente se muestra un resumen de las capas geográficas y criterios de pesado que se
utilizaron para este escenario.
En el segundo escenario se asignaron pesos a cada una de las capas de mapas, para que de esta forma ciertas
capas individuales tuvieran una influencia más grande en el modelo; para este escenario, tanto estatal como federal,
los pesos más altos corresponden a las capas que representan distancias a las fuentes puntuales, también se
asignó un peso alto a la capa que corresponde a población, con el objeto de capturar áreas pobladas con más
probabilidad de ser afectadas por las emisiones, el peso más bajo fue asignado a la capa que representa las
distancias a las principales carreteras, debido a su contribución relativamente baja.Con el único propósito de
comparar los resultados de este escenario con las ubicaciones de las estaciones de monitoreo existentes, se
excluyó la capa que representa las distancias a las estaciones de monitoreo. En la tabla siguiente se muestran las
capas geográficas y criterios de pesado que se utilizaron para este escenario, el cual sirvió para probar las
ubicaciones de las estaciones de monitoreo existentes.
121
Figura IV. 22 Aproximación conceptual para desarrollar el modelo de aptitud (Suitability Model).
Puntos Puntos Polígonos Líneas
Datos de entrada: Datos geográficos
de puntos, líneas y polígonos.
Crear contornos de distancias
o gráficas de densidad.
Reclasificar los datos para crear
una escala común.
Pesar y combinar los datos.
Modelo de aptitud resultante.
122
Tabla IV. 15 Capas geográficas y criterios de pesado para el primer escenario (caso base).
Capa geográfica. Criterio para el pesado. Peso para la
capa.
Distancia a fuentes puntuales
de emisión estatales.
Más cerca de la fuente = Más apta. No se asigna.
Distancia a fuentes puntuales
de emisión federales.
Más cerca de la fuente = Más apta No se asigna.
Población 2010. Áreas más pobladas = Más aptas. No se asigna.
Distancia a las principales carreteras. Más cerca de la fuente = Más apta No se asigna.
Distancia a estaciones de monitoreo
existentes.
Más alejadas de la estación =
Más aptas.
No se asigna.
Para pesar y combinar las capas de mapas individuales se empleó la herramienta Weigthed Ovarlay del Spatial
Analyst, con la cual se generó el modelo de aptitud. La expresión para realizar este tipo de cálculos es de la
siguiente forma:
([Capa_1]*Fac_1+[Capa_2]*Fac_2*+……….+[Capa_N]*Fac_N).
En esta expresión Capa_1, Capa_2,…….., Capa_N representan a las capas de mapas individuales y Fac_1,
Fac_2;……., Fac_N a los factores de peso que se aplican a cada una de las capas.
Tabla IV. 16 Capas geográficas y criterios de pesado para el segundo escenario.
Capa Geográfica. Criterio para el Pesado. Peso para la Capa, %.
Distancia a fuentes puntuales
de emisión estatales.
Más cerca de la fuente = Más apta. 40
Distancia a fuentes puntuales
de emisión federales.
Más cerca de la fuente = Más apta 40
Población 2010. Áreas más pobladas = Más aptas. 15
Distancia a las principales carreteras. Más cerca de la fuente = Más apta 5
Para la aplicación del modelo de aptitud se decidió mostrar el ejemplo completo de la zona metropolitana de
Monterrey, en el anexo IV se entrega toda la información generada de manera electrónica de laszonas
metropolitanas de Monterrey, Campeche, Morelos, Oaxaca y Tlaxcala, así como los resultados obtenidos en cada
una de ellas.
La figura siguiente muestra el mapa de aptitud que resulta para el primer escenario (caso base), las áreas (color
amarillo y valor de 8) con mayor probabilidad de ser afectadas por las emisiones de fuentes puntuales están en el
123
municipio de Guadalupe y en consecuencia también se indica que estas áreas son las más aptas para el monitoreo.
Es importante recordar que, para este escenario, se asignaron factores iguales de peso a cada una de las capas y
que también se incorporó la capa que representa las distancias a las estaciones de monitoreo, en la cual, las áreas
más aptas son las que están más alejadas de dichas estaciones.
Figura IV. 23 Mapa de análisis de aptitud para la zona metropolitana de Monterrey; las áreas con un valor de 8 son las más aptas para
medir los impactos de las emisiones de fuentes puntuales sobre áreas pobladas y las que tiene un valor de 4 son las menos aptas.
La figura siguiente muestra el mapa de aptitud resultante para el segundo escenario, en el que se asignaron valores
altos para pesar las capas que representan las distancias a las fuentes puntuales de emisión, tanto estales como
federales, también a la capa de población se le asignó un peso alto, mientras que el peso más bajo le fue asignado
a la capa de la red vial para la zona metropolitana de Monterrey. También se puede observar en la imagen el
incremento en área más apta (color café oscuro con un valor de 9) en comparación con la que resultó en el primer
escenario, esto se debe a la mayor influencia que tienen las capas de las distancias a las fuentes puntuales y
también a la capa de población sobre el modelo.
124
Figura IV. 24 Mapa de análisis de aptitud para la zona metropolitana de Monterrey; las áreas con un valor de 9 son las más aptas
para medir los impactos de las emisiones de fuentes puntuales sobre áreas pobladas y las que tienen valor de 3 son las menos
aptas.
En la imagen siguiente también se muestran las ubicaciones de las estaciones de monitoreo que actualmente
existen en la zona metropolitana de Monterrey y se observa que todas caen en áreas de aptitud con valores por
encima del promedio (mayores a 5). Sólo cuatro, de las nueve estaciones de monitoreo (Noroeste 2, Suroeste,
Centro y Noreste) caen en áreas con valores máximos de aptitud.
La meteorología juega un papel muy importante en el traslado y dispersión de los contaminantes en el aire, los
patrones meteorológicos regionales indican la dirección y magnitud de transporte a escala local en la región y
ayudan a identificar sitios potenciales para el monitoreo de fuentes de emisión.
Las rosas de viento proporcionan información de los patrones de viento en la superficie a través de la región e
indican la dirección desde la cual viajan las parcelas de aire. Se desarrolló una rosa de viento para conocer los
patrones de viento predominantes durante el año 2013, las rosas de viento resumen el porcentaje de tiempo de la
dirección desde la cual viaja el viento y despliegan su magnitud por rapidez.
La estación meteorológica más cercana al área de interés corresponde a la estación MONTERREY en el estado de
Nuevo León y pertenece al grupo de Estaciones Sinópticas Meteorológicas Automáticas (ESIMEs) administradas por
la Coordinación General del Servicio Meteorológico Nacional (CGSMN), las coordenada geográficas de esta
125
estación son (25o44′ 01”, 100o18’17”), en la Fig. 3.2.4 se muestran las ubicaciones de las fuentes puntuales de
emisión, tanto estatales como federales, así como también la de la estación meteorológica.
La rosa de viento se generó con el software libre WRPLOT View de Lakes Environmental, el cual se puede obtener
en el sitio: http://www.weblakes.com/products/wrplot/index.html
En la figura siguiente se presenta la rosa de viento para datos horarios correspondientes al año 2013, y claramente
se observa que la mayor parte del tiempo, los vientos provienen del este, indicando que las emisiones viajarán hacia
la parte oeste de la región.
Figura IV. 25 Estación meteorológica MONTERREY y fuentes puntuales de emisión sobre áreas de aptitud.
126
Figura IV. 26 Rosa de viento para la Zona metropolitana de Monterrey, año 2013.
A continuación se muestran los resultados finales obtenidos con los modelos de aptitud de Campeche, Morelos,
Oaxaca y Tlaxcala.
Figura IV. 27 Mapa de análisis de aptitud de Campeche; las áreas con un valor de 9 son las más aptas para medir los impactos
de las emisiones de fuentes puntuales sobre áreas pobladas y las que tienen valor de 4 son las menos aptas.
127
Figura IV. 28 Mapa de análisis de aptitud de Oaxaca; las áreas con un valor de 8 son las más aptas para medir los impactos
de las emisiones de fuentes puntuales sobre áreas pobladas y las que tienen un valor de 3 son las menos aptas.
128
Figura IV. 29 Mapa de análisis de aptitud de Tlaxcala; las áreas con un valor de 9 son las más aptas para medir los impactos
de lasemisiones de fuentes puntuales sobre áreas pobladas y las que tienen un valor de 2 son las menos aptas.
129
Figura IV. 30 Mapa de análisis de aptitud de Morelos; las áreas con un valor de 9 son las más aptas para medir los impactos
de lasemisiones de fuentes puntuales sobre áreas pobladas y las que tienen un valor de 5 son las menos aptas.
Consideraciones para el análisis de cobertura de las estaciones que conforman los SMCA
La metodología desarrollada en esta actividad, con la cual se realizó la evaluación y análisis de cobertura de las
estaciones de SMCA y ubicación de nuevas estaciones de monitoreo, podrá ser aplicada en cualquier otro sistema;
la precisión que se obtenga dependerá de la cantidad y calidad de información con la que se cuente respecto a:
Población por municipio, población por Área Geo Estadística Básica (AGEB), red vial, ubicación de las estaciones
de monitoreo de la calidad del aire y fuentes puntuales de emisiones antropogénicas, tanto federales como
estatalesy topografía de la región.
Con toda la información se podrá aplicar la modelación de aptitud para encontrar los lugares más aptos para la
posible instalación de nuevas estaciones de monitoreo.
En el anexo III se presenta el análisis completo realizado para cada uno de los SMCA estudiados en el proyecto:
Zona metropolitana de Monterrey, Campeche, Morelos, Oaxaca y Tlaxcala; así como disco duro con material
electrónico generado para el análisis realizado en cada uno de los SMCA.
130
V. Capacitación de los responsables de los SMCA en los temas intermedios
relacionados con: Gestión y Administración; Diseño de Redes de Monitoreo,
Operación y Mantenimiento, así como Validación y Manejo de Datos.
V.1 Curso básico "Monitoreo Atmosférico y Manejo de Datos".
Programa del curso básico.
El curso fue impartido en las instalaciones de la Universidad Tecnológica de León (UTL)los días 21 y 22 de
noviembre del año 2013,el programa fue definido en coordinación con personal del Instituto Nacional del Ecología y
Cambio Climático (INECC) y fue estructurado con material para nivel básico y quedó estructurado como se muestra
a continuación:
Figura V. 1 Programa curso nivel básico, impartido los días 21 y 22 de noviembre del año 2013.
HORA JUEVES 21 DE NOVIEMBRE DE 2013 HORA VIERNES 22 DE NOVIEMBRE DE 2013
08:45 - 09:00 Registro
Arribo a la estación
09:00 - 09:30 Protocolo de Inauguración
09:00 - 10:30 Visita a estación de monitoreo
automática, CICEG León 09:30 - 10:30 Administración de Sistemas de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos. Claudia
Bárcenas (UTL)
10:30 - 10:45 RECESO 10:45 - 11:00 Traslado a UTL
10:45 - 12:00
Principios de operación de analizadores de contaminantes criterio (O3, NOx, SO2, CO, PM10 y PM2.5) y sensores meteorológicos (WD, WS, T, HR, PB, RS, Lluvia). Descripción interna de componentes de los equipos de
medición, Omar Quintanar y Cesar Abad (UTL)
11:00-12:00 Limpieza y verificación de datos Carmen A. Sánchez Soto (INECC)
12:00 - 13:00
Introducción al mantenimiento de analizadores de contaminantes criterio y
sensores meteorológicos. Omar Quintanar y Cesar Abad (UTL)
12:00- 13:00 Generación de Indicadores de calidad del Aire. Guadalupe Tzintzun (INECC)
13:00 - 14:00 COMIDA 13:00 - 14:00 COMIDA
14:00 - 15:00
Operación, calibración y mantenimiento de muestreadores de alto volumen para partículas suspendidas. Felipe Ángeles
(INECC)
14:00 - 14:50 Conformación de bases de datos.
Gabriel Carpio (IEE GTO)
15:00 - 15:45 Introducción al Aseguramiento y Control de Calidad en SMCA`s. Miguel Noyola (INECC)
14:50-15:45 Manejo de datos en la estado de
Guanajuato. Juan Manuel Pérez (IEE GTO)
15:45 - 16:00 RECESO 15:45 - 16:00 RECESO
16:00 - 17:00 Supervisión técnica de SMCA´s. Miguel
Noyola (INECC)
16:00 - 16:40 Índice Mexicano de Calidad del Aire
(IMEXCA). INECC
16:40 - 17:00 Clausura y conclusiones
19:00 – 21:00 Cena de bienvenida, Hotel sede
Enterprise INN
131
Participantes en el curso básico.
Las invitaciones fueron enviadas a través del INECC a los Estados de: Hidalgo, Puebla, Tlaxcala, Morelos,
Querétaro, Oaxaca, Tabasco, Chiapas, Coahuila y Durango.La Universidad Tecnológica de León (UTL) se encargó
de la confirmación de asistentes. A los participantes se les apoyó con hospedaje, alimentos y transportación.
Durante el curso se contó con la participación de personal de las diversas dependencias estatales, que tienen como
encargo las actividades relacionadas con Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos, la asistencia alcanzó un total
de 15 personas de las entidades de: Hidalgo, Puebla, Morelos, Querétaro, Coahuila, Durango, Nayarit y Guanajuato.
Gráfica V.1 Asistentes al curso básico "Monitoreo Atmosférico y Manejo de Datos.
En anexo IV.1, se entregan un DVD con archivos electrónicos de ponencia, anexo fotográfico, lista de asistencia y
evaluaciones de este curso.
Reseña de ponencias del curso básico.
Sesión: “Administración de Sistemas de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos”. Ponente: Claudia Bárcenas Blancarte. Durante la presentación se resaltó la importancia de medir correctamente la calidad del aire, ya que lo que no se
mide, no se conoce, así como la relevancia de contar con información oportuna y confiable necesaria para la toma
de decisiones, formulación de políticas públicas y evaluación costo-beneficio. Es decir contar con un esquema de
Monitoreo Atmosférico y un Programa de Gestión.
Por esta razón, es necesario contar con un Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire (SMCA) que establezca las
bases para un monitoreo adecuado de la calidad del aire.
132
Se resaltó el modelo de operación del Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire de Guanajuato, donde se realizan
convenios de coordinación entre el Gobierno Estatal y las Instituciones Educativas, Asociaciones Civiles y
Municipios. Es el Estado quien provee el aseguramiento de calidad de las mediciones, supervisa, otorga los
recursos, valida, publica y difunde la información; mientras que la operación, mantenimiento y generación de
información lo realizan las instituciones vinculadas. Con esta cooperación disminuyen los gastos de operación, se da
certeza para continuar con el monitoreo a largo plazo, mayor credibilidad, desarrollo de capacidades locales y se
promueve la investigación.
De la misma forma, se resaltó que para un buen trabajo en el Monitoreo de la Calidad del Aire se requiere:
compromiso político, fortalecimiento de comunicación entre los SMCA, fortalecimiento de capacidades internas,
involucramiento de instituciones educativas y esquemas de participación social.
Sesión: “Muestreo de Partículas en Suspensión en Ambiente Abierto”
Ponente: Felipe Ángeles
El ponente, del Departamento de Estudios sobre Exposición Personal y Micro ambiental del INECC, desarrolló
ampliamente el tema del muestreo de partículas suspendidas en el ambiente abierto. Comentó la necesidad de
contar con SMCA´s que cumplan con los criterios generales para la ubicación de las estaciones de monitoreo, como
identificación de la población y medio ambiente afectados, escala geográfica del problema a considerar y fuentes,
así como emisiones del área delimitada
De igual manera se resaltó la importancia de contar con una base de datos que aporte información para la
realización de estudios que permitan Formular Estándares de Calidad del Aire, estudios epidemiológicos que
relacionen los efectos de las concentraciones de los contaminantes con los daños en la salud, especificar tipos y
fuentes emisoras, llevar a cabo estrategias de control y políticas de desarrollo acordes con los ecosistemas locales y
desarrollar programas racionales para el manejo de la calidad del aire.
Como parte final se mostraron formatos en hoja de cálculo para el control de los registros de las concentraciones de
partículas suspendidas totales y partículas menores a 10 micrómetros (PM10).
Sesión: “Control de Calidad en los SMCA”
Ponente: José Miguel Noyola Poblete
El ponente, del Departamento de Monitoreo Atmosférico del INECC, expuso la importancia del control de calidad de
los SMCA, destacando la calendarización de las actividades de control a realizar en los sitios de monitoreo, las
cuales, por su periodicidad, se clasifican en tareas diarias, semanales, mensuales y a demanda. De igual manera
resaltó la aplicación de medidas de seguridad que se deben tomar en cuenta en los sitios de monitoreo, como son:
regular las fuentes de voltaje, realizar el balance de cargas para satisfacer la demanda del voltaje, realizar un venteo
adecuado de los gases provenientes de las salidas de los analizadores y que se acumulan en el interior de las
casetas.
133
Destacó la importancia de realizar una correcta calibración de los equipos de medición, la cual se debe hacer aún a
los equipos nuevos, en periodos de tiempo establecidos previamente en un calendario y dejar evidencia por escrito
de lo que se realice en la misma, es decir, llevar una bitácora con la descripción de todos los sucesos que ocurran
en la caseta de monitoreo.
Enfatizó en el hecho de que las calibraciones son necesarias dos veces al año (bajo un programa regular de
calibración), después de un mantenimiento correctivo, cuando es necesario eliminar el corrimiento del equipo (con
una diferencia mayor o igual a 15 %), y después de un mantenimiento programado. También dejó claro que “NO”
debe realizarse una calibración antes de una auditoría.
En las recomendaciones finales se planteó la necesidad de estandarizar las concentraciones con las que se realizan
las calibraciones de todos los sitios, documentar todas las calibraciones y dejar un registro disponible y seguro en la
estación, así como tomar en cuenta que las calibraciones forman parte de las principales actividades del control de
calidad.
Sesión: “Introducción a los Sistemas de Monitoreo de Calidad del Aire”. Ponente: César Gabriel Abad Mendoza.
El Asesor Técnico Comercial explicó la configuración básica de una Caseta de Monitoreo Ambiental para el buen
funcionamiento de los equipos de medición, así como la distribución de las diferentes clases de equipos (manual,
automático y meteorológico).
Destacó que los principios de operación de los diferentes contaminantes criterios cuentan con cuatro sistemas para
su funcionamiento:Óptico, neumático, electrónico y eléctrico e hizo hincapié en los cuidados que se les debe tener.
De igual manera resaltó la importancia de contar con un calendario de mantenimiento y los diferentes periodos para
efectuarlo en cada sistema.
