Concentración de material particulado en superficie de la zona urbana de Medellín, con base en observaciones de fotómetro solar y sensor de calidad del aire

dc.contributor.advisorBastidas Gustin, Alvaro Efraín
dc.contributor.authorBotina Tautás, Andrea Dayana
dc.contributor.researchgroupLáser y Espectroscopía Ópticaspa
dc.coverage.cityMedellín (Antioquia, Colombia)
dc.coverage.temporal2020-2022
dc.date.accessioned2024-08-26T15:57:07Z
dc.date.available2024-08-26T15:57:07Z
dc.date.issued2023
dc.descriptionIlustraciones, fotografías, gráficas, figuras, tablas y mapasspa
dc.description.abstractActualmente existen técnicas que permiten estudiar propiedades ópticas y microfísicas de los aerosoles de la columna de atmósfera mediante la modificación del campo radiactivo debido a las características del aerosol atmosférico, además permiten determinar contaminantes que pueden afectar la calidad del aire. Este estudio se fundamenta en los métodos ópticos de fotometría solar y difracción láser, para la vigilancia remota de la columna de atmósfera y de la capa de aire a nivel del suelo. La recolección de datos se llevó a cabo mediante un fotómetro solar de NASAAERONET para determinar el espesor óptico y monitorear toda la columna de la atmósfera terrestre; y un equipo portátil láser, Sensor de PurpleAir, que detecta material particulado para medir la contaminación en el aire por partículas. El presente trabajo muestra un método de correlación entre el espesor óptico, en toda la columna de atmósfera, con el material particulado a nivel de superficie, para lo cual se instalaron los dos equipos en un mismo sitio del Laboratorio de Láseres y Espectroscopía, se realizaron mediciones simultaneas durante 102 días continuos entre diciembre del 2020 de mayo de 2022 y el respectivo tratamiento y análisis de los resultados. (Tomado de la fuente)spa
dc.description.abstractCurrently, there are techniques that allow the study of optical and microphysical properties of aerosols in the atmospheric column by modifying the radiative field due to the characteristics of atmospheric aerosols. These techniques also enable the identification of contaminants that can affect air quality. This study is based on optical methods such as solar photometry and laser diffraction for remote monitoring of the atmospheric column and the air layer at ground level. Data collection was carried out using a NASA-AERONET solar photometer to determine optical depth and monitor the entire column of the Earth's atmosphere, as well as a portable laser device, the PurpleAir Sensor, which detects particulate matter to measure airborne particle pollution. This work presents a method for correlating optical depth across the entire atmospheric column with surface-level particulate matter. To achieve this, both instruments were installed at the same location in the Laser and Spectroscopy Laboratory, and simultaneous measurements were conducted over 102 continuous days between December 2020 and May 2022, followed by the processing and analysis of the results.eng
dc.description.curricularareaFísica.Sede Medellínspa
dc.description.degreelevelMaestríaspa
dc.description.degreenameMagíster en Ciencias - Físicaspa
dc.description.methodsRecopilación y revisión de bibliografía correspondiente. 2. Adquirir conocimiento acerca de las técnicas de medición, equipos empleados e información recolectada por estos mismos. 3. Conocer la metodología para acceder a la información registrada por los equipos involucrados. 4. Desarrollar una propuesta para realizar el procesamiento y análisis de datos. 5. Analizar y correlacionar los datos obtenidos por el fotómetro solar y el sensor de calidad de aire. 6. Realizar las conclusiones de acuerdo a las mediciones obtenidas. 7. Elaboración del trabajo escrito de tesis.spa
dc.description.researchareaÓptica Atmosférica y Sensado Remotospa
dc.format.extent79 páginasspa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.instnameUniversidad Nacional de Colombiaspa
dc.identifier.reponameRepositorio Institucional Universidad Nacional de Colombiaspa
dc.identifier.repourlhttps://repositorio.unal.edu.co/spa
dc.identifier.urihttps://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/86754
