La monitorización de la calidad del aire exterior es la medición continua de los contaminantes presentes en el aire que la gente respira al aire libre, principalmente partículas finas, dióxido de nitrógeno y ozono, para que las ciudades, los organismos reguladores y los emplazamientos industriales sepan cuánta contaminación hay en el aire, dónde y cuándo. Alimenta los índices públicos de calidad del aire, los informes de cumplimiento normativo, los avisos sanitarios y, cada vez más, las decisiones diarias de las obras y de las plantas que tienen vecinos.

Las redes oficiales son precisas, pero escasas: una gran ciudad puede tener solo un puñado de estaciones reglamentarias. Los sensores más baratos pueden cubrir los huecos, y son la razón por la que tantos ayuntamientos, colegios y empresas gestionan ahora sus propias redes. Lo importante es saber qué puede decirle cada tipo de equipo y qué no.

Lo esencial

  • Las estaciones reglamentarias de medición de la calidad del aire usan métodos de referencia y son precisas, pero caras y escasas.
  • Los nodos de sensores de bajo coste añaden muchos más puntos de medida, con una precisión menor y más variable que requiere calibración.
  • Un buen sistema de monitorización de la calidad del aire parte de la pregunta que debe responder: cumplimiento normativo, información al público o control de un emplazamiento.
  • El software tiene que reunir dispositivos heterogéneos, señalar los datos erróneos, calcular medias, avisar y publicar.

¿Qué es una estación de medición de la calidad del aire?

Una estación de medición de la calidad del aire es una pequeña caseta o armario climatizado con tomas de muestra en el techo y analizadores en su interior, cada uno de los cuales mide un contaminante con un método definido. En la UE, los métodos de referencia se establecen en normas europeas: quimioluminiscencia para el dióxido de nitrógeno (EN 14211), fotometría ultravioleta para el ozono (EN 14625) y pesaje de las partículas recogidas en filtros para PM10 y PM2,5 (EN 12341), y se admiten monitores automáticos de partículas cuando se demuestra que son equivalentes (EN 16450). La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) tiene un sistema similar de métodos federales de referencia y métodos equivalentes.

Las estaciones se clasifican según lo que representan. Una estación de tráfico se sitúa cerca de una vía con mucho tráfico y muestra lo que respiran los peatones y los vecinos junto a esa vía. Una estación de fondo urbano se coloca lejos de cualquier fuente concreta y muestra el nivel general de un barrio. Las estaciones industriales se sitúan cerca de una planta. Una misma ciudad puede mostrar cifras muy distintas según el tipo de estación que se consulte, y por eso una única cifra de «calidad del aire de la ciudad» siempre oculta detalles.

La precisión tiene un precio. Las estaciones necesitan alimentación de red, aire acondicionado para los analizadores, botellas de gas para la calibración, visitas periódicas y personal formado que valide los datos antes de publicarlos. Por eso incluso las ciudades con buena financiación tienen solo unas pocas, y por eso una estación puede decirle con precisión lo que ocurre en una esquina, pero nada sobre la calle que está a dos manzanas.

Los datos de las estaciones pasan además por dos fases que sorprenden a quien los consulta por primera vez. Las cifras que se publican en el plazo de una hora son provisionales: salen directamente de los analizadores y aún pueden contener errores. Meses después, una vez revisados los registros de calibración y las auditorías in situ, los datos se validan definitivamente, y algunos valores cambian o se eliminan. Los informes anuales oficiales usan datos validados, y por eso las cifras en tiempo real de una estación y su resultado anual no siempre coinciden.

Sensores de calidad del aire de bajo coste vs. estaciones de referencia

Los nodos de sensores de bajo coste miden los mismos contaminantes en una caja del tamaño de una fiambrera, por una pequeña fracción del precio de una estación. Se basan en principios físicos distintos. Las partículas suelen contarse con un sensor óptico, que hace pasar un láser a través de un pequeño flujo de aire y estima el tamaño y la masa de las partículas a partir de la luz dispersada. Los gases se miden con celdas electroquímicas o sensores de óxido metálico, que reaccionan químicamente con el gas objetivo.

Estación de referencia Nodo de sensores de bajo coste
Principio de medida Métodos de referencia o equivalentes Recuento óptico de partículas, celdas de gas electroquímicas o de óxido metálico
Precisión Alta y documentada Indicativa; varía según el modelo, el contaminante y el tiempo atmosférico
Calibración Comprobaciones automáticas más gases de calibración y auditorías in situ Instalación junto a una estación de referencia y, después, comprobaciones periódicas
Alimentación y datos Red eléctrica, cableado o red móvil Batería o energía solar; radio de bajo consumo, wifi o red móvil
Uso típico Cumplimiento normativo, índices oficiales Redes densas, puntos críticos, avisos en emplazamientos, participación ciudadana

Las debilidades de los sensores baratos son bien conocidas y, sabiendo cuáles son, se pueden gestionar. Los sensores ópticos de partículas tienden a dar lecturas por encima de lo real con aire muy húmedo, porque cuentan las gotas de agua como partículas. Los sensores electroquímicos de gases derivan a lo largo de los meses y pueden reaccionar a gases distintos de su objetivo; muchos sensores de dióxido de nitrógeno también responden al ozono. El remedio habitual es la colocalización: instalar los sensores junto a una estación de referencia durante unas semanas, obtener una corrección, desplegarlos y volver a comprobarlos más adelante. Prevea también las sustituciones: en muchos modelos, las celdas electroquímicas son consumibles que se agotan al cabo de un par de años, y el ventilador y el láser de un sensor óptico tienen una vida limitada, así que una red de sensores es un coste operativo, no solo una compra.