Sesión: “Supervisión y Evaluación Técnica de Desempeño de los SMCA”. Ponente: José Miguel Noyola Poblete.
El ponente del INECC, mostró la importancia de evaluar el desempeño de los instrumentos para conocer la calidad
de la información que generan los sistemas de monitoreo, así como la importancia de establecer un plan de acción
encaminado a su mejoramiento. Destacó los diferentes tipos de evaluaciones técnicas que se pueden realizar.
De igual manera resaltó la necesidad de mantener en buen estado las instalaciones, con un programa de limpieza
en tuberías, toma de muestra y distribuidor de muestra, cabezales de monitores de partículas, interna en los
instrumentos y en los alrededores de la caseta. Sugirió contar con una Lista para la Supervisión de los Programas
de Control y Aseguramiento de Calidad.
134
Sesión: “Limpieza y Verificación de Datos”.
Ponente: Carmen Alejandra Sánchez Soto.
La ponente del INECCexplicó el Ciclo de Manejo de Datos, desde que se obtienen de los equipos de medición; se
realiza la transmisión; limpieza, verificación y validación; hasta que se generan los indicadores así como la
importancia de contar con sus respectivas Bases de Datos, ya que es necesario contar con bases de datos: Cruda,
limpia, verificada, validada y por último, una pública.
Se especificaron los Tipos de Bases de Datos y sus características, de igual manera, en cuanto a las banderas, se
menciono la definición de cada una y se sugirió un catálogo básico, mismo que se puede ampliar conforme las
necesidades de cada Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire para la limpieza de datos.
Por último, se comentó la importancia de conocer el comportamiento habitual de los contaminantes y parámetros
meteorológicos que se registran, ya que esto permitirá identificar de manera oportuna casos a verificar y validar.
Sesión: “Generación de Indicadores de Calidad Del Aire”.
Ponente: María Guadalupe Tzintzun Cervantes.
La ponente del INECC, comentó la importancia de generar indicadores de calidad del aire, una vez que se cuenta
con una base de datos pública, es decir, ya que se haya verificado y validado. Destacó la importancia de contar
también con un diagnóstico de la calidad del aire.
Sesión: “Conformación de Base de Datos”
Ponente: Gabriel Carpio Gómez.
El ponente del Instituto de Ecología del Estado de Guanajuato (IEE) presentó, de manera muy clara, la necesidad de
generar una base de datos para los Sistemas de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos y la conveniencia de
contar con ella desde los inicios del monitoreo. Se mencionó la gran oferta de software libre o con licencia, para la
generación de bases de datos, entre ellos MySQL, ORACLE, Microsoft SQLServer 2008, PostgreSQL.
Asimismo, se mencionaron las consideraciones que se deben tener para la implementación de una base de datos
como Análisis de la Información Recabada, servidor para su almacenamiento, gestor de base de datos, modelación
de la base de datos, inserción, modificación y consulta de datos, así como uso y optimización de la información.
También resaltó que se debe asegurar la integridad de la base de datos, ya que las consultas de diferentes usuarios
no deben comprometer la consistencia de los datos; el contar tambiéncon el respaldo de la información por medio
de copias de seguridad de manera periódica y automatizada, con la finalidad de cubrir cualquier eventualidad
ocasionada por virus, fallas en el equipo o accidentes.
135
Sesión: “Manejo de Datos en el Estado de Guanajuato”.
Ponente: Juan Manuel Pérez.
El ponente del Instituto de Ecología del Estado de Guanajuato (IEE), mostró el potencial que tiene un Sistema de
Monitoreo de Calidad del Aire, para generar indicadores y visualizar la información para control de calidad a partir
del contar con una base de datos.
En el caso del Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire del Estado de Guanajuato (SMCA), se presentaron las
herramientas visuales que son empleadas para la validación y procesamiento de datos.
Sesión: “Índice Nacional de la Calidad del Aire (Imexca)”
Ponentes: María Guadalupe Tzintzun Cervantes, Carmen Alejandra Sánchez Soto.
Las colaboradoras del INECC plantearon la necesidad de manejar un índice estándar para la Difusión de la Calidad
del Aire, ya que en diferentes SMCA se emplean variaciones de un índice estatal; por otro lado, la falta de
información clara y oportuna sobre la calidad del aire y sus efectos sobre la salud de la población representa un
obstáculo para lograr que la población comprenda la magnitud del problema de la contaminación atmosférica o que
modifique su relación con la ciudad y el ambiente y tenga así una participación más activa.
Para homologar, se planteó que un Índice de Calidad del Aire es una escala numérica y/o cromática empleada por
los gobiernos locales para comunicar al público el Estado de la Calidad del Aire de forma continua, sencilla, clara y
oportuna, así como los probables daños a la salud que ocasiona y las medidas de protección que se pueden tomar.
Actualmente, algunos SMCA difunden un índice de Calidad del Aire sin embargo, no todos cuentan con
documentación que avale el procedimiento que siguen para la generación del mismo y en ocasiones sus
representaciones son confusas o contradictorias, por lo que no se pueden comparar a nivel nacional.
Se presentó la propuesta de adaptar temporalmente el Índice Metropolitano de la Calidad del Aire de la Ciudad de
México (publicado en la GODF, el 29 de noviembre de 2006, con el nombre Norma Ambiental para el Distrito Federal
NADF-009-AIRE-2006), que establece los requisitos para elaborar el índice metropolitano de la calidad del aire),
mientras se desarrolla la propuesta de Índice Nacional de Calidad del Aire (IMEXCA).
136
Evidencia fotográfica del desarrollo del curso básico.
Figura V. 2 Fotografías del desarrollo del curso básico realizado en noviembre de 2013.
Conclusiones del Curso Básico.
Los ponentes del curso básico sobre Monitoreo Atmosférico y Manejo de Datos, discutieron ampliamente los temas
necesarios para contar con un Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire, funcional y confiable y dejaron el
antecedente establecido para que los SMCA puedan iniciar su proceso de establecimiento y control de calidad.
El gran reto de los SMCA del país radica en poder desarrollar estos estándares, ya que se requiere de grupos
interdisciplinarios para esta labor. El principal obstáculo a vencer es la visión centralizada de los estados, a fin de
que una sola persona o un grupo de dos o tres personas realicen trabajos de Monitoreo de Calidad del Aire, a la par
con otras tareas administrativas. El trabajo de monitoreo requiere un proceso de capacitación y aprendizaje de por lo
menos un año, así como el seguimiento diario del monitoreo para detectar oportunamente cualquier falla o problema
de medición.
Se debe contar con un presupuesto anual asignado al mantenimiento y operación del SMCA, así como un inventario
de refacciones y consumibles necesarios para la operación. De igual manera, la verificación y validación de los
datos debe hacerse oportunamente y contar con la información necesaria para la clasificación correcta de ellos.
Mientras más oportuno sea éste trabajo, de mayor utilidad será la información para quienes toman las decisiones
(gobiernos estatales y federal, investigadores y público en general) y para la gestión de la calidad del aire.
137
V.2 Curso intermedio "Monitoreo Atmosférico y Manejo de Datos"
Programa curso intermedio.
El Programa del “Curso Intermedio de Monitoreo Atmosférico y Manejo de Datos” se definió en conjunto con el
personal el INECC y se consideró la realización de dos sesiones en paralelo, con la finalidad de dar atención a las
necesidades de capacitación en temas de: aseguramiento y control de calidad en operación dirigido al personal
operativo, así como el tema de validación y difusión de la calidad del aire, dirigido a personal dedicado al manejo de
información. Por lo que el programa quedo estructurado de la siguiente forma:
138
Figura V. 3 Programa curso intermedio realizado en Abril de 2014.
Participantes Curso Intermedio.
Se contó con la participación de representantes de 30 SMCA´s, localizados en 24 entidades del país, con un total de
57 participantes, de los cuales 31 atendieron el tema de Manejo de Datos y 26 el tema de Aseguramiento y Control
de Calidad.
Gráfica V. 2 Distribución de asistentes curso intermedio.
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1
2
3
4
5
6
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Distribución de asistentes por entidad
139
Gráfica V. 3 Porcentaje de la distribución de asistentes por curso.
En el anexo IV.2, se hace entrega de DVD con el material didáctico, ponencias y anexo fotográfico del curso nivel
intermedio de "Monitoreo Atmosférico y Manejo de Datos”; así como listas de asistencia, evaluaciones y memorias
del curso, además de un disco duro con material de video del curso completo
I. Reseña de sesiones y ponencias del curso intermedio.
A continuación se describe cómo se desarrolló el curso en cada sala, mencionando el alcance y progreso de las
presentaciones. Como primer punto se realizó una introducción en la cual se expusieron de forma general los
alcances del proyecto.
Sesión: “Acciones para el Fortalecimiento de los Sistemas de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos” 2013-2014.
Ponente: Claudia Bárcenas Blancarte.
La intervención tuvo el propósito de presentar el proyecto denominado “Acciones para el Fortalecimiento de los
Sistemas de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos”, mismo que tiene por objeto realizar acciones integrales
que los responsables en los estados deben adoptar para mejorar los Sistemas de Monitoreo de la Calidad del Aire
que operan en el país y con ello garantizar un óptimo funcionamiento.
En este contexto, se presentaron las actividades generales que incluyen el desenvolvimiento del referido proyecto
desarrollado por la Universidad Tecnológica de León (UTL) en coordinación con el INECC, mencionado cada una de
las actividades que se tienen consideradas y sus avances a la fecha del curso.
Sesión: “Evolución del Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire del Estado de Guanajuato (SIMEG)”.
Ponente: David Robledo Beanes
Se realizó la presentación de la evolución del Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire del Estado de Guanajuato
(SIMEG), misma que tiene su origen en el año 1998 en la ciudad de Salamanca así comoel estado que guarda
actualmente. Además resaltó el esquema de funcionamiento del SMCA de Guanajuato, el que es a través de
patronatos que realizan las tareas de operación de cada una de las estaciones de monitoreo. Los patronatos están
integrados por el sector industrial, instituciones educativas y representantes de la sociedad.
140
Comentó también que en el año 2005 se inició la publicación de la información en web, así como la generación de
pronósticos de calidad del aire. En el año 2009 obtuvo la Certificación del Proceso de Operación de Estacionesbajo
la norma internacional ISO: 9001.2008. Así como que en el año 2008 se creó un Centro de Control de Monitoreo.
Finalmente mencionó que en base en lo establecido en la Norma Oficial mexicana NOM-156-SEMARNAT-
Guanajuato, integra la Red Automática de Monitoreo, la Red Manual de Partículas, así como un Taller de
Mantenimiento y un Laboratorio de Calibraciones, estos últimos operados por personal del estado.
Sesión: “Implementación del Taller de Mantenimiento y Laboratorio de Calibraciones del SIMEG”
Ponentes: Juan Pablo Arredondo Acosta, Ricardo René García López.
El SMCA del Estado de Guanajuato (SIMEG) cuenta con un Taller de Mantenimiento y Laboratorio de Calibraciones
(TMLC), operado por personal del Instituto de Ecología. El TMLC es un espacio dedicado exclusivamente a la
reparación de equipos analizadores de gas, partículas y meteorología, así como su calibración, cuenta con
herramienta y equipos necesarios para mantenimientos correctivos, además de sistema de calibración y almacén de
refacciones y consumibles del SIMEG.
Se mencionaron las funciones que se realizan en el taller, precisando que, de acuerdo con la experiencia del estado
de Guanajuato, el contar con un TMLC conlleva beneficios que se ven reflejados, tanto en la cantidad de datos
validados y publicados, en este caso particular se incrementó de 70 a 90 %, como en la eficiencia de recursos
invertidos.
Sesión: “Uso de Formatos”. Ponente: Claudia Bárcenas Blancarte.
La presentación tuvo el propósito de resaltar la importancia de documentar los procesos, para un adecuado
seguimiento que permita mantener en correcto funcionamiento los SMCA. En este sentido, se hizo énfasis en que
cada SMCA debe contar con un programa de operación anual, misma que deberá integrar la planeación anual de las
actividades, con lo cual será factible llevar a cabo el seguimiento al cumplimiento de las acciones necesarias para
una adecuada operación del SMCA. De esta forma, se presentaron las actividades que deberán incluirse en el
programa de operación anual, así como la frecuencia con que deben realizarse.
Adicionalmente se presentaron los formatos mínimos que deben llevarse, dentro de los cuales están los de:
Supervisión, inventario, calibración multipunto y rangos de operación de equipos.
141
Sesión: “Descripción de los Componentes Internos de los Monitores Automáticos de Partículas (PM10 y
PM2.5), así como de Analizadores Continuos (O3, NOx, SO2 y CO)”
Ponente: César Gabriel Abad Mendoza.
Se presentó de manera general la introducción al Mantenimiento de los Analizadores, así como la descripción de los
componentes internos de los mismos. Además se hizo mención de las necesidades básicas para la Operación de
Redes de Monitoreo Ambiental, entre las que se destacó la falta de recursos humanos, financieros (refacciones,
equipos, vehículos, etc.), entre otras.
La introducción al mantenimiento se presentó de manera general, haciendo mención de los tipos de mantenimiento
que se pueden realizar, el primero es el de conservación y el segundo el de actualización. Como parte de aquél se
presentan el mantenimiento preventivo y el correctivo, éste último, como su nombre lo indica, repara los elementos
que dejaron de funcionar o están dañados y puede ser inmediato o diferido. Por otro lado el mantenimiento
preventivo puede ser programado, predictivo o de oportunidad, esto quiere decir que promueve a la conservación de
los elementos del equipo evitando que suceda alguna falla.
Finalmente se realizó la descripción de los sistemas que integran los Analizadores de Gases y Monitores de
Partículas Automáticas, dando a conocer los principios de operación de cada uno, así como los métodos de
referencia que les corresponden.
Sesión: “Introducción a los Principios de Operación, Mantenimiento y Calibración de Sensores
Meteorológicos”.
Ponente: Daniel Martín Chávez Trejo.
Se realizó la presentación con una breve Introducción de la descripción de la meteorología, de igual forma se
describieron cada uno de los parámetros que actualmente se miden en el país, así como la introducción de la
calibración de los mismos. Para ello se realizó una sesión práctica con equipo, en la cual los participantes tuvieron
oportunidad de realizar actividades de mantenimiento y calibración de sensores meteorológicos.
Sesión: “Calibración de Flujo y Placas; y Mantenimiento de Monitores Automáticos de Partículas.
Atenuación Beta (PM10 y PM 2.5)”.
Ponente: Daniel Martín Chávez Trejo.
La importancia de los efectos de las partículas en la salud de la población es el objetivo principal para la medición de
partículas en el aire ambiente. También se describió el Principio de Operación del Monitor Ambiental de Partículas,
así como la normatividad vigente aplicable.
La descripción de la Calibración de los Monitores Ambientales de Partículas se hizo de manera teórico- práctica, tal
y como se muestra en las figuras a continuación, los asistentes del Curso de Aseguramiento y Control de la Calidad,
se involucraron mucho, realizando cada uno de los pasos para llevar a cabo la calibración, los equipos estuvieron
expuestospara que se tuviera contacto y participación por parte de los asistentes.
142
Sesión: “Calibración Multipunto de Analizadores Automáticos de NO2 y O3”. Ponente: Óscar Elizalde Salazar.
Como parte introductoria, se describió el método de referencia de cada analizador, así como la calibración de los
equipos de medición. La dinámica se mantuvo realizando la calibración de forma práctica para que los asistentes
visualizaran los pasos. También la de los analizadores de O3 y NO2 se realizó de manera prácticapara que todos los
participantes tuvieran oportunidad de observar y practicar los pasos a seguir.
Sesión: “Operación, Mantenimiento y Calibración a Analizadores Automáticos de O3 y CO”. Ponente: Daniel Martín Chávez Trejo.
Finalmente se presentó el Principio de Operación de los Analizadores de O3 y CO, así como la Realización
del Mantenimiento y la Calibración, todo efectuado en sesión práctica en la que los participantes tuvieran
oportunidad de interactuar.
Día 3. Sesión: “Visita a la Estación de Bomberos, León, Guanajuato”. Ponente: Diego Ramírez González.
Al personal asistente del curso de Aseguramiento y Control de Calidad se le dividió en dos grupos para realizar la
visita a la estación de “Bomberos” ubicada en León, Guanajuato, donde el responsable de operación presentó la
forma de operación, tanto de los analizadores de gases, como de los sensores meteorológicos y el muestreado de
partículas. Acto seguido, mostró evidencia sobre las bitácoras de operación que llevan a cabo para la realización de
su expediente.
Sesión: “Calibración de muestreadores de alto volumen para partículas de fracción respirable (PM10)”. Ponente: José Juan Felipe Ángeles García.
Finalmente, el personal del INECC presentó la operación, mantenimiento y calibración de los muestreadores de alto
volumen para partículas de fracción respirable (PM10), en la que, con un equipo del estado de Guanajuato, mostró
teórica y prácticamente la forma de llevar a cabo dichas actividades.
143
II. Reseña de la Sesión de "Validación y Difusión de la Calidad del Aire "-
Dirigida al personal técnico responsable de la validación y difusión de la información de la calidad del aire.
El formato que se empleó en esta sesión fue tipo taller, con uso de laptop por parte de los asistentes, para realizar
los ejercicios que se desarrollaron durante los tres días que duró la reunión. La persona encargada de ofrecer el
taller fue Cristina Ortuño Mojica, con el apoyo de Gabriel Carpio Gómez, ambos Consultores de la Universidad
Tecnológica de León.
Previo al inicio del taller, se les proporcionaron a los asistentes las instrucciones para instalar el software estadístico
denominado R-project y la plataforma RStudio, este software es de acceso libre y de gran capacidad para el manejo
y análisis de datos de calidad del aire.
La primera parte del taller consistió en dar a conocer a los asistentes el uso del software mencionado (http://www.r-
project.org/) a partir de la ya también citada plataforma (http://www.rstudio.com/), a tal efecto se utilizó la
presentación 01_Introduccion a R.pdf, con la que se explicó el uso de las pantallas, los comandos básicos de R y la
importancia de contar con un formato de base de datos para analizar la información generada en los Sistemas de
Monitoreo de Calidad del Aire (SMCA).