dc.language.isospaspa
dc.publisherUniversidad Nacional de Colombiaspa
dc.publisher.branchUniversidad Nacional de Colombia - Sede Medellínspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias Exactas y Naturalesspa
dc.publisher.placeMedellín, Colombiaspa
dc.publisher.programMedellín - Ciencias - Maestría en Ciencias - Físicaspa
dc.relation.indexedLaReferenciaspa
dc.relation.referencesAba, G., Suárez, R. A., & Laguarda, A. (2020). Radiación Solar - Notas del curso Fundamentos del Recurso Solar. Obtenido de Facultad de Ingeniería UDELAR: https://eva.fing.edu.uy/pluginfile.php/313487/mod_resource/content/1/FRS_notas_v4-0_R2_2020.pdfspa
dc.relation.referencesAERONET. (2008). AERONET Version 2 Direct Sun Algorithm. Recuperado el 24 de octubre de 2023. https://aeronet.gsfc.nasa.gov/new_web/Documents/version2_table.pdfspa
dc.relation.referencesAERONET. (1 de Febrero de 2019). Arosol optical depth - Direct Sun Measurements. Obtenido de https://aeronet.gsfc.nasa.gov/new_web/aot_levels_versions.htmlspa
dc.relation.referencesAERONET. (30 de julio de 2020). Aerosol inversions - Microphysical and Radiative Properties derived from Radiance Measurements. Obtenido de https://aeronet.gsfc.nasa.gov/new_web/optical_properties.htmlspa
dc.relation.referencesAERONET. (2023). Interfaz de visualización de datos AERONET - Disponibilidad de datos AERONET. Obtenido de https://aeronet.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/bamgomas_maps_index_v3?long1=-180&long2=180&lat1=-90&lat2=90&multiplier=2&what_map=4&formatter=0&level=1&place_code=10&data_type=aeronet&nachal=1spa
dc.relation.referencesAlegría Campo, D. L. (2015). Propiedades microfísicas de los aerosoles troposféricos derivadas de medidas de fotómetro solar y Lidar en el Valle de Aburrá. [Tesis de maestría, Univesidad Nacional de Colombia-Sede Medellpin]. Obtenido de Repositorio Universidad Nacional: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/54614spa
dc.relation.referencesBeckman Coulter. (s.f.). Teorías de la difracción de Mie y Fraunhofer. Obtenido de https://www.beckman.es/resources/technologies/laser-diffraction/mie-fraunhofer-theoriesspa
dc.relation.referencesBorn, M., & Wolf, E. (1999). Principles of optics: Electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light. New York: Cambridge University Pressspa
dc.relation.referencesCamacho, C. (2020). Coeficiente de correlación de Pearson. Obtenido de Análisis de datos en psicología: https://personal.us.es/vararey/spa
dc.relation.referencesCarrera, C. (2001). Determinación de la concentración de sólidos suspendidos por dispersión de luz. [Tesis de maestría, CINVESTAV Unidad Querétato]. Obtenido de CINVESTAV: https://qro.cinvestav.mx/~aherrera/tesisEstudiantes/TesisCristianCarrera.pdfspa
dc.relation.referencesCIMEL. (junio de 2018). Multiband photometer CE318-T - User’s Manual. Obtenido de AERONET: https://aeronet.gsfc.nasa.gov/new_web/Documents/CE318_T_Photometer_UserManual_V4.3.pdfspa
dc.relation.referencesChudnovsky, A. A., Lee, H. J., Kostinski, A., Kotlov, T., & Koutrakis, P. (2012). Prediction of daily fine particulate matter concentrations using aerosoloptical depth retrievals from the Geostationary OperationalEnvironmental Satellite (GOES). Journal of the Air & Waste Management Association, 62(9), 1022–1031. doi:10.1080/10962247.2012.695321spa
dc.relation.referencesDíaz González, J. P. (1999). Propiedades radiativas de los aerosoles atmosfericos en la region de Canarias. [Tesis de grado; Universidad de la Laguna]. Obtenido de Repositorio Arcimis: https://repositorio.aemet.es/bitstream/20.500.11765/2041/1/Tesis_Diaz.pdfspa
dc.relation.referencesDybwad, A. (2022). ¿Qué es el material particulado (PM)? Obtenido de Purple Air: https://www2.purpleair.com/blogs/blog-home/what-is-particulate-matter-pmspa
dc.relation.referencesEPA. (23 de 5 de 2022). Efectos del material particulado (PM) sobre la salud y el medioambiente. Obtenido de EPA: https://espanol.epa.gov/espanol/efectos-del-material-particulado-pm-sobre-la-salud-y-el-medioambientespa
dc.relation.referencesErsoy, O. (2007). Diffraction, Fourier optics and imaging. Canada: Jhon Wiley & Sons.spa