Usados así, los dispositivos de monitorización de la calidad del aire exterior responden a preguntas que las estaciones no pueden responder: en qué calle cercana a un colegio es peor el aire a la hora de dejar a los niños, si el polvo sale de una obra o viene de la carretera de al lado, y cómo cambia la contaminación en todo un distrito con un nuevo plan de tráfico. Las normas de calidad del aire de la UE también reconocen las «mediciones indicativas», con objetivos de calidad de los datos menos estrictos que los de las mediciones fijas de referencia, y esa es una forma útil de entenderlos: las redes de sensores aportan datos indicativos, mientras que las estaciones siguen siendo la prueba del cumplimiento.

¿Qué debe hacer un software de monitorización de la calidad del aire?

El software de monitorización de la calidad del aire se sitúa entre los dispositivos y las personas, y su trabajo no se limita a dibujar gráficos. Debe aceptar datos de distintas marcas de sensores y estaciones, conservar las lecturas en bruto, calcular medias móviles y fijas, señalar valores inverosímiles, como una caída repentina a cero, mostrar las ubicaciones y enviar alertas cuando las medias superan un umbral. Si los datos van dirigidos al público, también necesita una forma de publicar las lecturas, ya sea mediante un flujo de datos abiertos o una página pública.

Publicar suele significar mostrar un índice en lugar de concentraciones en bruto, porque la mayoría de la gente no sabe interpretar «38 microgramos por metro cúbico». El índice de calidad del aire de Estados Unidos (AQI) usa seis categorías con código de colores, desde 0 a 50 para «Buena» hasta 301 o más para «Peligrosa», y toma como cifra principal la del peor de varios contaminantes. El Índice Europeo de Calidad del Aire de la Agencia Europea de Medio Ambiente usa seis bandas, de «buena» a «extremadamente desfavorable». Si una ciudad o un emplazamiento publica sus propios datos, usar la misma escala que el índice oficial de su país evita confundir a los vecinos que consultan ambos.

¿Cómo funciona un sistema de monitorización de la calidad del aire?

Un sistema de monitorización de la calidad del aire es toda la cadena: sensores en los lugares adecuados, una forma de extraer sus datos, software que convierte las lecturas en bruto en medias y personas que actúan a partir de los resultados. Su diseño suele seguir estos pasos:

  1. Ponga por escrito la pregunta. «¿Estamos dentro del límite legal?» necesita instrumentos de referencia. «¿Dónde está el peor aire cerca de nuestros colegios?» necesita muchos sensores. «¿Está nuestra obra enviando polvo al otro lado de la valla?» necesita sensores en el perímetro y datos de viento.
  2. Elija las ubicaciones en consecuencia. Coloque sensores perimetrales a sotavento de la fuente probable y uno a barlovento como comparación. Para la monitorización en la calle, la directiva revisada de la UE sitúa las tomas de muestra entre 0,5 metros, la zona de respiración, y 4 metros sobre el suelo.
  3. Añada la meteorología. La dirección y la velocidad del viento explican la mayor parte de lo que muestra un sensor perimetral, y la humedad es necesaria para corregir los sensores de partículas.
  4. Decida los periodos de promedio. Los límites suelen fijarse como medias horarias, diarias o anuales, así que el sistema tiene que calcular las mismas.
  5. Fije umbrales y respuestas. Decida a quién se avisa y qué hace: regar una pista de obra, parar una trituradora, avisar a un colegio.
  6. Planifique el mantenimiento, incluidas la sustitución de sensores y las comprobaciones de calibración.

Aquí tiene un ejemplo de por qué importan los pasos 3 y 4. Una obra tiene un umbral de polvo acordado con la autoridad local, por ejemplo una media de PM10 de 150 microgramos por metro cúbico en 15 minutos en el perímetro. Un sensor registra un pico de 400 durante dos minutos al pasar un camión, y la media de 15 minutos se queda en 90: no hace falta actuar. Más tarde, la media del sensor a sotavento sube a 170 mientras el de barlovento marca 40, con el viento soplando desde la obra hacia las viviendas. Eso es una superación real, y la fuente está clara.

La ubicación puede estropear las lecturas de un buen hardware. Un sensor montado junto a una salida de humos de cocina, junto al escape de un generador o bajo la copa densa de un árbol mide su entorno, no el aire que le interesa. Los sensores también necesitan que el aire circule libremente por todos los lados y protección frente a la lluvia directa. La cobertura de datos también cuenta: la directiva revisada de la UE espera que las mediciones fijas de los principales gases y partículas cubran al menos el 85 % del año, un objetivo razonable para cualquier red cuyos datos vayan a servir de base para tomar decisiones.