La Segunda parte se trató de la Validación de Datos de Calidad del Aire, para lo cual se puso énfasis en la Revisión
de Datos Crudos y se empleóel software Excel de Microsoft(MR), por ser una herramienta común para la mayoría de
los asistentes;por medio de la presentación:02_AnalisisDatosCrudosYPatrones.pdf, se resaltó la importancia de
contar con códigos para la validación y verificación de los datos, así como la exportación de las bases de datos en
un formato adecuado para la revisión, como puede ser el caso de archivos delimitados por comas (.csv).Para la
revisión de datos se incluye un archivo muestra TLCNO22013.xlsx con los códigos de validación y algunos gráficos
útiles para la verificación de datos. Un ejercicio similar se realizó en RStudio, la descripción del mismo está en la
segunda parte de la presentación 02_AnalisisDatosCrudosYPatrones.pdf y la base que se utilizó fueTLC-TMP-
2013.csv .
Una vez revisados los datos crudos, se realizó la verificación del comportamiento de los mismos a partir de criterios
establecidos en el INECC, con apoyo de la prestación 03_Verificacion.pdf
Por último se revisó la Generación de Indicadores e Índices de Calidad del Aire, para dar Difusión de los Niveles de
Calidad del Aire, basados en los manuales: "Especificaciones para el cálculo de Indicadores.pdf”, "Anexo
Especificaciones para el cálculo de nuevos Indicadores.pdf", la "NADF-009-AIRE-2006.pdf" y "Thechnical Assistance
Document for the Reporting of Daily Air Quality.pdf", presentando un ejercicio para que los asistentes generaran el
IMECA y el AQUI, de partículas menores a 10 micrones (PM10), como parte del reforzamiento de los conocimientos
adquiridos.En el archivo NOM.xlsx se desarrolló el ejercicio y las bases están en la presentación:04_Indicadores.pdf.
144
Evidencia fotográfica del desarrollo del curso intermedio.
Figura V. 4 Fotografías de la sesión: "Aseguramiento y Control de Calidad".
145
Figura V. 5 Fotografías de la sesión: "Validación y Difusión de la Calidad del Aire"
Conclusionesdel curso intermedio.
En cuanto a nivel de conocimientos,se observó una participación heterogénea en los grupos, la razón estriba en el
hecho de que hay SMCA´s que cuentan con personal que se ha incorporado recientemente o que no había tenido
oportunidad de capacitarse, lo que complica la obtención de un resultado deseado, debido a que es difícil definir el
nivel de profundidad para cada tema.
Otro factor que se debe de considerar para posteriores capacitaciones,además de lo anterior, es la actualización de
los equipos de medición y la variedad de tecnologías, mismos que generan una brecha entre los SMCA que cuentan
con más de diez años de monitoreo y los que van iniciando, por lo mismo se deben tomar en cuenta estas
características al programar futuros cursos.
Se recomienda establecer cursos adecuados para diferentes niveles de conocimiento y experienciapara lograr así
un mayor aprovechamiento de los mismos.
El tema de manejo de datos presentó un reto mayor al tener asistentes con nula experiencia en el uso de hojas de
cálculo y manejadores de bases de datos.Por esta razón se debe fomentar el trabajo de sesiones en línea para
reducir esta brecha.
146
V.3 Curso avanzado "Sistemas de Gestión de la Calidad de los SMCA y su seguimiento"
Programa del curso avanzado.
El programa del curso avanzado, "Sistemas de Gestión de la Calidad de los SMCA y su Seguimiento” se
definió en conjunto con el personal el INECC, fue dirigido a personal directivo y de mandos medios, y tuvo como
objetivo el dar a conocer la importancia de la implementación de los Sistemas de Gestión de Calidad en la Medición
de Contaminantes del Aire. El seminariocontó con la participación de los responsables del Sistema de Monitoreo del
Aire del Distrito Federal y Guanajuato, con la finalidad de compartir sus experiencias. Además de la presentación de
los principales resultados y avances del Proyecto “Acciones para Fortalecimiento de los Sistemas de Monitoreo de
Contaminantes Atmosféricos” y el Sistema de Seguimiento de Información de los SMCA. Por ello que el programa
quedó estructurado de la siguiente forma:
Jueves, 21 de agosto de 2014
8:45 a 9:00 Registro de participantes
9:00 a 9:45
Ceremonia de inauguración
Integrantes del presídium:
Dra. María Amparo Martínez Arroyo, Directora General del Instituto Nacional de Ecología y Cambio
Climático, INECC.
Dr. Jesús María Contreras Esparza, Rector de Universidad Tecnológica de León, UTL.
Dr. Israel Cabrera Barrón, Delegado de la SEMARNAT en Guanajuato.
M. en A. Ana Carmen Aguilar Higareda, Directora General del Instituto de Ecología de Guanajuato,
IEG.
9:45 a 10:30
Presentación del proyecto “Acciones para el Fortalecimiento de los Sistemas de Monitoreo de Contaminantes
Atmosféricos”
Dr. Víctor Hugo Páramo Figueroa, Coordinador General de Contaminación y Salud Ambiental, INECC.
10:30 a 11:30
Tema 1. Sistemas de Gestión de la Calidad: una visión integradora
I. Introducción
II. Elementos que lo integran
III. Conceptos clave
Claudia Guadalupe López Urbina, Especialista en Sistemas Integrales de Calidad, UTL.
11:30 a 11:45 Descanso
11:45 a 13:00
Continuación...
IV. Planificación
V. Implementación
VI. Seguimiento, medición y mejora
Claudia Guadalupe López Urbina, Especialista en Sistemas Integrales de Calidad, UTL.
147
13:00 a 14:30
Intercambio de experiencias en la implementación de Sistemas de Gestión de la Calidad en la medición de
contaminantes del aire
Quím. Armando Retama Hernández, Director de Monitoreo Atmosférico, SEDEMA-
Gobierno del Distrito Federal.
Ing. Carlos Aarón Ávila Plascencia, Director de Gestión de la Calidad del Aire, IEG.
15:30 a 17:30 Comida
15:30 a 17:30
Tema 2. Y ahora..., ¿por dónde empiezo?
Análisis de condiciones para la implementación del Sistema de Gestión de la Calidad (mesas de trabajo y
puesta en común)
Claudia Guadalupe López Urbina, Especialista en Sistemas Integrales de Calidad, UTL.
17:30 a 18:00 Conclusiones
Viernes, 22 de agosto de 2014
8:45 a 9:00 Registro de participantes
9:45 a 10:45
Presentación del Sistema de Seguimiento de Información de los SMCA
13. Objetivos del sistema
14. Presentación de los módulos que lo conforman
15. Importancia del compromiso del personal de los SMCA para su funcionamiento
Departamento de Desarrollo de Sistemas Informáticos de la UTL, ponentes:
Daniel A. Abularach Hernández
Javier Fuentes Rodríguez
Juan Felipe Miranda Rodríguez
Gabriel Carpio Gómez
10:45 a 11:00 Descanso
11:00 a 13:00
Caso práctico de llenado de información en el sistema
Departamento de Desarrollo de Sistemas Informáticos de la UTL, ponentes:
Javier Fuentes Rodríguez
Juan Felipe Miranda Rodríguez
Gabriel Carpio Gómez
13:00 a 13:30 Retroalimentación de los participantes y ceremonia de cierre
Figura V. 6 Programa del curso avanzado
Participantes en el curso avanzado
Las invitaciones fueron enviadas a través del INECC y la Universidad Tecnológica de León (UTL) se encargó de la
confirmación de asistentes. Apoyándoles con hospedaje, alimentos y transportación.
148
Gráfica V. 4 Distribución de asistentes al curso avanzado
En el anexo IV.3, se hace entrega de un DVD con archivos electrónicos de ponencias y anexo fotográfico del curso
avanzado "Sistemas de Gestión de la Calidad de los SMCA y su seguimiento”; así como Listas de asistencia,
evaluaciones, además de un DVD con memorias del curso y un disco duro con material de video del curso completo.
Reseña de sesiones y ponencias del curso avanzado.
A continuación se describe cuál fue el avance cotidianodel curso, mencionando el alcance y desarrollo de las
presentaciones.
Sesión: “Presentación del Proyecto, Acciones para el Fortalecimiento de los Sistemas de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos”.
Ponente: J. Víctor Hugo Paramo Figueroa
El objetivo de la presentación fue el de dar conocer el avance del proyecto,cuyo objetivo es emprender acciones
integrales dirigidas a mejorar los Sistemas de Monitoreo de la Calidad del Aire (SMCA) que operan en el país,
mediante la atención oportuna de sus necesidades y la provisión de elementos estratégicos para que se mantengan
operando de manera óptima. Las actividades llevadas a cabo fueron:
Diagnostico, calibración y reactivación de equipos de los SMCA. El proyecto apoyó de manera directa a 15
SMCA.Las acciones consideradas para algunos de ellos fueron: diagnóstico, calibración y mantenimientos,
enfocándose en equipos de ozono y partículas.
Sistematización de la Información sobre la Operación e Infraestructura de los SMCA del país. Creación de
un sistema de información en Web, que actualmente administra la información de 40 SMCA´s y 164 sitios de
monitoreoy es gestionado por el INECC y los responsables de las Redes de Monitoreo.
149
Capacitación: Se realizaron 3 eventos dirigidos a personal operativo, directivo y mandos medios. Se
capacitaron un total de 150 personas provenientes de 29 entidades.
Evaluación de Cobertura: Se presentaron los Resultados de la Metodología para Evaluar la Cobertura de
los SMCA, y necesidad de Nuevos Sitios de Monitoreo.
Integración de los Sistemas de Información de Calidad del Aire y Validación Automática de Datos: Se
mostraron los avances para la integración de las siguientes aplicaciones: SINAICA, Sistema de Consulta de
Indicadores de la Calidad del Aire y el Sistema de Información e Infraestructura de los SMCA del país.
Como punto final de la presentación, se plantearon diferentes acciones para atacar las áreas de oportunidad
detectadas durante el desarrollo del proyecto, Acciones para el Fortalecimiento de los Sistemas de Monitoreo de
Contaminantes Atmosféricos.
Sesión: “Sistema de Gestión de la Calidad: Una Visión Integradora”. Ponente: Claudia López, Ramón Zepeda.
El objetivo de la presentación fue dar a conocer la importancia de la implementación del Sistema de Gestión de
Calidad en la Medición de Contaminantes del Aire. En la que se expuso de una manera clara, sencilla y haciendo
uso de diferentes dinámicas, la implementación de un Sistema de Gestión de la Calidad en los SMCA.
Una vez que los asistentes tuvieron el conocimiento necesario, se hizo énfasis en la mejora continua del Sistema de
Gestión de Calidad y la Realización de un Análisis FODA para comenzar su implementación.
Sesión: “Experiencia de la Ciudad de México en la Implementación de un Programa de Aseguramiento y Control de Calidad”
Ponente: Armando Retama.
El objetivo de la presentación fue transmitir la experiencia de la implementación de un programa de aseguramiento
y control de calidad desde el año 2001 a la fecha. Dentro de las actividades que se mencionaron destacan:
adquisición de estándares, reemplazo de sistemas de adquisición (análogos a digitales), definición de los objetivos
de monitoreo y de calidad de los datos, ampliación del plan de control de calidad al monitoreo de partículas,
inclusión en el plan de control y aseguramiento de la calidad del monitoreo de las variables meteorológicas,
independencia en todos los procesos de mantenimiento y calibración de todos sus componentes, rediseño del
sistema de monitoreo, implementación de actividades de control y aseguramiento de la calidad en el Centro de
Información de Calidad del Aire, implementación de técnicas para el diagnostico y explotación de datos,
reforzamiento tecnológico para el almacenamiento, procesamiento y explotación de la información y, finalmente,
integración de la red de monitoreo de la calidad del aire en AirNowTech.
150
Sesión: “Implementación de un Sistema de Gestión de Calidad Basado en ISO 9001 en el SIMEG ”.
Ponente: Carlos Aarón Ávila Plascencia
El objetivo de la presentación fue transmitir la experiencia de la Implementación de un Sistema de Gestión de
Calidad basado en ISO 9001 en el SIMEG, donde se mencionaron las áreas de oportunidad identificadas y que
fueron relevantes para la implementación del proyecto, entre ellas destacan: Dependencia total de proveedores
externos, Información discontinua, bajo porcentaje de suficiencia de información valida, inexistencia de un programa
de control y aseguramiento de la calidad y desconfianza de la ciudadanía e industria.
Se hizo hincapié en el hecho de que, en el año 2008 el SMCA se comenzó a implementar el programa ISO 9001,
mencionado algunos benéficos identificados entre los cuales se destacan: administración confiable, enfoque de
mejora continua, uso eficiente de recursos, procesos documentados, evaluación continua y confianza ciudadana.
Sesión: “Sistema de Seguimiento de Información de los SMCA”
Ponente: Tania López Villegas, Daniel Alejandro Abularach Hernández, Gabriel Carpio Gómez
Como primer punto se comentóla manera en que el INECC realizaba la recopilación de la información para control
del inventario de los SMCA, donde la principal problemática es contar con diversas versiones en el contenido de sus
archivos y un largo periodo para recibir retroalimentación por parte de los responsables de la redes.
Se puntualizó que el objetivo era desarrollar e implementar una aplicación web, que concentrara la información de
los recursos y el seguimiento de información de los SMCA, que los responsables y el personal del INECC
administraran, para ello se hizo la presentación de la aplicación web http://www.siemca.inecc.gob.mx, haciendo la
demostración en línea.
Un punto importante que se resaltó durante la presentación de la aplicación, fue el compromiso que adquirían los
responsables de los SMCA de mantener actualizada la información contenida en el sistema y de las observaciones
de la misma que puedan tener por parte del INECC.
Al finalizar la presentación se dio paso a la impartición del curso de capacitación para el uso de la aplicación, con la
participación de todos los asistentes, a los cuales ya se les había proporcionado su nombre de usuario y contraseña
a fin de que pudieran revisar la información, previamente precargada, concerniente a su respectivo SMCA.
151
Evidencia fotográfica del desarrollo del curso avanzado.
152
Figura V. 7 Fotografías del desarrollo del curso avanzado realizado en agosto 2014.
Conclusiones del curso avanzado.
Con base en la evaluación aplicada se obtuvieron excelentes comentarios, los que reflejaron que el tema de
implementación de Sistemas de Gestión de Calidad es de enorme interés para todos los SMCA, por ello que
comentaron que el tema fue de gran utilidad, refiriendo que se proporcionaron herramientas para comenzar su
implementación.Sin embargo es muy importante que haya continuidad, seguimiento y apoyo por parte del INECC,
Respecto al sistema de inventarios, se vio la necesidad de permitirque los SMCA ingrese su información y que
puedan ver un apoyo en el sistema para contar con información actualizada y útil, para ellos y para el INECC.
Otro de los puntos que resaltan los participantes, es el que haya interacción entre los responsables de los SMCA, a
fin de intercambiar experiencias y contribuir a una mejor toma de decisiones, apoyadas en el uso del Sistema de
Seguimiento de Información de estos organismos,así como la necesidad de que se realicen más cursos y talleres de
capacitación para fortalecer los temas presentados, con la posibilidad de poder externar las dudas que surjan al
respecto, una vez que ellos comiencen con la implementación.
153
VI. Recopilación de información para la integración de un Sistema Único de
Información de la Calidad del Aire.
El Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC) cuenta hoy en díacon diversos sistemas de
información y metodologías de trabajo actual para dar el seguimiento a sus acciones, mismas que se describen a
continuación.
El Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire (SINAICA), es un programa que reúne y difunde a través
de la página Web del Instituto Nacional de Ecología, los datos generados por las principales redes automáticas de
monitoreo atmosférico de la República Mexicana, con el objeto de dar a conocer la situación actual e histórica de la
calidad del aire de diferentes ciudades del país.
AIRNow (http://www.airnow.gov), es un sistema utilizado en los Estados Unidos y Canadá y que actualmente se está
implementando en México y es una plataforma para la gestión de los datos de monitoreo atmosférico yque tiene la
capacidad de pronosticar la calidad del aire.
Proceso para limpieza y prevalidación de datos de la información recibida de los SMCA del país, el cual es realizado
de forma manual, con lo que se efectúa un análisis profundo, creando diferentes consultas y gráficas para hacer un
estudio más a fondo.
Por último, el Sistema de Consulta de Datos e Indicadores de la Calidad del Aire permite realizar las siguientes
consultas: Indicadores relacionados con las Normas Oficiales Mexicanas de la Calidad del Aire (NOM), evaluación
del cumplimiento de los límites de las NOM, distribución de días buenos, regulares y malos, así como estadísticas
descriptivas, información histórica validada, horaria y de muestreos manuales de partículas. El cual contiene
información previamente sometida a validación.
El presente proyecto consideró que se realizara el análisis de los elementos técnicos de cada uno de los sistemas
mencionados, así como el diagnóstico actual de su funcionamiento y la presentación de un propuesta de mejora,
(todos ellos se describen en el presente apartado) incluyendo además la descripción detallada de las actividades
realizadas para el desarrollo e implementación del Sistema de Validación de Datos. Asimismo y como parte final, se
incluye el planteamiento para lograr la interconexión de las aplicaciones e implementar un Sistema Integral de
Información.
154
VI.1 Revisión de la información colectada por el INECC, respecto a los procesos de manejo de
datos que siguen los SMCA, que están integrados al SINAICA.
Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire.
El Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire (SINAICA), es un programa que reúne y difunde a través
de la página Web del Instituto Nacional de Ecología, los datos generados por las principales redes automáticas de
monitoreo atmosférico de la República Mexicana, con el objeto de dar a conocer la situación actual e histórica de la
calidad del aire de diferentes ciudades del país.
Cuenta con tres subsistemas que se describena continuación:
16. Información casi en tiempo real.
Se enlaza a través de Internet, de forma automática a las Redes de Monitoreo Atmosférico en el tiempo más
cercano al actual y permite acceder a la información que éstas generan sobre contaminantes criterio y variables
meteorológicas, desde dos horas hacia atrás, hasta los últimos tres meses.
17. Bases de Datos Validadas por las Redes de Monitoreo.
Este módulo contiene base de datos generadas por las Redes de Monitoreo Atmosférico, tanto automáticas como
manuales, revisadas y validadas, a través de un conjunto de actividades tendientes al aseguramiento y control de
calidad de los datos, por los responsables de cada una de las redes de monitoreo.
18. Base de Datos Histórica.
Este módulo pone a disposición del público en general la información histórica de contaminantes criterio y variables
meteorológicas de los datos que han sido validados, tanto por las redes que los generaron, como por el INE. A la
fecha, el SINAICA incluye a las Redes de Monitoreo de las Áreas Metropolitanas de la Ciudad de México, Monterrey,
Guadalajara, Toluca, Puebla, Salamanca, León, Celaya, Irapuato, Silao, Ciudad Juárez, Tijuana-Rosarito-Tecate,
Mexicali, Cuernavaca, Durango, Gómez Palacio, Torreón, San Luis Potosí y la región Tula-Tepeji.
El Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire está sustentado por la participación de especialistas en la
materia, que son los encargados de subir, validar y procesar información, apoyados por la infraestructura
tecnológica que se tiene en las estaciones de monitoreo, centros de control y las instalaciones del INECC.
Los elementos que conforman actualmente el Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire, en cuanto a
infraestructura y procesamiento de la información, son los que se describen a continuación.
155
Descripción General de Operación.
El Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire, está basado en tecnologías de software libre de código
abierto, lo que permite tener una plataforma robusta, con un enfoque basado en una fácil modificación del código
fuente, para adaptarse a las diferentes formas de operación de las redes de monitoreo que actualmente están
instaladas en la República Mexicana.
Figura VI. 1 Descripción de infraestructura del SINAICA. INECC 2014.
El Sistema de Comunicación de las Redes con los servidores del SINAICA, opera con un sistema basado en
webservices para la información a tiempo casi real y un sistema de carga de archivos, en el caso de la información
validada y manual.
Los Elementos de infraestructura están divididos en:
Servidor del SINAICA, alojado en las instalaciones del INE.
Los Clientes de Extracción de Datos Instalados en cada una de las Estaciones de Monitoreo.
a) Servidor Central.
La recepción de la información en el Servidor Central, se realiza cada 10 minutos mediante un script en PERL.Por
medio de una conexión ODBC se almacena la información en una base de datos de PostgreSQL, la cual se realiza
con el uso de los puertos 80, 443 y 21; todo esto con un firewall intermedio para la prevención de intrusiones al
servidor central.
156
b) Sistemas de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos que Conforman el SINAICA.
Los Sistemas de Monitoreo de Contaminantes Atmosféricos SMCA, son una serie de sistemas heterogéneos, tanto
de operación, tipos de analizadores y Datalogger, conexión a la red, como en la información que almacena.
Tabla VI. 1 Descripción de Infraestructura del SINAICA. INECC 2014.
Estados SMCA Baja California Tijuana, Rosarito, Tecate, Mexicali Chihuahua Chihuahua, Ciudad Juárez Coahuila Torreo (Manual) Durango Gómez Palacio, Durango Distrito Federal Zona metropolitana del Valle de México Estado de México Zona metropolitana del Valle de Toluca Guanajuato Celaya, Irapuato, León, Salamanca, Silao Hidalgo Región Tula – Tepeji (Manual) Jalisco Zona metropolitana de Guadalajara Michoacán Morelia Morelos Cuernavaca Nuevo León Zona metropolitana de Monterrey Puebla Puebla San Luis Potosí San Luis Potosí Tabasco Villa Hermosa (Manual)
Tabla VI. 2 Formatos de almacenamiento. INECC 2014.
Tipo de Archivo Descripción
HLY Formato en Hexadecimal Access Base de Datos
Dbase III Base de Datos SQL Server Base de Datos
Binario Datalogger Raw Data TCEQ Formato para almacenamiento EPA
Los analizadores captan contaminantes y variables meteorológicas que son almacenadas en archivos, dependiendo
del tipo de datalogger, los archivos son compartidos con la computadora que funciona como cliente y que tiene
instalado un módulo de PERL, para la recepción de datos y preparación a un formato estándar que pueda ser
enviado por una tarea programada hacia internet, para ser recibida por un servidor central, mediante una tarea de
escucha.
El procesamiento de información se realiza a través de script de PERL, el sitio web es creado con XHTML y hojas de
estilo CSS, se hace uso de JavaScript y Ajax, permitiendo una interacción más con el usuario.
157
Algo que es importante destacar es el uso de Google Maps, es un servicio gratuito de Google que permite utilizar
imágenes de mapas desplazables e incluir programación para usos específicos.
Otro punto a considerar es el uso de la tecnología SVG (Gráficos Vectoriales Redimensionables), los que permiten
la generación de gráficas vectoriales bidimensionales, tanto estáticas como animadas y de navegadores como
Google Chrome, Safari e Internet Explorer sean capaces de mostrar imágenes en formato SVG, sin necesidad de
complementos externos.
Situación actual en materia de infraestructura y software.
En materia de hardware, es importante señalar que el servidor actual es un modelo obsoleto que salió al mercado
en el año 2003, y aunque se pueden realizar actualizaciones de memoria RAM de hasta de 6 Gb, y almacenamiento
de hasta de un 1Tb, en la actualidad existe un encarecimiento de sus componentes, además de que ya no se cuenta
con una garantía extendida de servicio en sitio para el intercambio de piezas en caso de una falla física.
En materia de software, es importante actualizar la distribución de Centos a la versión 6.4, la versión de Perl a la
5.18.1, la versión de la base de datos a la 9.2.3,a fin de corregir errores que tienen las versiones que actualmente
están instaladas. Todas las mencionadas son estables y liberadas en el 2013, por ello son las versiones sugeridas.
Es importante mencionar que no se cuenta con la instalación de un servidor secundario con iguales o mejores
características, para realizar una replicación de información y re direccionamiento automático de la página, en caso
de alguna falla.
Tampoco el no contar con un sistema de almacenamiento externo para realizar respaldos de información y
configuraciones del sistema operativo, en caso de algún siniestro y que permita, a la vez, reducir los costos por la
reinstalación de las aplicaciones y puesta en marcha del servidor.
VI.2 Diagnóstico de la funcionalidad y accesibilidad de los módulos de consulta de información de
la calidad del aire del INECC (Subsistema de Bases de Datos Validadas y Subsistema
SINAICA) y propuesta de mejora.
Sistema de Consulta de Datos e Indicadores de la Calidad del Aire.
Sistema desarrollado en ambiente Linux, con base de datos PostgreSQL, Apache y Framework CakePHP, las que
son herramientas más recientes y que, trabajando en conjunto, ofrecen una experiencia tecnológica moderna,
actualizada y de multiplataforma estandarizada.
158
Permite realizar las siguientes consultas:
Indicadores relacionados con las Normas Oficiales Mexicanas de la Calidad del Aire (NOM).
Evaluación del cumplimiento de los límites de las NOM.
Distribución de días con calidad del aire buena, regular y mala.
Estadísticas descriptivas.
Información histórica validada horaria y de Muestreos Manuales de Partículas
Características Técnicas de la Aplicación.
Sistema Operativo.
El Sistema Operativo elegido es Linux. La distribución específica que se empleó es Gentoo Linux, sin embargo no
influye en el producto final, ya que no hay ninguna dependencia hacia alguna herramienta específica de la
distribución.
La aplicación no contiene ninguna herramienta, biblioteca o aplicación propietaria, por lo que cualquier sistema
basado en Linux y con la configuración adecuada puede ser empleado para ponerla en operación.
Manejador de Bases de Datos.
Debido a ciertas condiciones que existían dentro del INECC al momento de la definición de requerimientos, se
solicitó el uso de una base de datos libre, la elegida resultó ser PostgreSQL debido a su robustez y flexibilidad, de
esta forma y en términos de funcionalidad, la base de datos libre es más cercana a sistemas comerciales como
Oracle.
Las versiones elegidas para la implementación son de la serie 9. Parte del sistema se desarrolló en un servidor con
el motor versión 9.0 y a través de distintas actualizaciones hasta la versión 9.3 se comprobó la compatibilidad con
versiones previas, sin necesidad de llevar a cabo ninguna modificación al código de PHP o a los dumps de la base
de datos.
La configuración de PostgreSQL únicamente posee la peculiaridad de tener apagada la opción de fsync y los
checkpoints se realizan cada 3 minutos.
Como parte del desarrollo, se hizo uso de funciones de ventana y queries dinámicos con tablas en memoria. Aunque la implementación de estas funciones y queries es propia de PostgreSQL, existen versiones equivalentes en bases de datos como Oracle, lo cual posibilitaría la implementación a partir de ese motor. En el caso de MySQL y SQL Server no existen equivalentes y no es posible migrar la funcionalidad a ese motor sin hacer modificaciones extensivas a la programación del sistema.
Servidor Web
Para el servidor web se empleó Apache yaunque la versión con la que se trabajó inicialmente fue la 2.2.22, se han
hecho pruebas exitosas con la 2.4. Para la correcta operación del sistema,Apache debe tener configurado PHP
como módulo y no como CGI.
159
Dentro de la configuración de Apache, es indispensable que mod_rewrite esté activo para el funcionamiento de
CakePHP. Otras opciones especiales que tienen los sistemas de desarrollo y pruebas son los módulos userdir y
proxy deshabilitados, sin embargo éstos no influyen en ninguna forma sobre la operación de la aplicación.
Framework de Desarrollo.
Como base para el desarrollo de la aplicación se eligió el ambiente CakePHP, que provee un “ambiente de
desarrollo rápido” con conceptos como andamiaje dinámico (scaffolding) para la construcción de interfaces. Dentro
de sus bondades se cuentan los distintos módulos de conexión a diversos motores de bases de datos, así como un
modelo MVC (Modelo-Vista-Controlador), para el desarrollo de aplicaciones altamente administrables y de fácil
mantenimiento.
Algunas otras razones por las cuales se eligió CakePHP, son su licencia MIT y la amplia comunidad de desarrollo
(uso de CakePHP y desarrollo de CakePHP) que ya existen, lo cual garantiza la existencia y mantenimiento del
ambiente a largo plazo.
En el caso de la aplicación, la elección de CakePHP se basa exclusivamente en la organización interna de la
aplicación, ya que, por su naturaleza, no se hace uso extensivo de las ayudas para desarrollo rápido de
aplicaciones. Tampoco se emplean con frecuencia los métodos de extracción y almacenamiento que forman parte
del modelo, sino que se optó por queries directos y optimizados para disminuir la sobrecarga de los métodos y auto-
asociaciones entre los modelos que crea el sistema a partir de las tablas de la base de datos.
Herramienta de Desarrollo.
Como herramienta de desarrollo, se empleó Zend Development Studio. Esta herramienta no influye fuertemente en
el resultado final, más allá de hacer el desarrollo de la aplicación más fluido que otras herramientas. ZDS se basa en
Eclipse que es un IDE muy robusto y de amplio uso.
Revisión de Módulos de Consulta de Información del SINAICA.
Las imágenes que se presentan a continuación fueron extraídas del sitio sinaica.ine.gob.mx, y muestran sus
diferentes secciones y herramientas, las cuales no ofrecen mucha información ni interacción con el usuario.
160
Figura VI. 2 Página Principal del Sitio sinaica.ine.gob.mx.
Figura VI. 3 Pantallas de la página sinaica.ine.gob.mx
161
Observaciones generales de la aplicación.
Ventajas.
Las secciones más destacadas del sitio son: La aplicación para generación de reportes de datos históricos que
permite interactuar con el uso de ciertos filtros y la exportación de su salida de información a un formato CVS. Así
como la aplicación para la generación de Rosas de Viento.
Desventajas.
Actualmente el sitio sólo se puede visualizar con el navegador de Mozilla Firefox, el cual pone en desventaja la
portabilidad del mismo y no permite hacer uso de otros navegadores como Chrome o Safari.
No hace uso de nuevas tecnologías que ofrecen una solución más ligera y portable para dispositivos móviles.
No cuenta con una interfaz más versátil al visitante.
No hace uso de redes sociales, canales de difusión de información, herramientas de publicidad en línea y de
manera interna, el análisis del tráfico que tiene el sitio web, con la finalidad de evaluar las visitas a su contenido.
No permite la unificación con otros sistemas de información, debido al sistema operativo y lenguaje de
programación con el que fue creada, ya que la aplicación está embebida dentro del kernel del sistema operativo
Linux, lo cual hace imposible su mantenimiento o adaptación a nuevas necesidades de la institución.
Uso de herramientas para optimización de sitios web.
Se realizó un análisis del sitio web con la herramienta www.woorank.com, teniendo como resultado los siguientes
puntos a considerar:
Prioritario
Personalizar las páginas de error 404.
Visitantes
Nivel de visitas bajo.
El impacto en redes sociales es mínimo.
No se cuenta con el uso de la herramienta Google Analytics.
Móviles
El sitio no está optimizado para dispositivos móviles.
No cuenta con CSS, para móviles.
162
A continuación se presentan algunas imágenes como resultado del uso de la herramienta.
Manejo de Tecnologías.
Redes Sociales.
Visitantes.
Figura VI. 4 Resultado de la Herramienta para la Evaluación del Sitio. Elaboración propia.
163
Propuesta de Mejora.
En base al análisis realizado sobre el sitio web sitio sinaica.ine.gob.mx, en cuanto a procesamiento y publicación de
información, se propone sustituir la aplicación actual, a continuación se describen los elementos principales que se
proponen considerar para un nuevo sistema de información.
Desarrollo de Aplicación para Estaciones de Monitoreo.
Extractor de información de estaciones de monitoreo. Desarrollar un extractor de información para hacer una
conexión más sencilla entre estaciones de monitoreo y los servidores. De esta forma los envíos serán en un formato
más estandarizado, mejorando así la interpretación del lado del servidor.
Sistema Integral de Información.
Módulo de Administración. Contar con un sistema de administración, que tenga el control de las estaciones de
monitoreo, mensajes, validaciones, reportes, graficas, así como toda la información de utilidad para el usuario.
Sistema de administración.
Control de estaciones por ciudades.
Control de usuarios.
Control de pronósticos.
Control de mensajes.
Validación de contaminantes.
Administración de reportes.
Módulo de manejo de información para cada Red de Monitoreo.
Módulo para el manejo de información de Redes Manuales.
Consulta de Base de Datos Históricos.
Conexión con el sistema de indicadores.
Generación de archivos de datos para compartición de información con AIRNOW.
Modulo para el público en general.
Contar con un módulo de información al público en general que permita la visualización de los datos horarios de
contaminantes y variables meteorológicas, que conceda la búsqueda de una fecha específica. Además de incluir la
generación de gráficas para diferentes contaminantes.
Mostrar un Mapa de Monitoreo de la Red Manual y Automática donde se despliegue la ubicación de la Estación de
Monitoreo y la visualización de los datos horarios de los diferentes parámetros.
164
Sistema de Consulta.
Red manual.
Red automática.
Pronósticos.
Variables meteorológicas.
Datos horarios.
Gráficas.
Desarrollo de aplicación para dispositivos móviles.
Al identificar el sistema el acceso proveniente de un dispositivo móvil (Tablet, Smartphone), se desarrollará un
módulo para usuarios y administradores.
II. Aplicación móvil para administradores.
Administración de reportes.
Control de pronósticos.
III. Aplicación móvil para usuarios.
Variables meteorológicas.
Datos horarios.
Gráficas.
Desarrollo de aplicación para la administración y seguimiento de fallas de estaciones de monitoreo.
Desarrollar un módulo para atención de fallas en las estaciones de monitoreo que permita tener un antecedente de
los problemas con los equipos analizadores, datalogger e infraestructura tecnológica.
El valor estimado para el desarrollo, considerando costos del centro del país a enero del 2014, es de $2,000,000.00
(Dos Millones de Pesos)aproximadamente.
Tecnologías sugeridas para la aplicación.
Se propone que sea desarrollado con herramientas de vanguardia y de alto grado de seguridad informático. Que
dichas herramientas trabaean en conjunto para poder ofrecer una experiencia tecnológica moderna, actualizada y
multiplataforma estandarizada.
PHP: es un lenguaje de programación de uso general de código del lado del servidor, originalmente diseñado
para el desarrollo web de contenido dinámico.
JavaScript: es un lenguaje de programación interpretado, dialecto del estándar ECMAScript. Se define como
orientado a objetos, basado en prototipos, imperativo, débilmente tipiado y dinámico.
165
CSS: Las hojas de estilo en cascada (Cascading Style Sheets o sus siglas CSS), hacen referencia a un lenguaje
de hojas de estilos, usado para describir la presentación semántica (aspecto y formato) de un documento escrito
en lenguaje de marcas.
SQL Server: Es un sistema para la gestión de bases de datos producido por Microsoft basado en el modelo
relacional.
jQuery:es una biblioteca de JavaScript que permite simplificar la manera de interactuar con los documentos
HTML, manejar eventos, desarrollar animaciones y agregar interacción a páginas webcon la técnica AJAX.
Google APIs:Es un servicio que permite que los desarrolladores busquen y manipulen información de la web de
una manera rápida y sencilla. Los desarrolladores escriben programas que se conectan de forma remota al
servicio de Google, vía SOAP, para el intercambio de información.
Python: Es un lenguaje de programación interpretado que contiene una sintaxis muy limpia y un código más
legible, permitiendo por medio de módulos la interacción de E/S de archivos, llamadas a sistema, sockets e
interfaces GUI.
JSON:Es un formato ligero para intercambió de datos, además de ser un subconjunto de la notación literal de
objetos de JavaScript que no requiere uso de XML.
VI.3 Integración de bases de datos validadas al 2013, en un Sistema de Información de Bases de
Datos Históricas para la Generación del Almanaque de Calidad del Aire.
Definición de validación de datos.
Es el proceso donde los datos son verificados y aceptados o señalizados, para un análisis posterior con los
responsables de las redes de monitoreo, de acuerdo a sus bitácoras.
Algunas de sus características.
Se realiza de manera periódica.
Se aplica sobre una base de datos.
Se aplica de manera sistemática.
Usa criterios de validación establecidos.
Procedimiento para la validación de datos realizado por el INECC.
166
El procedimiento de validación de datos realizado por el INECC, consta de las siguientes tres etapas:
Limpieza de datos.
Eliminar valores etiquetados como no válidos, de acuerdo con las banderas asignadas por los sistemas de
adquisición de datos de los analizadores. Por ejemplo, se colocan banderas a los datos, he aquí algunas razones:
por fallas en el sistema eléctrico o de comunicación, por anomalías en los equipos de medición y por la calibración o
mantenimiento de los equipos de medición.
Eliminar datos negativos o nulos: Estos datos se consideran no válidos, pues la mayoría de los equipos de
monitoreo cuentan con límites inferiores de detección que son mayores a cero.
Identificación de datos extremos y comportamientos anómalos
Identificación de los datos que presentan un comportamiento diferente del patrón típico temporal y estacional de los
contaminantes atmosférico, este procedimiento incluye la elaboración de:
Gráficas de series de tiempo horarias de todo el año, para identificar valores extremos y valores pegados (es
decir registros con valores iguales en cuatro o más horas consecutivas), que son marcados para verificarlos con
los responsables de las redes.