dc.relation.referencesFranquès, M. (s.f.). Estudio de casos particulares en aproximación de Fraunhofer. Obtenido de JOptics Curso de Óptica: http://www.ub.edu/javaoptics/teoria/castella/node19.htmlspa
dc.relation.referencesGante, C. d. (2014). Generación y comparación de patrones de difracción de aberturas poligonales e hipocicloides. [Tesis de pregrado, Benemérita Universidad Autónoma De Puebla]. Obtenido de Facultad de Ciencias Físico Matemáticas: https://www.fcfm.buap.mx/assets/docs/docencia/tesis/fisica/2014/DeGanteGonzalezCesar.pdfspa
dc.relation.referencesGarcía, D. (2005). Sistema láser de medida de velocidad por efecto doppler de bajo coste para aplicaciones industriales e hidrodinámicas. [Tesis docotral, Universitat Politècnica de Catalunya]. Obtenido de Tesis Doctoral en Xarxas: https://www.tdx.cat/handle/10803/6892#page=1spa
dc.relation.referencesGestión de Operaciones. (2015). Cómo se relaciona el Coeficiente de Correlación de Pearson (r) y el Coeficiente de Determinación r Cuadrado (r²). Obtenido de GEOTutoriales Sitio web: https://www.gestiondeoperaciones.net/estadistica/como-se-relaciona-el-coeficiente-de-correlacion-de-pearson-r-y-el-coeficiente-de-determinacion-r-cuadrado-r%C2%B2/spa
dc.relation.referencesGiles, D., Sinyuk, A., Sorokin, M., Schafer, J., Smirnov, A., Slutsker, I., . . . Lyapustin, A. (2019). Advancements in the Aerosol Robotic Network (AERONET) Version 3 database – automated near-real-time quality control algorithm with improved cloud screening for Sun photometer aerosol optical depth (AOD) measurements. Atmospheric Measurement Techniques(12), 169-209. Obtenido de https://doi.org/10.5194/amt-12-169-2019spa
dc.relation.referencesHecht, E., & Zajac, A. (1974). Óptica (Español ed.). (D. Malacara, Trad.) Addison-Wesleyspa
dc.relation.referencesIDEAM. (2021). Boletín de calidad del aire del IDEAM. Obtenido de http://documentacion.ideam.gov.co/openbiblio/bvirtual/023897/BOL3_CALIDAD_AIRE.pdfspa
dc.relation.referencesIDEAM. (2022). Atmósfera. Obtenido de GOV.CO: http://www.ideam.gov.co/web/tiempo-y-clima/atmósferaspa
dc.relation.referencesIqbal, M. (1983). An introduction to Solar Radiation. Toronto: Academic Pressspa
dc.relation.referencesKasten, F., & Young, A. T. (1989). Revised optical air mass tables and approximation formula. Applied Optics, 28(22), 4735-4738. Obtenido de https://h2lca.org/reports/Kasten_1989_Revised_optical_air_mass_tables.pdfspa
dc.relation.referencesLéon, J.-F., Akpo, A. B., Bedou, M., Djossou, J., Bodjrenou, M., Yoboué, V., & Liousse, C. (2021). PM2.5 surface concentrations in southern West African urban areas based on sun photometer and satellite observations. Atmospheric Chemistry and Physics, 21(3), 1815-1834. doi:https://doi.org/10.5194/acp-21-1815-2021spa
dc.relation.referencesLiou, K. (2002). An introduction to atmospheric radiation (2 ed.). USA: Elservier Science.spa
dc.relation.referencesMalvern Panalytical. (2016). Difracción láser. Obtenido de https://www.malvernpanalytical.com/es/products/technology/light-scattering/laser-diffractionspa
dc.relation.referencesMejía Sepúlveda, J., Bernal Manrique, N., Montejo Barato, T. A., Velásquez Restrepo, M., Ayala Parra, G. A., Montoya Zapata, J. M., . . . Berrío Bernal, J. D. (2021). Informe anual de calidad de aire 2021. (U. EAFIT, Ed.) Recuperado el 2022 de 10 de 10, de Área Metropotina del valle de Aburrá: https://www.metropol.gov.co/ambiental/calidad-del-aire/informes_red_calidaddeaire/Informe-Anual-Aire-2021.pdfspa
dc.relation.referencesMolina, P. (2013). Simulación numérica de un problema de contaminación atmosférica. Madrid, [Tesis doctoral, Universidad Politécnica de Madrid]. Obtenido de Archivo Digital UPM: https://oa.upm.es/30472/spa
dc.relation.referencesNave, R., & Olmo, M. (2009). Cielo Azul. Obtenido de Hyperphysics: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/atmos/blusky.htmlspa
dc.relation.referencesNevers, N. d. (1998). Ingeniería de control de la contaminación del aire. (J. Pérez, Trad.) México: McGRAW-HILL Interamericana Editoresspa
dc.relation.referencesNisperuza, D. J. (2015). Propiedades Ópticas de los Aerosoles Atmosféricos en la Región Andina Colombiana Mediante Análisis de Mediciones Remotas: LIDAR, Fotométricas y Satelitales. Medellín, [Tesis doctoral, Universidad Nacional de Colombia]. Obtenido de Repostorio Universidad Nacional de Colombia: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/53803spa
