Instrumentación avanzada para la monitorización de la contaminación atmosférica en Madrid

Desde el mes de julio de 2020 se encuentra operativo en el CIEMAT el instrumento MAX-DOAS-2D,  que permitirá realizar una monitorización bidimensional de la contaminación atmosférica en el área de Madrid. Este instrumento ha sido desarrollado por el Grupo de Química Atmosférica y Clima, AC2-CSIC, en el marco del proyecto TIGAS-CM (Tecnologías de vanguardia para la investigación en Aerosoles y Gases Atmosféricos), financiado por el Programa Proyectos Sinérgicos de la Comunidad de Madrid (Y2018/EMT-5177).

El proyecto TIGAS-CM tiene por objetivo la utilización y desarrollo de tecnologías de vanguardia para la investigación en aerosoles y gases atmosféricos. El proyecto aborda dos líneas de investigación relacionadas con dos de las mayores amenazas ambientales para nuestra sociedad: el Cambio climático y la Calidad del aire y permitirá mejorar la comprensión de los procesos atmosféricos relacionados con los aerosoles y gases traza, sus propiedades físico-químicas y su distribución espacial.

En cuanto al Cambio climático, los resultados que se obtengan contribuirán a reducir la incertidumbre asociada a la descripción de los procesos, mejorar las estimaciones del forzamiento radiativo, así como a conocer las causas de la variabilidad climática. En la línea de Calidad del aire, el instrumento MAX-DOAS-2D permitirá obtener información sobre la distribución vertical de numerosos gases en todos los ángulos del acimut (ángulo que forma el meridiano con el círculo vertical que pasa por un punto de la esfera celeste o del globo terráqueo), proporcionando una nueva visión en la documentación de los procesos de contaminación urbana.

El nuevo desarrollo consiste en un instrumento DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy) multi-eje en dos dimensiones que permite monitorizar la distribución vertical de gases traza (NO2, HCHO, C2H2O2, HONO)  en todos los ángulos del acimut. Gracias a su capacidad para obtener esta información en continuo con resolución horaria, es posible documentar experimentalmente la dinámica del transporte de los contaminantes en el interior y en los alrededores de la ciudad de Madrid. Para ello, se utilizarán por primera vez y de manera conjunta dos instrumentos que estarán operativos en este proyecto, situados en las sedes del CSIC y del CIEMAT, lo que  confiere un alto grado de innovación al estudio.

En febrero de 2020 se inició la instalación de este instrumento en un edificio de 45 metros de altura, situado en la parte más alta de las instalaciones del campus de Moncloa del CIEMAT. Esta ubicación proporciona al MAX-DOAS-2D una visión de unos 10 km libres de obstáculos y en 3600 acimutales, lo que permite obtener información sobre la distribución vertical de las especies gaseosas que es capaz de medir, cubriendo todos los ángulos del acimut.

La altura del edificio seleccionado (equivalente a la de un edificio de 14 alturas) unido a los 150 kg de peso del instrumento y a sus dimensiones dificultaron su instalación. Por ello, en febrero de 2020 se organizó la operación de subida e instalación del instrumento y su soporte, en la que participaron veinte personas del CIEMAT pertenecientes a las unidades de Caracterización de la Contaminación Atmosférica y COP, Emisiones Contaminantes, Mantenimiento, Arquitectura e Instalaciones, Prevención de Riesgos Laborales, Seguridad, así como la de Emergencias y Protección Física.  También participó personal externo y, en concreto, personal del Grupo el Grupo de Química Atmosférica y Clima, AC2-CSIC (socios del proyecto TIGAS-CM). En esta operación, de gran complejidad logística, se emplearon como medios materiales, entre otros, una grúa telescópica de 90 t de peso y 50 metros de brazo hidráulico, un camión con pluma, un toro mecánico y una transpaleta manual.

Gracias al trabajo de las diferentes unidades y a su adecuada coordinación, la operación culminó con éxito, quedando instalado el instrumento y su soporte. Tras las pruebas de funcionamiento, la optimización del movimiento del equipo y la realización de las conexiones remotas al equipo (gracias a la Unidad de Arquitectura Informática), con fecha 5 de junio se tomaron los primeros espectros. De esta forma, el instrumento MAX-DOAS-2D está operativo y se ha integrado en la estación experimental del Ciemat perteneciente a la infraestructura europea ACTRIS (Aerosols, Clouds and Trace Gases Infraestructure), reforzándose así la componente observacional con la medida de perfiles verticales de gases traza en esta estación de investigación de la atmósfera.

Fuente: CIEMAT

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