Gráficas de comportamiento del contaminante en el tiempo (en cada una de las horas del día, en cada uno de
los días de la semana y en los meses del año). En estas gráficas se verifica, visualmente, la continuidad y
tendencia de cada uno de los contaminantes con referencia a su comportamiento típico.
Verificación de la validez de los datos sospechosos.
Una vez identificados los datos extremos y/o anómalos, se realiza una consulta directa con los responsables de las
redes, quienes cuentan con las bitácoras de operación de los equipos de medición, cuyos registros se utilizan para
validar o invalidar los datos, cuando se sospecha de su veracidad. Con ello se dictamina su validez.
167
Esquema para la validación de datos.
Figura VI. 5 Esquema para la validación de datos. INECC 2014.
Base de datos de
las redes de
monitoreo
¿Las banderas
indican dato
inválido?
N
¿Datos <= 0?
N
¿Datos fuera del
patrón típico?
N
¿Datos
constantes por
4 o más
horas?
¿Las redes de
monitoreo locales
los consideran
válidos?
Se eliminan
los datos de
Base de
datos limpia
NSí
Sí
Sí
Sí
Sí
N
168
Integración de las bases de datos para su validación.
Hoy en día el INECC recibe, de las siguientes Redes, las bases de datos en archivos con diferentes formatos para la
Generación del Informe Nacional de Calidad del Aire:
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de Ciudad Juárez.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de Ciudad Chihuahua.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de Celaya.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico del Valle de México.
Red Automática de Monitoreo Ambiental de Guadalajara.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de Irapuato.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de León.
Sistema Integral de Monitoreo Ambiental de Monterrey.
Red Automática de Monitoreo Ambiental de Mexicali.
Estación de Monitoreo de Rosarito.
Red Automática de Monitoreo Ambiental de Salamanca.
Estación de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de Silao.
Estación de Monitoreo de Tecate.
Red Automática de Monitoreo de la Ciudad de Tijuana.
Red Automática de Monitoreo Ambiental del Valle de Toluca.
De acuerdo a lo manifestado por personal del INECC, para 2014 se pretende que las Redes de Monitoreo que se
enlistan a continuación envíen su información y se incorporen a la Base de Datos Nacional que genera este Instituto:
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de Hidalgo.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de Morelia.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de Aguascalientes.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de San Luis Potosí.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de Tabasco.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de Mérida.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de Querétaro.
169
Algunos ejemplos de los formatos recibidos por las Redes de Monitoreo.
Archivos XLS, versión 1.
Figura VI. 6 Archivo XLS versión 1. INECC 2014.
El formato de los archivos sigue el criterio de manejar a nivel columna los contaminantes criterio y las variables
meteorológicas y, a nivel renglón, los datos horarios.
Las Redes que siguen éste criterio son:
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de Ciudad Chihuahua.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de Celaya.
Red Automática de Monitoreo Ambiental de Guadalajara.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de Irapuato.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de León.
Sistema Integral de Monitoreo Ambiental de Monterrey.
Red Automática de Monitoreo Ambiental de Salamanca.
Estación de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de Silao.
170
Las Redes de Monitoreo elaboran sus bases de datos, separando la información de sus diferentes estaciones de
monitoreo en hojas o en archivos de Excel, excepto la Red de Monitoreo de Monterrey, que maneja todo en una sola
hoja de trabajo. Por ello es necesario unificar este formato a fin de que todos los SMCA manejen una mismahoja.
Proceso seguido en el INECC para la recepción y validación de información.
Hasta los primeros meses de 2014, el INECC realizaba la validación de datos cada año para la generación del
Informe Nacional de Calidad del Aire. Para ello solicitaba y recibía diferentes tipos de archivos de los SMCA del país,
los cuales eran procesados mediante diversas herramientas para leer su contenido y ajustar a un formato donde se
pudiera llevar a cabo la validación.
Las herramientas con las que contaba el INECC para validar los datos eran:
Generación de Macros en Excel.
Archivos de procesamiento de información (Script), programados en paquete estadístico de código libre R.
Herramientas de conversión de archivos PDF a texto.
Lo anterior tenía como desventajas:
Pérdida o daños de archivos.
Tiempo de espera para el procesamiento de la información.
Lectura de información propensa a errores debido a la diversidad de archivos con estructura interna diferente.
Duplicidad de información.
Procesamiento y validación de la información sobre los archivos de datos.
Dificultad para la consulta de información de años anteriores.
Dificultad para el análisis y generación de gráficas en el cruce de información de más de un contaminante o
estación de monitoreo.
La información recibida, una vez que se valida, se importa al Sistema de Consulta de Datos e Indicadores de
Calidad del Aire, la cual es una aplicación interna del INECC. El proceso de importación de datos al sistema antes
mencionado se realiza mediante archivos de texto, los cuales se pasan a formato de Excel, lo que requiere de
inversión de tiempo para su creación y aumenta la posibilidad de tener errores,debido a que se genera un archivo
por contaminante que contiene internamente los datos validados para cada una de las estaciones que conforman el
SMCA.
Propuesta de unificación de recepción de bases de datos.
Como parte de la contribución del presente proyecto y debido a la gran cantidad de archivos recibidos y sus
diferentes variantes de manejo de la información y formatos, además del tiempo invertido para su procesamiento y
validación, se implementó un formato único de recepción de bases de datos, con los siguientes lineamientos.
171
Nombre del archivo:
En el caso del monitoreo automático, el formato del nombre de archivo se consideró de la siguiente manera:
[Contaminante]-[año]-[red].csv
En el caso del monitoreo manual, el nombre de archivo se estableció de la siguiente manera:
[Contaminante][año]-[red].csv
La diferencia es el “-“que identifica el tipo de monitoreo, entre el nombre del contaminante y el año, donde:
Contaminante = CO, NO2, O3, PM10, PM2.5 o SO2
Año = 2012, 2013, etc., se especifica numéricamente y a cuatro dígitos.
Red = se indica a partir de identificadores cortos de la base de datos, tales como CMX, GDL, MTY,
TIJ, etc.
Tabla VI. 3 Identificadores de las Redes de Monitoreo en el SCICA. INECC 2014.
Identificador Red de monitoreo CJU Red Automática de Monitoreo Atmosférico de Ciudad Juárez CLY Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de Celaya CMX Red Automática de Monitoreo Atmosférico del Valle de México DGO Red de Monitoreo Atmosférico del estado de Durango GDL Red Automática de Monitoreo Ambiental de Guadalajara HGO Red de Monitoreo Atmosférico del Estado de Hidalgo
IRP Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de
Irapuato LEON Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de León MTY Sistema Integral de Monitoreo Ambiental de Monterrey MXC Red Automática de Monitoreo Ambiental de Mexicali PUE Red Estatal de Monitoreo Ambiental del Estado de Puebla ROS Estación de Monitoreo de Rosarito SAL Red Automática de Monitoreo Ambiental de Salamanca SIL Estación de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de Silao SLP Red de Monitoreo Atmosférico de San Luis Potosí TAB Red de Monitoreo Atmosférico de Tabasco Tecate Estación de Monitoreo de Tecate TIJ Red Automática de Monitoreo de la Ciudad de Tijuana TLC Red Automática de Monitoreo Ambiental del Valle de Toluca
Para la construcción del archivo, se tomó en cuenta el que todas las fechas deben estar dadas en formato ISO
“AAAA-MM-DD”, que al ser un estándar internacional evita que se presente cualquier confusión respecto al orden de
los campos. Para el manejo de las horas, se estableció un formato de 1 a 24 o de 0 a 23 horas, de acuerdo a como
se envíen los datos por cada una de las redes.
172
De igual forma se definió que el primer renglón del archivo debería contener encabezados. Las primeras dos
columnas corresponderían a la fecha (A) y a la hora (B), a partir de la tercera columna (C) se incluirían los
identificadores de las estaciones,mismos que deberán corresponder también con los de la base de datos (Ver el
listado de Estaciones). El separador de campos más idóneo en el archivo csv fue pipes (|).
Los lineamientos anteriormente descritos fueron tomados de la conformación del archivo para la migración de
información al Sistema de Consulta de Datos e Indicadores de la Calidad del Aire,que en base al análisis realizado a
los diferentes formatos recibidos, fue el más adecuado para obtener los siguientes beneficios:
Creación y manejo de un archivo unificado de recepción de base de datos a nivel nacional.
Creación de un solo proceso de extracción de datos.
Realizar la importación del contenido del archivo unificado a una base de datos relacional para su uso posterior.
Soporte de información para el funcionamiento de una aplicación de prevalidación de datos automática.
Fuente de insumo para el Sistema de Consulta de Datos e Indicadores de la Calidad del Aire.
Disminución de tiempo en el procesamiento y validación de información para la generación de indicadores y el
Informe Nacional de Calidad del Aire por parte del personal de INECC.
Fuente de insumo para el sistema AIR-NOW, en caso de que se brinde acceso a dicho Sistema a las Redes de
Monitoreo para realizar validaciones.
Aplicación de pre validación de datos automática.
Como valor agregado al proyecto se desarrolló el sistema automático de pre validación de datos, con la finalidad de
dejar una herramienta útil que permita tener información más oportuna.
Para el desarrollo del Sistema de Validación, lo primero que se hizo fue consultar la Norma NOM-156, en la cual se
establecen los lineamientos para el establecimiento y operación de Sistemas de Monitoreo de la Calidad del Aire y
se define como un proceso para determinar la calidad analítica de un conjunto de datos, de acuerdo con las
necesidades particulares del Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire y de su Plan de Aseguramiento de
Calidad.
Con el sistema se realiza un manejo de datos-limpieza, verificación y validación, mediante procedimientos
estadísticos para identificar aquellos datos que podrían no corresponder a mediciones reales y que se generan
periódicamente a partir de los reportes de la calidad del aire.
Desarrollo de aplicación automática.
El objetivo de este desarrollo esel de analizar, crear e implementar una aplicación que contenga y aplique todos los
criterios de limpieza, prevalidación de datos de toda la información recibida de los SMCA del país, y que permitirá la
creación de diferentes consultas y gráficas para llevar a cabo un análisis más profundo de la información y que
pueda ser operada por el personal de INECC.
173
La aplicación se desarrolló con herramientas de vanguardia y de alto grado de seguridad informática que, trabajando
en conjunto, ofrecen una experiencia tecnológica moderna, actualizada y multiplataforma estandarizada.
Las ventajas de esta aplicación serán las siguientes:
Contar con una base de datos segura y única de almacenamiento de datos crudos y validados.
Integridad de la información
Reducción del tiempo de procesamiento, análisis y validación de datos
Definición y asignación de banderas durante el proceso de validación de datos
Elaboración de estadística descriptiva y gráficas para identificar la estructura, el patrón de los datos y anomalías
potenciales.
Verificar relaciones entre contaminantes y variables meteorológicas.
Interconexión con el sistema de consulta de datos e indicadores de la calidad del aire, mediante
servicios web o, en su defecto, la creación de manera automática del archivo de importación de datos.
Escalabilidad de la aplicación para adaptarse a las nuevas necesidades de la institución.
Aplicación Web totalmente administrable por el usuario final y basada en el cumplimiento de la norma NOM-156
para el análisis y procesamiento de información.
Con el desarrollo del sistema se dio seguimiento y supervisión constante, por parte de personal del INECC
involucrado en los diferentes módulos, por lo que fue validado y aprobado.
Asimismo se comenta que se desarrolló una aplicación para facilitar las tareas de recepción y validación de datos,
con la finalidad de estandarizar el formato de recepción considerando:
1) Fase de análisis.
En conjunto con el personal del INECC se llevaron a cabo diferentes reuniones de trabajo,a fin de analizar el flujo de
los datos desde en el formato en el que se reciben los archivos de los SMCA, su proceso de lectura, limpieza,
análisis y validación. Una vez comprendido lo anterior, se presentó el siguiente diagrama donde se incluyen las
tecnologías utilizadas para su automatización.
Figura VI. 7 Diagrama creado en base al análisis del proceso actual y su automatización. Elaboración propia.
174
2. Fase de diseño
Una vez concluida la fase de análisis, se presentaron los módulos principales contenidos en la aplicación, prototipo
de pantallas y diseño de la base de datos.
Módulos principales de la aplicación:
Administración de catálogos.
Importación y exportación de datos.
Validación de contaminantes.
Análisis de contaminantes relacionados.
Generación de gráficas.
Es menester mencionar que los módulos descritos, fueron debidamente validados por el personal del INECC antes
de comenzar su programación.
A continuación se presentan los módulos como se aprecian en página web disponible en la siguiente dirección:
http://sivad.inecc.gob.mx
175
Figura VI. 8 Diagrama de base de datos relacional de la aplicación.
Fase de desarrollo e implementación.
En base a la generación de los prototipos y la retroalimentación obtenida de su diseño, contenido y funcionalidad de
la aplicación, durante la fase de desarrollo e implementación se realizó lo siguiente:
Desarrollo de la aplicación basado en las experiencias obtenidas de los prototipos.
Pruebas de la aplicación por parte de especialistas, en términos de usabilidad, funcionalidad y eficiencia.
Pruebas de la aplicación por los usuarios finales para obtener su valoración, con la finalidad de cubrir sus
necesidades.
Elaboración de todas las guías y manuales técnicos y de usuario, los cuales se hicieron durante la fase de
desarrollo.
176
A continuación se describe el funcionamiento general de la aplicación:
Figura VI. 9 Módulos contenidos en la aplicación.
En seguida se describe el funcionamiento y contenido de cada módulo.
a) Módulo de administración.
Su función es el mantenimiento de los principales catálogos de la aplicación, así como permitir la importación de
información de las diferentes SMCAmediante el uso de un formato único de recepción.
Incluye además un módulo para exportar la información validada al sistema de indicadores, en un formato
establecidoy una sección para hacer modificaciones a los registros de contaminantes, variables meteorológicas y las
banderas de validación que se tienen ya en la base de datos.
b) Módulo de validación.
Su función es realizar la prevalidación automática de los diferentes contaminantes y variables meteorológicas,
además de realizar diferentes consultas y gráficas en base al criterio del personal encargado de revisar los datos.
Se tiene además la posibilidad de poder exportar a Excel la información presentada, para un análisis más detallado.
Dentro de este módulo se ocupan los siguientes filtros principales:
Fechas inicial y final.
Sistemas de Monitoreo de Calidad del Aire (SMCA).
Estación de Monitoreo.
Contaminante o variable meteorológica a validar.
c) Módulo de análisis.
177
Su función es analizar y validar de manera conjunta los casos para los contaminantes PM10y PM2.5 y para los
casos de los contaminantes NOX, NO2y NO. Además de realizar diferentes consultas y gráficas en base al criterio
del personal encargado de revisar los datos, teniendo también la posibilidad de poder exportar a Excel la
información presentada para un análisis más detallado.
Estos son losfiltros principales que se ocupan dentro de este módulo:
Fechas inicial y final.
Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire (SMCA).
Estación de Monitoreo.
En algunas consultas y durante el análisis de los contaminantes anteriormente descritos, se permite visualizar el
comportamiento de la información mostrando todas las estaciones de monitoreo del SMCA.
d) Módulo de gráficas
Permite la generación de diferentes gráficas para cruzar información de diferentes contaminantesy variables
meteorológicas.
Los filtros principales que se ocupan dentro de este módulo son estos:
Fechas inicial y final.
Sistema de Monitoreo de Calidad del Aire (SMCA).
Estación de Monitoreo.
Contaminante o variable meteorológica.
e) Generalidades de la aplicación.
En base, la información obtenida del proceso de importación, que es considerada como cruda, se almacena en la
base de datos y se deja como antecedente de la recepción de la misma.
Durante el proceso de análisis y validación, los cambios que va sufriendo la información se guarda como historial en
la misma base de datos.
Una vez validada la información ya no se puede modificar y sólo está disponible para generación de consultas y
gráficas con opción de exportación a Excel o PDF.
178
Productos entregados.
En el anexo V.3 se hace entrega de:
DVD que contiene:
1. Código fuente del proyecto desarrollado en PHP.
2. Archivo con la estructura de la base de datos de MYSQL.
3. Diccionario de datos.
4. Diagramas E-R.
5. Diseño de pantallas.
6. Diagrama de procesos.
7. Bitácoras de pruebas de rendimiento del sistema.
Carta de garantía del proyecto.
Manual de usuario.
Manual para técnicos.
El alcance de la carta de garantía del proyecto es que, en caso de que durante su operación se detecten problemas
técnicos o de funcionalidad del sistema, el prestador de servicios que se compromete a dar 6 (seis) meses de
garantía en el producto entregado.
Consideraciones técnicas de la aplicación.
Manejador de base de datos.
En base al análisis de la información que se recibió de las SMCA y con la finalidad de hacer más flexible la
aplicación, se decidió crear diferentes tablas, índices, vistas y funciones para el manejo de los datos, ya que en el
esquema presentado, se construyen de una manera más rápida algunos filtros y listas de selección dentro de la
aplicación.
Diseño de tablas.
Se diseñó una tabla para cada contaminante o variable meteorológica, donde se almacena la información leída de
los archivos provenientes de las SMCA, y una vez que entra en proceso de validación, se va generando un historial
del registro con su respectiva asignación de bandera, con la finalidad de ser usado para la creación de diferentes
reportes o gráficas.
179
Creación de índices.
Teniendo en consideración la cantidad de información que almacenara la base de datos y con la finalidad de que la
aplicación de validaciones no se vea afectada a la hora de realizar algunos procesos de consulta, se diseñaron y
crearon índices para reducir los tiempos de espera en base a fecha, hora y estación de monitoreo que hasta el
momento se tienen considerados como llaves de búsqueda.
Creación de vistas y funciones de usuario.
Hay muchas de las consultas que son demasiado recurrentes dentro de la aplicación de validaciones y que
conllevan en la base de datos el extraer información de diversas tablas de una manera muy repetitiva y con
diferentes filtros, es por eso que se implementó el uso de las vistas, con la finalidad de hacer más eficiente el
proceso de programación.
Para el caso de la creación de las funciones de usuario, las cuales son utilizadas para la realización de cálculos
matemáticos durante el proceso de consulta de información. Algo muy semejante a las macros creadas en Excel,
por poner un ejemplo.
Técnicas y herramientas de desarrollo.
Durante la fase de programación se emplearon diversas clases con la finalidad de reutilizar código fuente y facilitar
tareas como la de exportación a Excel, así como el manejo de un archivo de configuración donde están todas las
generalidades para el funcionamiento de la aplicación como por ejemplo: Los parámetros de conexión a la base de
datos, validaciones y filtros de consultas, por citar algunos.
Además de hacer uso de herramientas que permitan mayor seguridad del paso de parámetros y envío de
información entre la aplicación y la base de datos. Así como también presentar una interfaz más amigable al usuario
al momento de interactuar con el sistema de validaciones.
Por último se utilizó la Metodología de Desarrollo en Cascada, la cual comprende los siguientes pasos ya realizados
Análisis de requerimientos
Diseño de la aplicación
Desarrollo
Implementación y mantenimiento
180
Proceso de importación de información al sistema de validaciones.
Para la construcción de la base de datos de la aplicación se realizó la migración de información de los siguientes
SMCA:
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de Ciudad Chihuahua.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de Celaya.
Red Automática de Monitoreo Ambiental de Guadalajara.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de Irapuato.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de León.
Sistema Integral de Monitoreo Ambiental de Monterrey.
Red Automática de Monitoreo Ambiental de Mexicali.
Estación de Monitoreo de Rosarito.
Red Automática de Monitoreo Ambiental de Salamanca.
Estación de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de Silao.
Estación de Monitoreo de Tecate.
Red Automática de Monitoreo de la Ciudad de Tijuana.
Red Automática de Monitoreo Ambiental del Valle de Toluca.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de Morelia.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de Aguascalientes.
Red Automática de Monitoreo Atmosférico de Mérida.
Desarrollo de extractores de información.
En base al análisis de la información contenida en los archivos, se desarrollaron las diferentes aplicaciones para la
extracción de información y exportación a la base de datos de la enorme variedad de archivos recibidos, mismas
que fueron desarrolladas en lenguaje de programación PYTHON.
Se eligió Python por ser un lenguaje fácil de programar y con una sintaxis muy entendible que permite hacer uso de
módulos ya existentes de lectura de archivos de Excel y conexión a diversas bases de datos como MYSQL. Además
de su portabilidad, ya que es un lenguaje multiplataforma que puede ejecutarse en ambientes Windows, Mac OS Xy
Linux.
181
VI.4 Propuesta para la integración y optimización de los Módulos de los Sistemas de Información
de Calidad del Aire con los que cuenta INECC, y su interacción con el AirNow.
Interconexión de los sistemas de información.
Debido a la diversidad de base de datos y herramientas de desarrollo de las aplicaciones anteriormente descritas,
nuestra sugerencia para la interconexión entre los sistemas es la de utilizar Servicios Web que requieran un
conjunto de protocolos y estándares, que sirven para intercambiar datos entre distintas aplicaciones desarrolladas
en lenguajes de programación diferentes y ejecutadas sobre cualquier plataforma.
Algunas ventajas de los servicios Web.
Aportan interoperabilidad entre aplicaciones de software, independientemente de sus propiedades o de las
plataformas sobre las que se instalen.
Los servicios Web fomentan los estándares y protocolos basados en texto y hacen más fácil el acceder a su
contenido y entender su funcionamiento.
Infraestructura sugerida para la interacción de los sistemas.
Un punto importante a considerar, es la infraestructura requerida para soportar los diferentes sistemas de
información que actualmente tiene el INECC, además de contar con el personal técnico capacitado para administrar
el centro de datos que contenga los siguientes elementos básicos.
Elementos del Centro de Datos.
Tabla VI. 4 Fuente de información propia, elementos básicos de un Centro de Datos.
Cantidad Equipo / Software Descripción
1 Enclosure. Enclosure para 14 Servidores
4 Servidores Blade. 2 Procesadores 3GHz, memoria RAM de 128GB, 2discos duros de 300GB, tarjeta de red
Ethernet de 2 puertos de 1 a 10GB C/U.
1 Aire acondicionado de precisión.
Unidad de 3 toneladas que permita un enfriamiento uniforme dentro del RACK ajustando
la velocidad en ventiladores y compresor, teniendo una nivelación de enfriamiento y
reducción de los consumos de energía.
1 Sistema de baterías. UPS 30 KWA On Line Trifásico con batería de respaldo y regulación de voltaje, onda
senoidal pura, con tiempo derespaldo escalable.
1 Unidad de almacenamiento. NAS Solution, 10 TB, tarjeta de red Gigabit Ethernet, Protocolos de Red SMB, NFS, FTP,
modos de RAID 0,1,5.
4 Sistema operativo para servidor. Licencia de Windows Server Datacenter Enterprise de 64 bits. 1 Base de datos. Licencia de SQL Server a 64 bits Enterprise . 5 Licencias CAL. Utilizadas para realizar la conexión entre las aplicaciones y la base de datos SQL. 4 Licencia antivirus. Licencia de antivirus para protección de los servidores base. 1 Software de virtualización. Licencia de VMware v Sphere Enterprise Para 8 Procesadores. 1 Enlace de Internet. Enlace a 10 Mb tecnología Fast Ethernet.
182
Ventajas de Esta Solución.
Tener un mejor control de los servidores base que serán utilizados para realizar la virtualización, con la posibilidad
de tener hasta 15 servidores, mediante el uso de la herramienta VMware vSphere para montar diferentes
aplicaciones. Además de contar con una unidad de respaldo para el almacenamiento de archivos de configuración y
datos.
La licencia de Windows Server Datacenter, permitirá soportar entornos de servidores virtualizados, en gran medida
donde se puede hacer una copia de algún servidor, proporcionando una mayor recuperación de desastres y alta
disponibilidad, además de contar con las siguientes tareas:
Ejecutar varias funciones de servidor y diferentes sistemas operativos en un servidor único.
Reducir la cantidad de hardware necesario para ejecutar cargas de trabajo de servidor.
Reducir al mínimo el tiempo que se necesita para configurar el hardware, el software y reproducir ambientes de
prueba.
El contar con un sistema de baterías y aire acondicionado de precisión permite mantener la infraestructura libre de
sobrecalentamiento o problemas de hardware que conllevenpérdida de información y tiempos muertos en la
publicación de datos, además de la contratación de un enlace dedicado de internet simétrico con alta disponibilidad
y un soporte continuo e inmediato en caso de fallas, que permita mantener el sitio en línea las 24 horas los 365 días
del año.
Contenido del sistema integral de información.
En base a las reuniones con los líderes de los sistemas de información del INECC,se plantea el siguiente contenido
del sistema, con la finalidad de integrar una aplicación para quienes toman las decisiones y donde se consideren los
siguientes aspectos:
Módulo de administración.
Módulo de generación de reportes, gráficas e indicadores.
Módulo de información para directores de área.
Módulo de información para encargados de las Redes de Monitoreo.
Módulo de información para el personal técnicodel INECC.
La finalidad de implementar un sistema de información integral en el INECC, es unificar la información dispersa de
los sistemas informáticos, para evitar la duplicidad y desactualización de la misma, considerando que hoy en día es
importante contar con sistemas integrales de información que permitan hacer uso de las tecnologías de la
información y las comunicaciones, a fin de centralizar los datos que generan los diferentes áreas dentro de las
organizaciones. Permitiendo con ello cubrir los siguientes aspectos:
Almacenamiento centralizado de datos,
Interacción social.
183
Gestión del conocimiento.
Toma de decisiones.
Difusión de información.
Seguimiento de Indicadores.
Gestión de procesos.
Tecnologías que se pueden utilizar para lograr la interconexión de los sistemas
XML-RPC es un protocolo de llamada a procedimiento remoto que utilizar XML para codificar los datos y HTTP como
protocolo de transmisión de mensajes. Permite la interoperabilidad entre aplicaciones escritas en distintos lenguajes y
ejecutadas en distintas plataformas. Entre los lenguajes que tienen implementación de XML-RPC destacan: Microsoft
.NET y PHP.
SOAP (Simple Object Access Protocol) es un protocolo estándar basado en XML-RPC. Al igual que su predecesor,
utiliza XML para codificar los datos y HTTP como protocolo de transmisión de mensajes. Permite la interoperabilidad
entre aplicaciones escritas en distintos lenguajes y ejecutadas en diversas plataformas. Es uno de los protocolos más
utilizados para la implementación de Web Services. Dispone de técnicas para incorporar seguridad basada en
certificados digitales, conexiones seguras, cifrado, etc.
Elementos que contienen los sistemas de información existentes útiles para la interconexión
El Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire (SINAICA), es un programa que reúne los datos
generados por las principales redes automáticas de monitoreo atmosférico de la República Mexicana.
Elementos a utilizar de la aplicación:
Generación de promedios móviles.
Consulta de datos pre validados.
o Horarios.
o Minutales.
Gráficas que muestren el comportamiento de contaminantes y variables meteorologicas.
Mapa interactivo que muestre la conexión y estatus de envio de todas las estaciones de los SMCA.
El Sistema de Consulta de Datos e Indicadores de la Calidad del Aire permite realizar diversas consultassobre datos
previamente validados.
Elementos a utilizar de la aplicación:
Indicadores relacionados con las normas oficiales mexicanas de la calidad del aire (NOMs).
184
o Evaluación del cumplimiento de los límites de las NOMs.
o Distribución de días buenos regulares y malos.
Estadísticas descriptivas.
Información histórica validada horaria y de muestreos manuales de partículas.
Los seis contaminantes criterio a incluir son: partículas suspendidas PM10 y PM2.5, ozono, bióxido de azufre (SO2),
monóxido de carbono (CO) y bióxido de nitrógeno (NO2).
El Sistema de inventario de Estaciones de Monitoreo de la Calidad del Aire que lleva todos los aspectos en materia
de equipamiento, parámetros de medición, mantenimiento y seguimiento de fallas de todos los SMCA.
Información a utilizar de la aplicación:
Información administrativa, financiera y plantilla del personal de los SMCA.
Inventario de estaciones de monitoreo de los SMCA.
Inventario de equipos y parámetros de medición.
Seguimiento con visitas y calibraciones a las estaciones de monitoreo de los SMCA.
Seguimiento de fallas de los equipos de las estaciones de monitoreo de los SMCA.
Ubicación geográfica de las estaciones de monitoreo.
AIRNow, es una plataforma para la gestión de los datos de monitoreo atmosférico, con la capacidad de pronosticar
la calidad del aire.
Hasta el momento, la única manera de insertar información a la aplicación, es mediante el uso de archivos de texto
con el formato AQCSV (de valores de la calidad del aire separados por comas) la cual permitirá que el AIRNow-I
Data Management System (DMS)procese los datos recibidos.
El formato AQCSV contiene los siguientes elementos:
Normas ISO
o Código del país
o Fecha y hora
Con base en el Sistema de Calidad del Aire (AQS) de la EPA
o Código de parámetros
o Códigos unitarios
Respaldos para
o Códigos cualificadores del AQS
o Información de localización
Latitud y longitud
Elevación y datos GIS
185
o Códigos de métodos
o Características de desempeño de medición
o Valor e incertidumbre
Una vez que la información es procesada, el modulo AIRNow-I Information Management System (IMS) ejecuta
diversas tareas para generar los siguientes productos, los cuales serán utilizados para la interconexión:
Mapas codificados por color, mapas animados, mapas de puntos de colores y mapas del sitio de monitoreo.
Archivos y servicios que permitan un fácil intercambio y visualización de la información.
VI. 5 Diagnóstico de la infraestructura actual del INECC para la implementación de un Sistema
Integral de Información.
Como parte de las acciones consideradas en el proyecto, se realizó el diagnóstico de la infraestructura con la que
actualmente cuenta el INECC, la que da soporte,no sólo a los sistemas de información antes descritos, sino a un
cúmulo de 50 aplicaciones que trabajan en diferentes sistemas operativos y almacenan información en diferentes
gestores de bases de datos.
En este sentido, a continuación se presenta el resultado del diagnóstico, considerando la infraestructura y el
licenciamiento.
a) Infraestructura.
Centro de Datos.
De acuerdo a la revisión realizada los días 21 y 22 de enero del 2014, y considerando lo establecido en el estándar
ANSI/TIA-942 TelecommunicationsInfrastructure Standard for Data Centers, se observa lo siguiente:
1. El espacio actual donde se ubica el centro de datos es inaccesible por la parte trasera de los racks y gabinetes,
es necesario una reorganización del centro de datos.El acceso no cuenta con las medidas para entrada y salida
de equipos ni para emergencias.
2. El piso no es el adecuado para el centro de datos, se deben de proteger los equipos contra descarga eléctrica y
electrónica (antiestática), adecuar con losa el techo y muros con pintura contra fuego, al igual que los sellos en
juntas y pasos.
3. El aire acondicionado no es de precisión, es sólo un aire para enfriar un cuarto; actualmente está enfriando el
pasillo caliente, es decir, el aire por recomendaciones y norma se instala en pasillo frio, ya que los equipos toman
el aire frio frontal y echan el aire caliente por la parte trasera. Deficiente en su instalación hidráulica y eléctrica.
186
4. El sistema de cableado estructurado que se tiene es obsoleto, sin organización ni identificación, sin canalización,
además se combina cableado de red con eléctrico.
5. Los enlaces de cableado entre gabinetes se encuentran sin identificación ni protección.
6. El sistema eléctrico actual está fuera de norma y recomendaciones y es muy probable que esté desbalanceado
en tableros; está sobrecargado en algunas fases, hay muchos tableros eléctricos,existe cableado sin
canalización. Además, la infraestructura eléctrica no es tan tolerante a la falla.
7. Los Gabinetes están sin paredes laterales, esto genera que el aire caliente se extienda por todo el local.
8. No se tiene un sistema de seguridad, es decir, control de acceso, CCTV, detección, prevención y extinción de
incendios, tampoco monitoreo ambiental del espacio.
9. Se observó que tienen una gran cantidad de los CPU funcionando como servidores y que albergan entre 40 y 50
sistemas de información en sus diferentes variantes de bases de datos como: Mysql, Postgres, Oracle y que en
conjunto generan una gran cantidad de calor y un alto consumo de energía eléctrica.
10. Algunos sistemas, no cuentan con respaldo de información automática, ya que es realizado por el personal de
tecnologías de forma manual e implementando soluciones de código libre.
11. Los pocos servidores de datos no están debidamente montados en racks que permitan una fácil administración y
mantenimiento.
12. No se cuenta con una garantía extendida de servicio en sitio para el intercambio de piezas, en caso de una falla
física para el caso de servidores y reemplazo en equipo activo.
13. En caso de alguna falla,no se cuenta con la instalación de un servidor secundario, con iguales o mejores
características, para realizar una replicación de información y re direccionamiento automático de la página.
Personal.
En relación al PERSONAL con el que se cuenta para soporte de servicios de informática, se observa lo siguiente:
1. El Personal para atención a usuarios es insuficiente, ya que tan sólo en 4º. piso hay nada más dos personas de
soporte para atender a más de 60 usuarios.
2. No se cuenta con personal específico para administrar el centro de datos en cuanto a infraestructura, sistemas
de información, servidores, bases de datos, seguridad, respaldos de información.
3. No se tiene un programa de capacitaciónde nuevas tecnologías, considerando la implementación de la
infraestructura sugerida en el presente documento, dado que actualmente se trabaja con soluciones de código
libre.
b) Licenciamiento.
Gran parte de las soluciones existentes, están soportadas por software libre yaque, como sabemos,es gratuito; no
se cuenta con versiones empresariales que permitan obtener un soporte inmediato en caso de algún problema, ya
que se cuenta con versiones comunitarias que sólo ofrecen ayuda a través de foros de consulta por los usuarios que
lo manejan, esto genera tiempos muertos en cuanto disponibilidad del servicio, además del tiempo invertido por el
personal técnico que tiene que investigar y buscar la solución.
187
Evidencia fotográfica.
Instalaciones de Tecamachalco
Figura VI. 10 Evidencia recopilada Enero 2014, Instalaciones de INECC, Tecamachalco.
Observaciones del Lugar.
Actualmente en las instalaciones de Tecamachalco no se tiene ningún centro de datos, no existe infraestructura
adecuada para soportar el equipo activo que está actualmente instalado.
Instalaciones de Periférico Sur (SITE Principal).
No se cuenta con una identificación del cableado, tampoco se tienen los racks necesarios y adecuados, el sistema
de enfriamiento no es correcto, hay servidores en escritorios de trabajo, el sistema contra incendios es insuficiente y
falta una reorganización completa del lugar.
188
Figura VI. 11 Evidencia recopilada Enero 2014,Instalaciones del INECC, Periférico Sur.
Actualmente en la oficina de soporte, están instalados varios servidores sobre mesas de trabajo que generan
demasiado calor y un alto consumo de energía, debido a que no se tienen debidamente instalados, sólo se cuenta
con UPS, instalado sobre carcasas de CPU.
189
Hoy en día el lugar es,en realidad, una oficina de trabajo donde se tiene equipo activo, además de no contar con
espacio físico, infraestructura, sistemas eléctrico, contra incendio,ni de enfriamiento.
Instalaciones de Periférico Sur (SITE Secundario).
Figura VI. 12 .Evidencia recopilada Enero 2014,Instalaciones de Periférico Sur (SITE Secundario).
Propuesta de Mejoramiento de Infraestructura.
Considerando lo establecido en el estándar ANSI/TIA-942 TelecommunicationsInfrastructure Standard for Data
Centers y con la finalidad de contar con un centro de datos de permita tener control y aseguramiento de:
Arquitectura de la red.
Diseño eléctrico
Almacenamiento y copias de seguridad de archivos y bases de datos
Control de acceso a la red y seguridad
Gestión de base de datos
190
Administración de servidores
Alojamiento de sitios web
Protección contra riesgos físicos (incendios, inundaciones)
Además el tener una visión de:
8. Contar con un Centro de Datos que se convierta en el principal espacio de TI.
9. Atacar las oportunidades de mejora en el ahorro de energía.
10. Contar con una infraestructura de soporte de TI que permita operar de manera confiable los próximos de 10
años, que no limite la instalación de nuevos equipos y que pueda crecer de manera ordenada.
11. Permitir la fiabilidad y facilidad de un crecimiento.
12. Cuidar la inversión y recursos de este proyecto.
13. Contar conlas mejores soluciones de tecnología al mejor costo-beneficio.
14. Dar la seguridad y la confiabilidad a los administradores del centro de datos.
En base a lo anterior, a continuación se presenta una breve descripción técnica de la infraestructura de TI requerida
para dar viabilidad técnica, adicionalmente se presentan algunas recomendaciones que se consideran necesarias
atender para asegurar su operación.
Tabla VI. 5 Infraestructura requerida para fortalecimiento de Sistemas de Comunicación. Elaboración propia.