dc.relation.referencesOraá Vicente, C. (2018). Correlación de propiedades atmosféricas de los aerosoles. [Trabajo de grado, Universidad de Valladolid]. Obtenido de Repositorio Documental de la Universidad de Valladolid: https://uvadoc.uva.es/bitstream/handle/10324/32051/TFG-G2999.pdf?sequence=1spa
dc.relation.referencesOrigin. (2012). Interpretación de los resultados de la regresión. Recuperado el 24 de octubre de 2023, de OriginLab: https://www.originlab.com/doc/Origin-Help/Interpret-Regression-Result#Pearson.27s_rspa
dc.relation.referencesOtero, F. (2012). Caracterización de sistemas de partículas por dispersión de luz. estimación de parámetros y problema inverso. [Tesis doctoral, Universidad Nacional de Mar del Plata]. Obtenido de Repositorio Institucional, RINFI: http://rinfi.fi.mdp.edu.ar/handle/123456789/66spa
dc.relation.referencesParticle Analytical. (2016). Laser diffraction. Obtenido de Pharmaceutical-Networking: https://www.pharmaceutical-networking.com/laser-diffraction/spa
dc.relation.referencesPurple Air. (2022). Our technology. Obtenido de https://www2.purpleair.com/pages/technologyspa
dc.relation.referencesPurple Air. (s.f.). Monitor de calidad del aire PurpleAir Classic. Obtenido de https://www2.purpleair.com/products/purpleair-pa-ii?variant=40067691708513spa
dc.relation.referencesPurple Air. (s.f.). Real-Time Air Quality Map | PurpleAir. Obtenido de https://map.purpleair.com/1/mTEMP_C/a10/p604800/cC0#12.33/6.25923/-75.56584spa
dc.relation.referencesRedmond , H., Kathy, D., & Jhonathan, T. (2010). Light scattering and absorption by wind blown dust: Theory, measurement, and recent data. Aeolian Research, 2(1), 5-26spa
dc.relation.referencesRequena, A., Quintanilla, R., Bolarín, J., Bastida, A., & Zúñiga, J. (2002). Nuevas Tecnologías y Contaminación de Atmósferas. PYMEs, pág. 2. Obtenido de Universidad de Murcia: https://www.um.es/LEQ/Atmosferas/Ch-IV-1/F41s10p1.htmspa
dc.relation.referencesRocadenbosch, F. (1996). LIDAR sensing of the atmosphere: Receiver design an inversion algorithms for an elastic system. Barcelona, [Tesis doctoral, Universidad Politécnica de Cataluña]. Obtenido de Repostorio Universidad Politécnica de Cataluña: https://www.tesisenred.net/handle/10803/6909#page=1spa
dc.relation.referencesShimadzu. (s.f.). Particle Size Distribution Calculation Method. Obtenido de Shimadzu: https://www.shimadzu.com/an/service-support/technical-support/analysis-basics/lesson22.htmlspa
dc.relation.referencesSilva, F. d. (2011). Validação dos dados do satélite CALIPSO utilizando um sistema lidar de retroespalhamento elástico e o fotômetro solar da rede AERONET. São Paulo: [Tesis doctoral, Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares]. Obtenido de Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-28092011-103209/pt-br.phpspa
dc.relation.referencesSmith, F. (1978). Atmospheric propagation of radiation (Vol. 2). Michigan: Infrared Information Analysis Centerspa
dc.relation.referencesSYMPATEC. (2016). Difracción láser. Obtenido de https://www.sympatec.com/en/particle-measurement/glossary/laser-diffraction/spa
dc.relation.referencesToledano Olmeda, C. (2005). Climatología de los aerosoles mediante la caracterización de propiedades ópticas y masas de aire en la estación ‘El Arenosillo’ de la red AERONET. [Tesis de Doctorado; Universidad de Valladolid]: Universidad de Valladolid. Facultad de CienciasAutoridad UVA. Obtenido de Repositorio Documental- Universidad de Valladolid: http://uvadoc.uva.es/handle/10324/29641spa
dc.relation.referencesTomasi, C., & Petkov, B. H. (2014). Claudio Tomasi1y Boyan H. Petkov. Journal of Geophysical Research: Armospheres, 119(3), 1363-1385. doi:https://doi.org/10.1002/2013JD020600spa
dc.relation.referencesUC Santa Cruz. (2019). Correlación. Obtenido de Baskin Engineering-UC Santa Cruz: https://ams005-spring17-02.courses.soe.ucsc.edu/system/files/attachments/Correlation.pdfspa
dc.relation.referencesVargas, J. (2007). Métodos numéricos de inversión en el problema de estimación de tamaño de partículas a partir de la difracción láser. [Tesis doctoral, Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica]. Obtenido de INAOE: https://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/669spa