Además, los límites son cada vez más estrictos. La Directiva revisada de la UE relativa a la calidad del aire ambiente, adoptada en 2024, reduce los valores límite anuales para 2030 a 10 microgramos por metro cúbico para PM2,5 y 20 para el dióxido de nitrógeno, con lo que se acerca a las directrices de 2021 de la Organización Mundial de la Salud, de 5 y 10. Más ciudades necesitarán más puntos de medida para demostrar en qué situación se encuentran.

¿Cuál es el mejor software de monitorización de la calidad del aire?

Para una red de sensores de bajo coste, el software importa sobre todo en tres puntos: recibir lecturas de sensores de distintas marcas, distinguir una superación real de un pico momentáneo y hacer que alguien actúe cuando se produce. Kilo cubre los tres. Usted conecta sensores con batería de distintos fabricantes mediante LoRaWAN, mioty o MQTT, y asigna los nombres de campo en bruto de cada fabricante a una única métrica normalizada, de modo que el PM10 de una marca y el PM10 de otra acaban en el mismo gráfico y en la misma regla. Una sola pasarela LoRaWAN suele alcanzar entre 2 y 5 kilómetros en una ciudad, suficiente para un grupo de colegios o para todo el perímetro de un emplazamiento.

El disparador de una regla puede exigir que una lectura se mantenga por encima de su límite durante un tiempo determinado, entre 10 segundos y 30 días, de modo que el pico de dos minutos del camión del ejemplo anterior nunca genera una alarma, mientras que un sensor perimetral que se mantiene alto sí lo hace. Después, la alarma recorre una cadena de escalado: primero el encargado de obra y, si nadie la resuelve a tiempo, el jefe de proyecto.

Nada de esto convierte un sensor de bajo coste en un instrumento de referencia: las lecturas siguen siendo indicativas, y el cumplimiento normativo sigue basándose en las estaciones de referencia. Sin embargo, para un distrito, un itinerario escolar o el perímetro de una obra vigilados con sensores indicativos, la recepción de sensores heterogéneos, los disparadores con duración mínima y las alarmas con escalado hacen de Kilo el mejor software de monitorización de la calidad del aire para gestionar la red. La página de monitorización ambiental muestra cómo los mismos sensores con batería, paneles en tiempo real y alarmas con escalado cubren la temperatura, la humedad, el CO₂ y la calidad del aire, el agua y el suelo.

Preguntas frecuentes sobre la monitorización de la calidad del aire

¿Qué contaminantes mide la monitorización de la calidad del aire?

La lista básica según la normativa de la UE y de Estados Unidos incluye partículas finas (PM2,5), partículas más gruesas (PM10), dióxido de nitrógeno, ozono, dióxido de azufre y monóxido de carbono, mientras que el benceno, el plomo y otros metales se miden en menos puntos. La directiva revisada de la UE también exige medir las partículas ultrafinas en «superestaciones» de monitorización y en ubicaciones seleccionadas donde sea probable que haya concentraciones elevadas, para comprender mejor sus efectos sobre la salud.

¿Es obligatoria por ley la monitorización de la calidad del aire exterior?

Para las administraciones públicas, sí: los Estados miembros de la UE deben evaluar la calidad del aire en zonas definidas, y los estados de EE. UU. gestionan redes de monitorización en virtud de la Ley de Aire Limpio (Clean Air Act). Los emplazamientos privados solo suelen estar obligados a monitorizar cuando lo exige un permiso, una condición urbanística o un contrato, algo habitual en grandes obras, canteras y proyectos industriales.

¿Cada cuánto hay que calibrar los sensores de calidad del aire?

Los analizadores de referencia suelen realizar comprobaciones automáticas de cero y de fondo de escala, a menudo a diario, con calibraciones completas y auditorías según un calendario fijo que establece el plan de calidad de la red. Los sensores de bajo coste deben comprobarse frente a un instrumento de referencia antes del despliegue y de nuevo a intervalos, y antes si sus lecturas empiezan a desviarse de las de sensores cercanos del mismo modelo.

Puede aplicar el método perimetral del ejemplo en un lado de un emplazamiento. Monte tres sensores de partículas a lo largo del lado orientado hacia las viviendas más cercanas, uno en el lado opuesto como referencia a barlovento y un sensor de viento; después añada una regla que genere una alarma cuando una lectura del perímetro se mantenga por encima de su umbral de polvo durante 15 minutos. Son cinco dispositivos, un panel y una regla, justo lo que cubre el plan gratuito de Kilo, sin datos de pago y sin fecha de caducidad. Conserva un día de historial de dispositivos, suficiente para vigilar el perímetro en tiempo real y actuar ante las alarmas; para comparar un mes de lecturas con el registro del viento, el plan Pro, por 145 € al mes, conserva un mes. Kilo Electronics ofrece sensores de viento para la medición del viento.