Cantidad Equipo / Software Descripción Costo estimadoa
1 Enclosure
Enclosure con capacidad para hasta 32 Servidores
Fuentes de poder redundantes para soportar la capacidad completa de
servidores
Switches para conectividad LAN redundantes GbE
Switches para conectividad SAN redundantes 10 Gb
Incluye rack tipo gabinete para contener toda la solución de
almacenamiento y procesamiento
Garantía por 3 años
$1,050,000.00
4 Servidores Blade
2 Procesadores 3.5GHz 6 Cores y 25MB de cache L2
Memoria RAM de 128GB
Dos discos duros de 250GB a 7.2krpm configurados en RAID 1
4 puertos de red GbE para conectividad LAN
2 puertos para SAN 10Gb
3 años de garantía en sitio
$850,000.00
1 Software de
Virtualización
Licencia de VMwarevSphere EnterprisePlus para 8 Procesadores con
soporte de 3 años $1,100,000.00
1 Unidad de
Almacenamiento
Solución de almacenamiento con controladora redundante para alta
disponibilidad
Dos puertos de conectividad 10Gb
SAN Headquarters como sistema de administración
Replicación integrada
Capacidad de clones/Snaps incluida
Al menos 10TB utilizables con protección RAID 6 en discos de 10krpm
$1,150,000.00
4 Sistema Operativo
para servidor Licencia para Windows Server Datacenter Enterprise de 64 bits $320,000.00
191
Cantidad Equipo / Software Descripción Costo estimadoa 1 Base de Datos Licencia de SQL Server a 64 bits Enterprise par 4 cores $430,000.00 5 Licencias CAL NO SE REQUIERE
4 Licencia Antivirus Licencia de Antivirus para protección de los servidores con appliance para
infraestructura virtual $25,000.00
aCostos estimados enero-febrero 2014 en base a información disponible de proveedores autorizados para venta de tecnologías.
Es necesario considerar adicionalmente un sistema de respaldo en el cual pueda contenerse la
información de al menos 5 años.
Tabla VI. 6. Infraestructura adicional de sistema de respaldo. Elaboración propia.
Cantidad Equipo / Software Descripción Costo estimadoa 1 Enlace de internet. Enlace de internet a 20 Mb tecnología FAST ETHERNET. $600,000.00
1 Aire acondicionado de
precisión.
Unidad de 3 toneladas que permite un enfriamiento uniforme
dentro del RACK ajustando la velocidad en ventiladores y
compresor,y que tenga una nivelación de enfriamiento y
reducción de los consumos de energía.
$700,000.00
1 Sistema de Baterías.
UPS 30 KWA On Line Trifásico con batería de respaldo y
Regulación de voltaje, onda senoidal pura, con tiempo de
respaldo escalable.
$700,000.00
aCostos estimados enero-febrero 2014 en base a información disponible de proveedores autorizados para venta de tecnologías.
Otros elementos a considerar para el centro de datos son:
Seguridad
Puerta Blindada/ Control de Acceso.
Para cualquier imprevisto, es importante contar con puerta blindada contra fuego, con tiempo de duración de
retención de por lo menos 3 horas, así como control de acceso para mayor seguridad del centro de datos.
Pintura contrafuego.
Es necesario aplicar pintura contrafuego en las paredes y piso del centro de datos, para cualquier imprevisto que
pueda generarse, esto ayuda para queun fuego generado en el exterior no ingrese al centro de datos y viceversa.
Sistema de detección y extinción de Incendios.
Es necesaria la instalación de un sistema contra incendios, especializado para centro de datos; se propone uno con
agente limpio NOVEC 1230, ya que puede ahogar el fuego sin que los equipos estén apagados. De esta manera se
protegen los tres aspectos más importantes del Centro de Datos: Vidas humanas, bienes y medio ambiente.
192
Sistema de Monitoreo.
Es necesario instalar un sistema de seguridad y monitoreo ambiental a través la red. La cual debe incluir una
cámara integrada para registrar la actividad humana, que permita la vigilancia y el monitoreo por medio de video.
Brindar monitoreo de temperatura, humedad, contacto en las puertas, contacto seco, fugas puntuales, vibraciones y
humo, alimentación a través de Ethernet y las alertas definidas.
CCTV
Por cuestión de seguridad es importante contar con un sistema de circuito cerrado para la vigilancia del centro de
datos, o en su caso, para exposición del mismo.
Optimización
Espacio.
Se necesita reacomodar el Centro de Datos, de tal forma en que se pueda optimizar la refrigeración, ya que el
centro no cuenta con aire acondicionado específico para este tipo de espacios, lo cual hace menos eficiente el gasto
eléctrico. Se pretende darle ordenamiento a la infraestructura existente de voz y datos, revisando e identificando el
cableado que este en uso.
Gabinetes.
Es necesario cambiar los gabinetes para que cumplan con las normas necesarias y que enfríen de una forma
óptima. Es necesario hacerse estas modificaciones para poder seguir con la regulación de pasillo frio- pasillo
caliente. Para ello se adecuarán con la infraestructura eléctrica nueva y con la de comunicaciones actuales, se
unirán al sistema de tierras físicas.
Piso Falso.
Es recomendable instalar piso falso en la totalidad del interior del centro de datos, la colocación debe tener una
altura aproximada de 30 cm., nivelado y alineado en su por completo, con placas de color claro en medida de
61x61Cms. Todos los travesaños que soportarán el piso serán tubulares ypara evitar deslizamientos, deberán de
estar debidamente atornillados y asegurados a los pedestales, también deben soportar el peso mínimo requerido.
Falso Plafón.
Este es del tipo cleanroom (cuartos limpios) de 61x 61Cms. Debe ser resistente a la humedad, retardante a la flama,
bajas emisiones de humo, protección en la parte posterior para inhibir el crecimiento de moho u hongos, con
superficie no perforada y de color claro. Se deberá de instalar para cubrir toda el área del centro de datos.
193
Iluminación.
Con el fin de mejorar la visibilidad dentro del centro de datos, sus mantenimientos y fucnionamiento, es necesario
cambiar la iluminación actual por un sistema iluminante de plafóny colocarlo según el diseño de pasillos calientes-
pasillos fríos para optimizar todo el conjunto.
Comunicación – cableado exterior e interior.
Se suministrarán servicios de red dentro del centro de datos y para los equipos: Aire acondicionado, UPS, será en
cat. 6, rematado en su totalidad con todo el canal de conectividad de un solo fabricante. Se considerará el instalar
las canalizaciones necesarias dentro del centro de datos para el cableado horizontal.
Eléctrico
Planta de emergencia.
Es necesario evaluar y en un momento dado colocar otra planta de emergencia, si la actual está conectada a todo el
edificio.Por cuestiones de seguridad es importante contar con una plantaúnicamente para el centro de datos.
Tablero.
Es indispensable cambiar la infraestructura eléctrica, así como los tableros de distribución, es importante colocar
tres tableros: El principal de distribución, el tablero regulado (planta) y el tablero no regulado.
Cableado interno.
Se debe hacer un chequeo a la cuestión de cargas y cableado, de ser necesario se tendrían que cambiar algunos
cables que ya estén gastados, o cuyo calibre sea menor en relación a la carga que están manejando. Es necesario
aterrizar los gabinetes.
Malla electrostática.
Es menester instalar una malla electrostática (referencegrid) con cable de cobre desnudo calibre 6 en el piso
elevado, esto ayuda al óptimo funcionamiento del sistema de tierras físicas. Se deberá considerar la conexión de los
gabinetes y las canalizaciones, así como otras partes metálicas del centro de datos que debieran unirse a la barra
de tierras.
Supresor de transitorios.
Deberá instalarse un supresor de transitorios clase B entre las tierras físicas y dentro del centro de datos para
brindar protección a tableros secundarios, debe incluir varistores de distintas capacidades, acordes a las diferentes
necesidades de protección, también debe tener la capacidad de filtrar el ruido que se genera por el corte de voltaje
transitorio y armónicas.
194
Tierra física.
Se debe evaluar el sistema de tierra física con el que se cuenta actualmente, si fuera independiente al del edificio,
simplemente será necesario darle un mantenimiento, de lo contrario se tendrá que colocar uno nuevo.
UPS y barra multicontactos (PDU).
Deberá considerarse un equipo de respaldo ininterrumpible, el cual se instalará a la infraestructura eléctrica
requerida, de igual forma, en cada gabinete se instalará una barramulticontactos de distribución eléctrica.
HVAC
Aire de precisión.
El aire acondicionado actual no cumple con los requisitos.Para el centro de datos es necesario un sistema de
refrigeración de precisión, para un diseño de pasillo caliente-pasillo frio,para ello habrá que colocar dos aires con
capacidad de 3 toneladas de refrigeración.
Ejemplos de la infraestructura propuesta:
195
VI.6 Implementación del módulo DMS de AirNow en el Subsistema de Datos de Calidad del Aire
en Tiempo Real (SINAICA).
AIRNOW.
El programa AIRNow (http://www.airnow.gov), procesa, mapea, y comunica las condiciones y los pronósticos de
calidad del aire para el público. Este programa ha estado operando en los Estados Unidos desde 1997 y ha sufrido
numerosos cambios que lo han convertido en un programa exitoso. En los últimos años, varios países entre los que
se puede citar a China, México, Brasil, Tailandia, Polonia, Corea del Sur y Sudáfrica, han expresado su interés por
un sistema AIRNow.
Históricamente, el sistema que usaban los Estados Unidos de América era una colección de software y bases de
datos que tenía difícil acceso. Para superar este problema, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de este país
desarrolló un software para mejorar el programa AIRNowy ofrecer una versión internacional del mismo, llamada
AIRNow–I.
Su objetivo es desarrollar una comunidad de organizaciones y países que recopilen, procesen, analicen,
intercambien y comuniquen las condiciones y pronósticos de la calidad del aire. La colaboración entre la comunidad
AIRNow-International es importante para ayudar a mejorar la comprensión de la calidad del aire y mantener los
sistemas de software actualizados y satisfacer las necesidades actuales y futuras.
Beneficios.
Habilitar un tratamiento automatizado de los datos de calidad del aire y la generación de productos de carácter
informativo tales como mapas y gráficos, con una mínima supervisión humana.
Facilitar la verificación de instrumentos de calidad del aire, favoreciendo así un mejor mantenimiento y una mejor
calidad de los datos.
Proporcionar información de calidad del aire para la toma de decisiones, sobre todo en eventos inusuales e
internacionales.
Facilitar la comprensión de la información de la calidad del aire en la toma de decisiones, especialmente ante
problemas relacionados con la salud.
Permitir que los encargados de tomar decisiones den rápida respuesta a las emergencias relacionadas con la
calidad del aire (por ejemplo, las tormentas de polvo e incendios forestales) y se puedan tomar las medidas
adecuadas.
Proporcionar a quienes toman las decisiones la capacidad de informar y alertar a la opinión pública sobre las
condiciones de calidad del aire (con ayuda demapas e indicadores).
Promover el intercambio de datos a nivel regional entre las ciudades adyacentes, provincias y países.
Entender mejor los problemas relacionados con la calidad del aire y promover la sensibilización y cooperación
entre las dependencias encargadas del monitoreo de la calidad del aire en todo el mundo.
196
Módulos.
El sistema consta de diferentes módulos centrados en una base de datos relacional, capaz de almacenar
información de sitios y metadatos, parámetros del programa y una bitácora de actividades.
Figura VI. 13 Documento AIRNow-I System Specification and Planning. INECC 2014.
AIRNow-I Data Management System (DMS).
Introducción e importación de datos.
Decodificación de datos.
Conversión de datos.
Control de calidad automático.
Control de calidad manual.
Estimación de datos.
Generación de informes.
Control de flujo de datos, acceso e intercambio.
AIRNow-I Information Management System (IMS).
Conversión de datos en productos.
Elaboración de mapas.
Creación de archivos.
Manejo y monitoreo de productos
Manejo y monitoreo de servicios por internet.
Calendarización para la creación de productos.
Distribución de productos.
197
AIRNow-I Webservice.
Controlar el acceso, distribución e intercambio.
Conformación de estándaresy convenios de interoperabilidad entre los Grupos de Earth Observations (GEO),
World Meteorological Organization (WMO), and Open Geospatial Consortium (OGC).
Proveer Flexibilidad para Nuevas Salidas de Datos.
Productos.
Calidad de los datos controlados.
Mapas:Codificados por color, animados, de puntos de colores y del sitio de monitoreo.
Archivos y servicios que permiten un fácil Intercambio y visualización de la información.
Varios tipos de informes de datos y gráficas
AIRNOW DMS.
AIRNow DMS, es el centro de procesamiento de datos en el sistema AIRNow-I. Permite el control de calidad y
gestión de la calidad del aire y los datos meteorológicos.
El DMS se activa automáticamente después de que ha sido instalado y configuradoaunque los operadores del
sistema tienen la capacidad de intervenir de forma manual,además de podermodificar sitio de monitoreo y agregar
parámetros. La base de datos de DMS está configurada para calcular los índices de calidad del aire en función de
AQI y API.
El sistema es capaz de realizar una decodificación de archivos de entrada y realizar la importación de datos horarios
las 24 horas del día, para los formatos específicos de inserción de datos.
El DMS también puede realizar tareas de inserción, por actividadess programadas. Por ejemplo, cuando se detectan
los archivos de datos, el sistema inmediatamente los procesa, realiza control de calidad automatizado contra varios
criterios predefinidos, convierte los datos en unidades apropiadas y los agregados, a la par de varias tareas diarias,
incluyendo el cálculo de los índices de calidad del aire, la generación de informes de datos y archivado de datos en
la base correspondiente.
198
Figura VI. 14 Flujo de datos del modelo AIRNOW DMS. INECC 2014.
AIRNOW IMS.
AIRNow IMS puede producir de forma automática mapas y otros gráficos con datos de calidad del aire, por medio
del uso de software SIG. Además, AIRNow IMS también permite la fusión de las redes de datos para crear crear
otras más complejas que muestren las condiciones integrales de calidad del aire.
Consideraciones para el uso de AIRNow IMS:
Utilizar software de GIS para realizar interpolaciones complejas y mapeo.
Crear una aplicación que permite la programación y la generación automática de mapas y gráficas, pero
también la creación manual y la reconstrucción de los mismos.
Crear una aplicación que permite a los usuarios mezclar los diferentes conjuntos de datos (ozono, PM2.5,
PM10, etc.) para crear un conjunto único.
199
Figura VI. 15 Flujo de datos del modelo IMS. INECC, 2014.
Características AIRNOW IMS.
AIRNow IMS requiere que los mapas y gráficas se puedan configurar manualmente, el programa ejecuta tareas de
generación de mapas y gráficas de forma automática como datos, los importados en el módulo DMS. Para cada
nuevo mapa, el usuario debe crear manualmente uno de base con ArcMap usando datos GIS (terrenos, ríos y lagos,
carreteras, etc.) y guardar el archivo en el servidor.
AIRNow IMS genera automáticamente mapas utilizando el servicio Dispatcher.
Consulta continua de AIRNow DMS y otras fuentes de datos para construir los productos.
Consulta de los submódulos AIRNow IMS que permite obtener puntos, Interpolar, Blend Raster, etc. para la
generación demapas.
Distribuir productos de diversas fuentes configuradas por los usuarios.
Requerimientos para su implementación.
Software.
En gran parte el sistema está basado en .NETde Microsoft con una base de datos SQL Server también de Microsoft.
200
Hardware.
Se puede correr en un solo equipo, pero la configuración recomendada es de tres, que Incluso pueden ser con
procesadores de 1Ghz como mínimo.
Personal Técnico.
Contar por personal especializado para la configuración inicial e instalación de la base de datos, generación de
mapas y supervisión del sistema.
Figura VI. 16 Documento AIRNow-I System Specification and Planning. INECC 2014.
Implementación de AIRNOW-I en México.
De acuerdo a la información proporcionada por personal del INECC,el proceso de implementación se ha venido
trabajando desde 2009, resaltando que durante una reunión celebrada en ese año y organizada conjuntamente por
la Comisión para la Cooperación Ambiental (CCA), el Instituto Nacional de Ecología de México y la Agencia de
Protección Ambiental de EE.UU. (EPA),en compañía de algunos representantes de las redes de monitoreo,
expresaron su interés en el fortalecimiento de su Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire con el
apoyo técnico del programa AIRNow-I y en el funcionamiento de un sistema piloto AIRNow-I para el país.
SINAICA Y AIRNOW-I.
SINAICA lleva a cabo un Sistema de Gestión de la Calidad del Aire Nacional en México, que recoge los datos de
calidad del aire en bruto de las redes locales. El sistema procesa los datos y publica las condiciones de calidad del
aire en todo el país, de forma similar al sistema AIRNow EE.UU. Sin embargo se han identificado áreas de
oportunidad para mejorar.
201
El sistema AIRNow-I, puede proporcionar una plataforma para la normalización a nivel nacional y la racionalización
de datos de la gestión de la calidad del aire, control de calidad y presentación de informes, así como un marco
común para el intercambio de información. Para ello se tienen avances en los cuales se ha identificado la necesidad
de cubrir los siguientes aspectos.
Figura VI. 17 Documento AIRNow-I System Specification and Planning. INECC 2014.
Derivado de los avances que se tienen, se determinó que el formato AQCSV (de valores de la calidad del aire
separados por comas), es el idóneo para introducir datos en el AIRNow-I Data Management System (DMS).
El formato AQCSV contiene los siguientes elementos:
Normas ISO.
Código del país.
Fecha y hora.
Con base en el Sistema de Calidad del Aire (AQS) de la EPA.
Código de parámetros.
Códigos unitarios.
Respaldos para:
Códigos calificadores del AQS.
Información de localización.
Latitud y longitud.
202
Elevación y datos GIS.
Códigos de métodos.
Características de desempeño de medición.
Valor e incertidumbre.
Introducción de Datos en el Data Management System de Airnow-i desde el SINAICA.
Figura VI. 18 Diagrama del funcionamiento del SINAICAy su integración con AIRNow-i. INECC 2014.
La acción se lleva a cabo mediante el uso de un script creado en lenguaje de programación PHP para hacer la
transcripción de SINAICA a AIRNOW-I.
Dicho script permite obtener información de la base de datos de PostgreSQL alojada en el servidor del SINAICA y
transcribirla a un archivo con formato AQCSV que cumpla con los elementos y características antes mencionados,
con la finalidad de exportar datos al Data Management System (DMS).
Actividades Realizadas para logar la Interconexión.
A continuación se describe el análisis de interconexión entre ambos sistemas.Las actividades realizadas hasta el
momento para lograr dicho objetivo, han sido desarrolladas en conjunto con la valiosa participación del personal del
INECC.
203
Análisis para el Intercambio de Información.
Se realizó un análisis de la documentación técnica del formato electrónico AQCSV que proporciona Sonoma
Technology, Inc. (Empresa que desarrolló el sistema AIR-NOW), mismo que es utilizado para importar datos al
sistema AIR-NOW, lo que arrojó el hecho de que la documentación básica está dada por sólo dos documentos, el
“AIRNOW – International (AIRNOW-I) SystemSpecification and PlanningDocument” y el “AIRNOW-I AQCSV
FormatSpecificationsDocumentVersion 3.0”, así como en su sitio WEB http://www.airnow.gov y http://www.epa.gov.
El método para la importación de datos que acepta el sistema de AIR-NOW, es un archivo de texto con extensión
CSV, en el que cada valor es separado por una coma y son 20 campos en total para conformar un registro por
renglón en el archivo. Los datos son diversos, van desde la identificación de la estación, ubicación, medición,
validación y manejo de control de calidad.
Los campos corresponden a claves utilizadas por la EPA para lo cual se debieron establecer equivalencias entre la
información contenida en los sistemas SINAICA y AIR-NOW, ya que fueron creados con distintas tecnologías y
bases de datos, en el siguiente capítulo se describen las acciones realizadas.
Análisis y recopilación de requerimientos para utilizar AIR-NOW.
Se revisó la documentación existente del INECC en cuanto al contenido de la base de datos del SINAICA y la
proporcionada por la EPA para la importación de datos al sistema AIR-NOW.
El documento “AIRNOW-I AQCSV FormatSpecificationsDocumentVersion 3.0” es la base para crear el archivo de
importación de datos. En él se muestran las reglas que se deben observar y proporciona una guía del contenido de
cada campo, además de especificar los catálogos necesarios para la generación del mismo.
Debido a que la base de datos de SINAICA no contiene el total de la información requerida para generar el archivo
AQCSV, además de la dificultad para modificar la estructura, se creó una base de datos en la cual se insertó
información faltante de las redes de monitoreo, además de incluir los catálogos planteados por la EPA para la
creación de los archivos de importación.
En base al análisis para el intercambio de información, sólo fue necesario incluir cuatro tablas, mismas que
contienen información de:
Claves de identificación de país, de acuerdo a la ISO-3166.
Claves de identificación de unidad de medición de la EPA.
Códigos de control de calidad de AIR-NOW (QC por sus siglas en inglés).
Claves de las características de medidas de desempeño (MPC por sus siglas en inglés).
Para el caso del SINAICA sólo se utilizaron 7 de las 14 tablas que conforman la base de datos, mismas que se
enuncian a continuación:
204
Banderas.
Daysample.
Estaciones.
Redes.
Redes_ui.
Variables.
Varperst.
El INECCcuenta con una base de datos del inventario de estaciones del país, misma que, aunque no está
actualizada, sirvió para complementar la información que almacena el SINAICA y que requiere la EPA,fue necesario
crear 8 tablas. Finalmente, se crea una tabla de equivalencias entre las claves de los parámetros utilizados por EPA
y los definidos por El INECC y lograr cumplir con los requerimientos necesarios para la importación de datos en
AIRNOW.
Diseño y desarrollo del Módulo de Generación de archivos AIR-NOW.
El módulo permite la extracción de información de la base de datos en cualquier orden, intervalo de tiempo o de
cualquier parámetro. La programación se realizó por capas, es decir, al módulo se le solicitan los datos de un
parámetro, en un intervalo de tiempo que puede ser desde un día hasta los que sean necesarios, de una estación
que pertenece a cualquier red. De esta manera se crea y retorna un archivo CSV con los 20 campos como lo
requiere el sistema de AIRNOW, con la finalidad de ser interpretados e importados a su base de datos.
Debido a las características del entorno de trabajo de SINAICA, el software se desarrolló en PHP, para ser instalado
dentro del servidor que contiene la aplicación para que toda petición de datos sea regresada en un archivo de texto.
A Continuación se presenta el Flujo del Proceso para la Extracción de Información y Generación del Archivo AQCSV.
205
Figura VI. 19 Flujo del proceso para la extracción de información y generación del archivo AQCSV. INECC, 2014.
El módulo funciona actualmente como una petición web al servidor, aun así, se puede programarmediante el uso de
una tarea programada a ejecutarse por intervalos específicos para enviar la información al servidor de AIRNOW de
manera automáticay periódica. A continuación se presenta una figura que representa los diferentes archivos PHP en
sus diferentes fases del proceso.
Esquema de funcionamiento de los archivos PHP.
Figura VI. 20 Esquema de funcionamiento de los archivos PHP. INECC 2014.
206
Fase de pruebas.
Se realizó la importación de información al sistema de AIR-NOW, las pruebas consistieron en evaluar el
comportamiento de su base de datos con la finalidad de obtener un máximo aprovechamiento del mismo, mediante
el uso de sus diferentes herramientas. Se evaluaron las siguientes acciones:
Generar archivos de importación de datos para AIR-NOW.
Verificar que el software está generando la salida de información correcta.
Realizar las correcciones necesarias para la detección de errores en el archivo de importación de datos.
Evaluar la información que genera AIR-NOW dentro de su base de datos, dependiendo de las acciones
realizadas con el análisis del contenido de bitácoras:
De ingreso de archivos.
De errores en la importación de datos.
Deinconsistencias de datos.
Para apoyar las acciones anteriores se generó un diccionario de datos, a fin de entender mejor la estructura y
contenido de la base de datos de AIR-NOW.
Capacitación en elSMCA de Toluca para el uso de AIRNOW.
La capacitación de AIRNOW fue planificada desde el inicio de 2014 y finalmente fue programada para realizarse la
tercera semana de mayo del 2014, Y SE LLEVARÍA A CABO en dos sedes distintas, en la ciudad de Metepec en el
Estado de México y en el Distrito Federal.
Fue seleccionada la red de la ciudad de Toluca para presentarles el software AIRNOW y que lograran ver cómo
podrían utilizar sus datos con este software, también fueron invitados los técnicos de la red del Gobierno del estado
de Morelos.
Para realizar la capacitaciónse instaló el software de AIRNOW en el servidor de la red de trabajo del Gobierno del
Estado de México, el curso fue sobre la introducción a AIRNOW y su módulo de gestión de datos DMS.
El Gobierno del Estado mostró interés en utilizar el software dentro de sus actuales procedimientos de gestión y
análisis de datos.Por tal razónse apoyó al personal del Gobierno del Estado de Méxicoen las tareas de
implementación del software y su incorporación al programa de Airnow-Internacional.
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Adquisición de la licencia de MS-SQL SERVER.
Como parte de los apoyos considerados dentro del presente proyecto, se teníacontemplado el suministro de licencia
de software MS SQL Server para ser instalado en el INECC, es por ello que en el mes de junio se entregó la licencia
al personal de la institución, con ella se sustituirá a la licencia actual con la que se realizan las pruebas de AIRNOW,
aumentando así las capacidades de la base de datos, mejorando su conectividad y su capacidad de
almacenamiento de información.
Debido al estado de pruebas en el que está AIRNOW, se pospone la instalación de la licencia, una vez finalizada la
valoración del software, se sustituirá el actual y se actualizará la nueva versión ya con licencia.
Conclusiones del análisis de los sistemas de información.
Los sistemas de información analizados y descritos en este apartado contribuyen a las actividades diarias del
INECC y son una fuente significativa de datos del resultado del monitoreo atmosférico realizado por los SMCA en el
país, para proporcionar información a la ciudadanía y a los especialistas en la materia ambiental.
Por lo anterior deben ser dinámicos y mantenerse a la vanguardia (actualizarse periódicamente), dado que como se
ha venido observando, la plataforma actual del SINAICAtiene un retraso importante en el manejo de nuevas
tecnologías y con una interfaz que para los usuarios es poco intuitiva y tiene módulos en desuso, por ello es
recomendable considerar la creación de una nueva aplicación de este sistema.
De igual forma se resalta la contribución, como valor agregado dentro del presente proyecto,de la creación del
sistema devalidación de datos, con el cual se creará una base de datos unificada, sistematización de procesos y
seguimiento de información, lo cual permitirá contar con información validada oportunamente.
Con referencia a la implementación y aplicación del sistema AIRNOW, en conjunto con el INECC se realizaron
diferentes acciones que contribuyeron, entre otras cosas, a crear un grupo interdisciplinario, en el cual se
desarrollaron diferentes herramientas tecnológicas con la finalidad de importar datos provenientes de los SMCA del
país al sistema de AIRNOW, además de realizar diversas pruebas de interconexión con el Sistema Nacional de
Información de la Calidad del Aire (SINAICA)como otra fuente de datos.
Se resalta también que una de las principales necesidades del INECC, es contar con un sistema de información
integral que permita contar con datos muy puntuales de los sistemas en cuestión yhacer uso de las tecnologías de la
información y las comunicaciones, que soporte todos los procesos de la institución, lo queen primer lugar conlleva,
necesariamente, al fortalecimiento de la infraestructura actual.
208
Lo anterior, soportado por el diagnóstico realizado en la infraestructura de las instalaciones de Tecamachalco y
Periférico Sur, en las que se identificaron diversas carencias, entre las que se pueden mencionar:
acondicionamiento adecuado de instalaciones para la creación de un centro de datos, uso de tecnologías,
licenciamiento de software, falta de personal y capacitación contínua.
Todo ello es fundamental para que el INECC, como organismo federal en materia de Medio ambiente, cuente con un
Centros de Datos en las instalaciones citadas en el párrafo anterior, que permita administrar la infraestructura y
diversos sistemas de información, esto sustentado en el hecho de que es una dependencia federal que almacena y
procesa información de proyectos de todo el país.
Es menester precisar que el proceso de cambio se puede planear en etapas, sin embargo, es necesario definir la
visión en el mediano y largo plazo, a fin de que las acciones que se realicen vayan orientadas al objetivo final
En este sentido, los primeros pasos que se planteen deberán estar enfocados a cubrir las necesidades principales.
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VII. Conclusiones generales y recomendaciones.
Conclusiones generales
Con los resultados obtenidos en el desarrollo de cada una de las actividades llevadas a cabo en el proyecto, se
resaltan las siguientes conclusiones:
1. Aproximadamente 70% de los SMCA no cuentan con presupuesto anual suficiente para operación,
mantenimiento y calibración de equipos, destacando además de que un gran porcentaje no tiene una partida
presupuestal específica ni definida para estos temas y el personal operativo tiene a su cargo otras actividades.
2. Por otro lado, solamente el 30% de los SMCA cuentan con estructura para operación y validación de
información, es decir, cuentan con personal que realiza ambas actividades de manera cotidiana.
3. De igual manera se observa que únicamente el 28% de los SMCA cuenta con personal específico dedicado a la
validación de la información.
4. En cuanto a publicación de información, se identificó que el 20% de los SMCA no la resaliza por ningún medio.
Esto es debido, por una parte, a que no cuentan con personal para el análisis y validación de información; por la
otra, carecen de un sistema centralizado de información o de la infraestructura informática requerida para el
acopio y manejo de las bases de datos generadas.
5. Se detectó que en algunos SMCA hay equipos fuera de operación por falta de refacciones y que los
responsables vislumbran la posibilidad de adquirir equipos nuevos, sin considerar la reparación (factible) de
estos equipos sin operar, debido a que es más fácil obtener recurso para equipo nuevo que para refacciones.
6. Con los trabajos realizados se tuvo la posibilidad de determinar que existe la necesidad de fortalecer las
capacidades de personal operativo en, por lo menos, 10 de los SMCA analizados.
7. En base a la cantidad de equipos que se encontraron fuera de operación por falta de presupuesto y por los
periodos de vida útil de los mismos, los SMCA con mayor necesidad de aportación de recursos en orden de
importancia son en los estados de: Puebla, Morelos, Hidalgoy las ciudades de: Mexicali, Tijuana, Monterrey,
Guadalajara y Morelia.
8. Hasta antes del presente trabajo no se contaba con un sistema de información actualizado sobre el estado de
operación, inventario de equiposni esquemas de administración de los SMCA, que permitiera contar con un
diagnóstico sobre su desempeño.
9. Tampoco se contaba con una metodología para evaluar la cobertura de los SMCAni para identificar la necesidad
de ubicación de estaciones de monitoreo.
10. En relación a lo anterior y derivado de la aplicación de la metodología propuesta para evaluar la cobertura de los
SMCA, se identificó que no todas las estaciones de monitoreo están ubicadas en las zonas más aptas o
adecuadas, observando que para Oaxaca, Morelos y Tlaxcala se deberá buscar una posible reubicación.
210
11. Mediante la aplicación de las capacitaciones impartidasy las evaluaciones aplicadas, se identificó la necesidad
de realizar cursos específicos para personal operativo y para los empleados encargados del manejo de datos, en
las cuales se abarquen temas dirigidos a cada perfil. Así como para personal enfocado directamente a la
implementación de Sistemas de Gestión de Calidad, esto último surge del interés mostrado en el tercer curso.
12. Se resalta como una de las principales necesidades del INECC, el uso de tecnologías de información y
comunicaciones que soporten los procesos de la institución en temas relacionados con los SMCA, para ello se
debe fortalecer la infraestructura actual de equipo y personal con que se cuenta.
13. Se identificó la necesidad de fortalecimiento de los sistemas de información, así como la adhesión de los mismos
en un Sistema Integral de Información que permita la interacción de los procesos relacionados con los SMCA
con que cuenta el INECC.
14. Se observó además que la información que se genera en los SMCA no es suficiente, debido a que no se tienen
establecidos procesos de control de calidad que permitan identificar oportunamente fallas de equipos y corregir,
de manera inmediata, cualquier situación que se presente y no permite la identificación de datos no validos,
hasta meses después.
15. Hasta antes del desarrollo del presente trabajo, los datos eran procesados en formatos establecidos por cada
uno de los SMCA, por lo que todos eran distintos yla información se recolectaba en diferentes formas, lo que
dificultaba y complicaba su análisis.
Recomendaciones 1. Se deberán buscar esquemas de coordinación que permitan al INECC tener un mayor involucramiento en los
procesos de operación de los SMCA para que, a la par, funja de apoyo para la gestión de recursos económicos.
2. Identificar mecanismos de financiamiento diverso (fondos ambientales, recursos federales, etc.), con la finalidad
de conseguir presupuesto exclusivo para la operación y mantenimiento de los SMCA.
3. Antes de la adquisición de equipos nuevos, analizar el presupuesto destinado de ramo 16 para la compra de
equipo, dado que en algunos SMCA se implementó como estrategia la compra de equipo nuevo para dejar fuera
equipo que aún es funcional, pero que está en desuso por no contar con presupuesto para refacciones y
mantenimientos.
4. Proponer e impulsar la necesidad de contar con una estructura minina de personal con el cual se garantice una
óptima operación del SMCA, considerando el hecho de que se debe tener equipo laboral tanto para la operación,
como para el manejo de datos.
5. Evaluar la posibilidad de extender la aplicación del mecanismo de operación a través de instituciones educativas
y Asociaciones Civiles, a fin reducir el presupuesto de operación.
6. Identificar esquemas y fuentes de financiamiento para los SMCA de Mexicali, Tijuana, Monterrey y Guadalajara,
donde se identificaron equipos con mayor antigüedad, razón por lo que requieren mayor aportación de recursos
para su mantenimiento e incluso para su posible reposición. Otros como Puebla, Morelos, Hidalgo y Morelia,
aunque tienen equipos más recientes, de todas formas requieren presupuesto para reparación y compra de
refacciones.
211
7. Impulsar de manera conjunta con los SMCA la actualización periódica del Sistema de Inventario de Estaciones
de Monitoreo de la Calidad del Aire "SIEMCA", proporcionando las claves de acceso al sistema, e incentivar para
que sea usado como fuente oficial de información en cada uno de ellos.
8. Llevar a cabo eventos para fortalecer las capacidades del personal operativo de los estado de Puebla, Morelos e
Hidalgo, además de Campeche, Chiapas, Michoacán, Oaxaca, Tabasco, Veracruz y Yucatán, debido que el
personal con el que cuentan es de reciente ingreso y poco familiarizado con la operación de equipos, además de
que realizan otras actividades dentro de la estructura estatal.
9. Reubicación de estaciones de monitoreo que se identificaron no están ubicadas en las zonas más aptas, esto de
acuerdo a la metodología desarrollada en Oaxaca, Morelos y Tlaxcala.
10. Impulsar en los SMCA la aplicación de la metodología desarrollada para evaluar su cobertura e identificar
necesidades de ubicación de nuevas estaciones de monitoreo.
11. Dar a conocer a los SMCA de Campeche, Monterrey, Morelos, Oaxaca y Tlaxcala el resultado del análisis
realizado sobre su cobertura actual e impulsar su mejoramiento.
12. En cuanto a capacitación, para personal operativo se sugiere realizar seminarios por marca de equipos, en las
cuales se pueda gestionar el apoyo de proveedores y/o personal de SMCA con experiencia en marcas
especificas de equipos. Con lo que se podrá intercambiar experiencias, independientemente del nivel de
conocimientos.
13. Fortalecer las capacidades de personal encargado de validación y procesamiento de información para impulsar
el uso de procedimientos estandarizados validados por el INECC.
14. Impulsar la utilización de Sistemas de Gestión de Calidad en los procesos de operación, análisis, validación y
publicación de información, a través de la gestión a alto nivel de la importancia de su implementación.
15. Fortalecer la infraestructura de equipo y personal que permitan estar a la vanguardia en el uso de tecnologías de
información y comunicaciones.
16. Impulsar la creación de un Sistema Integral de información en el cual se integren todos los procesos que se
tienen establecidos.
17. Impulsar el uso del formato estándar definido para la integración de información, conforme a los lineamientos
que establezca el INECC, el cual deberá darse a conocer y establecer una fecha para que cada uno de los
SMCA lo comience a utilizar de manera imprescindible.
18. Fortalecer la coordinación para que en todos los SMCA se aplique el sistema automático de validación
desarrollado.
19. Fortalecer la coordinación con los SMCA para el uso de los sistemas de información desarrollados,a fin de contar
contar con información oportuna sobre inventarios de equipos, mantenimientos y administración de cada sitio.
20. Impulsar y apoyar a los SMCA mediante capacitación de personal y gestión de recursos para fortalecimiento de
su infraestructura, a fin de que todos publiquen la información generada,resaltando que el fin último del
monitoreo, es mantener informada a la población sobre la calidad del aire,de tal manera que tomen medidas
para la prevención de afectaciones a la salud.