dc.relation.referencesVidela, F. (2011). Desarrollo de técnicas de espectroscopía de scattering óptico y de resonancia plasmónica para la determinación de tamaño de micro y nanopartículas . [Tesis doctoral, Universidad Nacional de la Plata].Obentido de SEDICI: http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/18185spa
dc.relation.referencesWallace, J., & Hobbs, P. (2006). Atmospheric scienc: an introductory survey (Segunda ed., Vol. 93). Whashington: Elsevierspa
dc.relation.referencesWeichenthal, S., Hatzopoulou, M., & Goldberg, M. S. (2014). Exposure to traffic-related air pollution during. Part Fibre Toxicol, 11(70). doi:https://doi.org/10.1186/s12989-014-0070-4spa
dc.relation.referencesXin , J., Gong, C., Liu, Z., Cong, Z., Gao, W., Song, T., . . . Wang, Y. (2016). The observation-based relationships between PM2.5 and AOD over China. East Asian Study of Tropospheric Aerosols and Impact on Cloud and Precipitation, 121(18), 10,701-10,716. doi:https://doi.org/10.1002/2015JD024655spa
dc.relation.referencesYoung, D., Garza , M., Cantú, M., & Peréz, P. (2013). Factores de eficiencia definidos por dispersión de Mie ante partículas y factores ambientales. Revista Mexicana de Física, 59(1), 69-76spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial 4.0 Internacionalspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/spa
dc.subject.ddc530 - Física::535 - Luz y radiación relacionadaspa
dc.subject.ddc550 - Ciencias de la tierra::551 - Geología, hidrología, meteorologíaspa
dc.subject.lembContaminación del aire - Medellín (Antioquia, Colombia)
dc.subject.lembContaminación radiactiva de la atmósfera - Medellín (Antioquia, Colombia)
dc.subject.lembFotometría
dc.subject.lembAnálisis espectral
dc.subject.lembMeteorología
dc.subject.lembCalidad del aire - Medellín (Antioquia, Colombia)
dc.subject.proposalFotómetro Solarspa
dc.subject.proposalDifracción láserspa
dc.subject.proposalEspesor óptico de aerosol AODspa
dc.subject.proposalMaterial particuladospa
dc.subject.proposalAerosol atmosféricospa
dc.subject.proposalCalidad del airespa
dc.subject.proposalSolar Photometereng
dc.subject.proposalLaser diffractioneng
dc.subject.proposalAerosol Optical Depth AODeng
dc.subject.proposalParticulate Mattereng
dc.subject.proposalAtmospheric Aerosoleng
dc.subject.proposalAir Qualityeng
dc.titleConcentración de material particulado en superficie de la zona urbana de Medellín, con base en observaciones de fotómetro solar y sensor de calidad del airespa
dc.title.translatedParticulate matter concentration at the surface in the urban area of Medellín, based on observations from a solar photometer and an air quality sensoreng
dc.typeTrabajo de grado - Maestríaspa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccspa
dc.type.coarversionhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaspa
dc.type.contentTextspa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/masterThesisspa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TMspa
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionspa
dcterms.audience.professionaldevelopmentBibliotecariosspa
dcterms.audience.professionaldevelopmentEstudiantesspa
dcterms.audience.professionaldevelopmentInvestigadoresspa
dcterms.audience.professionaldevelopmentMaestrosspa
dcterms.audience.professionaldevelopmentMedios de comunicaciónspa
dcterms.audience.professionaldevelopmentProveedores de ayuda financiera para estudiantesspa
dcterms.audience.professionaldevelopmentPúblico generalspa
dcterms.audience.professionaldevelopmentReceptores de fondos federales y solicitantesspa
dcterms.audience.professionaldevelopmentResponsables políticosspa
oaire.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa

Archivos

Bloque original

Mostrando 1 - 1 de 1
Cargando...
Miniatura
Nombre:
1085327288.2023.pdf
Tamaño:
3.56 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Tesis de Maestría en Ciencias - Física

Bloque de licencias

Mostrando 1 - 1 de 1
No hay miniatura disponible
Nombre:
license.txt
Tamaño:
5.74 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descripción: