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Datos abiertos sobre la contaminación atmosférica: una poderosa herramienta en la lucha por un aire más limpio

Datos abiertos Ciudad inteligente e IoT

18 abril 2017

Tiempo de lectura: 8 min

Laura

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Laura

Sensores de bajo costo, aplicaciones móviles y plataformas de datos abiertos ayudan tanto a los ciudadanos, a los investigadores y a los hacedores de política a comprender mejor la naturaleza, impacto y el estado de la calidad del aire, en nuestro entorno más próximo así como alrededor del mundo.

Alex estaba ocupada plantando un nuevo cerco en el patio delantero de su casa, cuando uno de sus vecinos le dio un sorprendente consejo: tenga cuidado al cavar en la tierra, aún puede estar contaminada. Desconocido para Alex, la cabana del noroeste del Pacífico de los años 40 que ella y su esposo Bryce compraron en 2014 se encontraban en las sombras ocultas de la chimenea de fundición de cobre ASARCO, una vez la estructura más alta del oeste. Cerrada en 1985 y demolida en 1993, la chimenea produjo una pluma de 1000 millas cuadradas de plomo, arsénico y dióxido de azufre que saturó el aire durante varias décadas, y cuya presencia tóxica persiste en el suelo de la zona hasta el día de hoy.

Afortunadamente el patio de Alex y Bryce pronto fue parte de la lista de espera para ingresar a una de las oleadas sucesivas de programas de reemplazo de suelos que han tenido lugar en la zona. Los progresos realizados hasta la fecha en la limpieza del aire y del suelo en la región reflejan mejoras en los Estados Unidos desde la creación de la Agencia de Protección Ambiental en 1970 y un fortalecimiento de la Ley de Aire Limpio en ese mismo año.

En efecto, según el nuevo informe "Estado del Aire Global 2017 " del Instituto de Efectos de la Salud, parte del Instituto de Medición de Salud y Evaluación y de la Universidad de Columbia Británica, Estados Unidos vio una reducción del 27% en la exposición al tipo de contaminación más perjudicial, partículas (PM) (partículas de polvo, hollín, suciedad, humo y gotas líquidas), en el período de 1990 a 2015, basándose en las mejoras realizadas en las dos décadas anteriores. Durante el período extendido de 1970 a 2007, las ganancias fueron aún más sorprendentes con una reducción promedio de más del 50 por ciento de los seis contaminantes más comunes y una reducción de 70 por ciento en las emisiones tóxicas de las grandes fuentes industriales. (refiérase a la Guía de la Ley de Aire Limpio) (EPA por sus siglas en inglés Plain English Guide to the Clean Air Act).

 

Air Pollution Open Data is a key tool in combatting this problem
US EPA Documerica Then & Foto: "Smog sobre Boston - Mirando hacia el norte desde Columbia Point Traffic Circle", Roger Archibald. Izquierda 1973, Derecha 2012.

 

Sin embargo, muchas ciudades estadounidenses continúan teniendo días en los que la contaminación del aire alcanza niveles insalubres. Lo mismo se aplica a las ciudades de otros países donde la calidad del aire ha mejorado. En algunos casos, las violaciones a los límites pueden ser dramáticas. Londres, por ejemplo, rompió su límite anual de contaminación atmosférica para todo el año en los primeros cinco días de 2017.

La batalla contra la contaminación atmosférica: progreso desigual, atención incrementada

La crisis de la calidad del aire en Londres provocó una ola de atención de los medios de comunicación acerca de la contaminación atmosférica durante los últimos dos meses, con historias sobre la calidad del aire apareciendo en una cobertura inusual de portada en el Reino Unido. Las crisis en China y otras regiones también generaron mucha atención de los medios de comunicación, al igual que el informe del Estado del Aire Global 2017 y un importante informe del Banco Mundial y el Instituto de Mediciones de Salud y Evaluación.

 

 

@guardiancities Tomado en noviembre pasado por la mañana aquí en Delhi. Sólo cuando este extremo se convirtió en un problema (menor) político ... durante una semana.

— Sebastian Taylor (@DilliSeb) 13 de febrero de 2017

El informe del Banco Mundial calcula que el costo global total de muertes prematuras y enfermedades debidas a la contaminación atmosférica es de $ 5 billones, incluyendo $ 225 mil millones anuales en pérdidas de costos de mano de obra. El informe del Instituto de Efectos de la Salud destacó un aumento en las muertes prematuras de 3,5 millones en 1990 a 4,2 millones en 2015 únicamente para la contaminación al aire libre (6,5 millones para la contaminación combinada en interiores y exteriores), con una exposición de mayor riesgo de muerte temprana, dieta y presión arterial alta y contribuyendo a una amplia gama de enfermedades de corazón y enfermedad pulmonar a aborto involuntario, nacimiento prematuro y a impactos negativos en el desarrollo intelectual y físico de los niños.

El informe también mostró que mientras el aire en los países de ingresos altos se había vuelto más limpio, las condiciones empeoraron en los países de ingresos bajos y medios, incluyendo un grave deterioro en algunos países como Bangladesh e India.

Pero entre las sombrías noticias transmitidas por informes recientes llega una señal de esperanza. Los informes y las posibles soluciones a las condiciones que detallan se hicieron posibles porque los gobiernos y las organizaciones de todo el mundo han compartido datos relacionados con la calidad del aire que recogen, haciéndolo abierto y accesible a todos en la lucha contra la contaminación atmosférica. Ahora, los avances tecnológicos están allanando el camino para recopilar y compartir datos más completos, precisos y oportunos, con beneficios potenciales en muchos niveles.

Datos abiertos: Un papel clave ahora y en el futuro

Hasta la fecha, la mayoría de los datos de contaminación atmosférica se han obtenido a partir de modelos basados en datos de un número limitado de sitios de monitoreo estacionarios combinados con transporte, datos meteorológicos, datos de imágenes satelitales y otras fuentes de datos abiertos para estimar la contaminación en varios lugares. Para mejorar la precisión de estos modelos, se necesitan datos más directos sobre la calidad del aire.

Actualmente, la recopilación de esos datos es factible. Los dispositivos de detección portátiles de bajo costo conectados a través de redes WiFi están disponibles hoy en día a una fracción del costo de los sistemas estacionarios convencionales, lo que permite a las localidades ampliar enormemente el número de puntos de monitoreo.

En el extremo superior de la báscula se encuentran sensores (a menudo multifuncionales) que se pueden conectar a farolas, paradas de autobús, edificios, postes de servicios públicos y otros dispositivos. En el extremo inferior se encuentran dispositivos sensoriales personales asequibles que permiten a los residentes y visitantes participar en la recolección y el intercambio de datos sobre la calidad del aire. Estos dispositivos personales se pueden colocar en hogares o lugares de trabajo, o pueden llevarse mientras uno camina o va en bicicleta para recoger mediciones ambulatorias.

Plume Lab's Flow Project helping Open Data fight Air PollutionUn ejemplo es Plume Labs Flow. Es un dispositivo pequeño y portátil que se puede usar en interiores o al aire libre. Proporciona lecturas directas al usuario y transmite datos a la nube Air Plume. La plataforma agrega datos en tiempo real desde dispositivos Flow con datos con otras fuentes de datos abiertos de más de 350 ciudades y hace que los datos agregados estén disponibles a través de una API (interfaz de programación de aplicaciones) datos abiertos que permite a los programas interactuar con los datos.

Plume Labs también ofrece una aplicación móvil gratuita que utiliza datos abiertos e inteligencia artificial para proporcionar pronósticos de alta calidad de la calidad del aire a través de dispositivos iOS, Watch y Android. Existen docenas de start-ups, organizaciones de tecnología cívica, ONGs y grandes proveedores de te

Plume Labs Open Data Air Pollution Data will help the fight against Air Pollution

cnología que, al igual que Plume, proveen uno o más productos en este rango: 1) sensores portátiles de bajo costo; 2) aplicaciones móviles; y 3) plataformas de intercambio de datos. Cada uno trae ventajas únicas a la batalla contra la contaminación del aire. 

Sensores de bajo costo

Como se ha señalado, el desarrollo de sensores de bajo costo está haciendo factible poder llenar las brechas de cobertura en el monitoreo y, por lo tanto, proporcionar datos del mundo real para mejorar la precisión de los modelos de evaluación y predicción de la calidad del aire. Cuando se agregan dispositivos personales portátiles a esta mezcla, los puntos de datos pueden llegar a ser altamente localizables.

Esta localización puede ser muy valiosa al momento de ayudar a identificar las fuentes emisoras de contaminación para que se puedan hacer mejoras. La amplitud de la cobertura es también inestimable al momento de evaluar la eficacia de los programas de reducción de la contaminación.

El uso de sensores personales también ofrece un beneficio de conciencia ciudadana, proporcionando retroalimentación directa sobre la calidad del aire al usuario. También fomenta el compromiso cívico a medida que los individuos contribuyen al gran proyecto de crear comunidades más limpias, sanas y habitables.

Estos beneficios, dependen sin embargo, de los datos que se agregan de los sensores personales, públicos y compartidos. Aquí es donde la publicación de datos abiertos y plataformas de uso entran en acción.

Plataformas abiertas de intercambio de datos

Las plataformas abiertas de intercambio de datos difieren en características y funcionalidades, pero todos hacen que los datos que proporcionan estén a disposición de cualquiera para su uso y reutilización sin restricciones. También proporcionan los datos en formatos legibles por máquina (archivos de datos estructurados o API). Estas plataformas existen a nivel local, regional y nacional, con portales públicos y privados que a su vez crean portales internacionales agregando datos de otros portales.

Datos abiertos para la investigación

Uno de los principales propósitos de estos portales en todos los niveles es apoyar la investigación científica y de políticas sobre la calidad del aire. Un ejemplo de tal portal a nivel internacional es OpenAQ. Hasta la fecha, la plataforma OpenAQ proporciona datos de sensores sin procesar provenientes de 5.430 ubicaciones en 46 países. Los datos están disponibles como conjuntos de datos descargables y alimentaciones de API. La plataforma provee apoyo comunitario a investigadores y científicos, y alienta a desarrolladores de software, educadores y periodistas en el uso de datos abiertos de calidad al aire también.

Datos abiertos para la defensa y la concienciación

Otro portal mundial es el Índice Mundial de Calidad del Aire. Proporciona métricas de calidad del aire en tiempo real a nivel de ciudad y país derivadas de datos de más de 70 países, incluyendo datos de 9000 estaciones en 800 ciudades importantes. Este portal hace que estos datos estén disponibles como tableros de mando y alimentaciones API de dos sitios web (aqicn.org and waqi.info). Su misión es promover la conciencia sobre la contaminación atmosférica y métricas globales uniformes. La defensa y la sensibilización son también importantes misiones de los portales locales, regionales y nacionales.The Air Quality Index is another tool using Air Pollution Open Data.

Datos abiertos para la evaluación de programas

Otro beneficio de datos abiertos como se mencionó anteriormente es la capacidad de evaluar la eficacia de los programas de reducción de la contaminación. Este es un importante caso de uso de la plataforma en todos los niveles. Si bien muchas medidas generales relativas a la reglamentación ambiental, la política energética, la planificación del transporte y la planificación urbana han demostrado ser eficaces para reducir la contaminación, un análisis preciso de la naturaleza y alcance de los impactos del programa depende del acceso multidisciplinario a la mayor profundidad posible de datos.

 

Vertical Gardens are a way to help combat pollution, thanks to air pollution open data. El arquitecto Stefano Boeri ha propuesto jardines verticales para combatir la contaminación en las ciudades chinas. El acceso a los datos de los sensores abiertos podría utilizarse para evaluar la eficacia de los ensayos antes de los rollos más grandes. Aquí: Nanjing Green Towers, promovido por Nanjing Yang Zi de propiedad estatal National Investment Group Co. ltd. Como el primer Bosque Vertical que se construirá en Asia. Imagen: © Stefano Boeri Architetti

 

Datos abiertos para la tecnología cívica & la ciencia ciudadana

Las plataformas de datos abiertos también son esenciales para involucrar a los ciudadanos voluntarios en la lucha contra la contaminación del aire. Apoya el tipo de compromiso representado por, por ejemplo, el reciente evento #AirHack del Instituto de datos abiertos en Leeds. Trabajando con bases de datos locales, este evento reunió a más de 100 voluntarios para explorar cómo podrían utilizar datos abiertos para abordar desafíos tales como aumentar el compromiso ciudadano en temas de calidad del aire.

Como el grupo reflexionó en su página web: "Con los datos abiertos, todos pueden participar. En lugar de depender de los científicos de datos basados en consejos u organizaciones locales, ¿podrían las personas locales ayudar a contener números, recopilar datos, hacer cambios, contar historias de datos? ¿Qué debemos medir? ¿Qué respiramos todos los días?".

Datos abiertos para la educación

En las escuelas y universidades también se están utilizando plataformas de datos abiertos sobre la calidad del aire, a fin de obtener conocimientos de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas mientras los estudiantes aprenden sobre los desafíos de la calidad del aire y quizás también para que encuentren nuevas soluciones.

Datos abiertos para estimular la actividad económica

Por último, las plataformas de datos abiertos pueden apoyar la actividad económica o servir como fuente de actividad económica en sí mismas. En el caso de este último, algunas empresas de start-ups están recolectando y enriqueciendo los datos abiertos y ofreciendo acceso a dos niveles: gratuito y con recargo. Este es el caso de Plume Labs, cuya nube Plume Air ofrece acceso gratuito y sin restricciones a los datos de calidad del aire en tiempo real y acceso pagado a los datos de pronóstico que desarrolla con las técnicas IA.

FPara las primeras, algunas compañías ofrecen desarrollo personalizado de paneles de control o programas de software que usan datos abiertos sobre la calidad del aire, o usan las API abiertas para desarrollar aplicaciones móviles financiadas por suscripciones o tarifas publicitarias. Muchas aplicaciones móviles sobre la calidad del aire, sin embargo, son desarrolladas por voluntarios cívicos de tecnología y se ofrecen sin costo alguno.

Aplicaciones móviles

BreezoMeter es una empresa que ofrece API pagadas, servicios profesionales y una aplicación móvil gratuita. BreezoMeter mejora los datos abiertos sobre la calidad del aire utilizando grandes fuentes de datos (meteorología, satélites y datos sobre el tráfico) y técnicas de aprendizaje automático para desarrollar y entregar información local precisa en tiempo real a través de su API y su aplicación móvil gratuita.

Breezometer - a mobile app to help inform about air quality, in the fight against air pollution with Open Data.

La aplicación móvil gratuita ofrece una introducción amigable a la empresa y sus productos y servicios comerciales, e ilustra los beneficios de las aplicaciones móviles, gratuitas o pagadas, que utilizan datos de calidad al aire libre. Estos beneficios incluyen:

  • Vida saludable: La aplicación ayuda a las personas a planificar actividades y rutas en torno a las condiciones actuales de la calidad del aire. Si bien esto es de beneficio para todos, es de especial valor para aquellos con asma, alergias u otros problemas respiratorios. Si se llega a una etapa en la que aplicaciones como esta son comunes, se puede mejorar la calidad del aire relacionada con el transporte para todos los ciudadanos: si suficientes viajeros alteran sus rutas para evitar zonas con alta contaminación, dichas zonas disminuirán la contaminación.
  • Compromiso de concienciación ciudadana: Un segundo gran beneficio es la conciencia ciudadana sobre las condiciones en su comunidad. Cuanto más consciente es la población de los problemas de calidad del aire, más probable es que traduzcan sus preocupaciones en cambios de comportamiento y en compromiso político. También pueden ser de ayuda en la identificación de puntos problemáticos puntuales o fuentes de contaminación que talvez nunca surgan sin hacer descubrimientos sobre el “número de tropas en el terreno”.

Datos abiertos + datos de contaminación atmosférica = la fórmula ganadora

Las aplicaciones móviles de calidad del aire, como BreezoMeter, junto con plataformas de datos de calidad al aire libre y sensores portátiles de bajo costo están ayudando a los ciudadanos, investigadores y responsables políticos a comprender mejor la naturaleza, el impacto y el estado de la calidad del aire alrededor del mundo.

El conocimiento, los cambios de comportamiento y las mejoras de política que estos ecosistemas abiertos de datos y sensores están produciendo, están teniendo un impacto positivo en las comunidades de hoy y este impacto sólo crecerá a medida que estos ecosistemas se extiendan por todo el mundo.

Ciertamente, el mundo nunca estará libre de la contaminación atmosférica. Si bien existen causas naturales (erupciones volcánicas, incendios forestales, erosión eólica, etc.), se deben realizar grandes cambios como la transición de combustibles fósiles.

Sin embargo el progreso puede y va a suceder. El genio de los datos abiertos de calidad al aire está fuera de su lámpara. Incluso si los hacedores de política tratan de impedir los esfuerzos de monitoreo de la contaminación del aire, hay suficientes sensores ágiles, aplicaciones ciudadanas y redes de datos distribuidas para mantener el impulso.

Consideremos, por un momento, la historia de la arquitecta española Nerea Calvillo, tal como se contó en la revista Broken Toilets de Ellis O'Neill (http://brokentoilets.org/article/clearing-the-air/ que también por cierto cuenta la historia de los fundadores de OpenAQ , y proporciona un buen resumen de la historia de éxito sobre los datos abiertos de la calidad de aire de la EPA).

Una lección de Madrid

Calvillo lanzó un proyecto de datos abiertos de calidad del aire, "En el aire", que esperaba "crear conciencia y convertirse en una plataforma de acción política contra la contaminación del aire". Ella agregó datos de calidad del aire de 24 monitores municipales de Madrid y construyó una visualización en vivo de los datos en su sitio web.

La Municipalidad no devolvió las estaciones, pero Calvillo logró su objetivo de concienciación pública y, con los socios adecuados, los sensores móviles de bajo costo podrían desplegarse para cubrir las brechas de cobertura. (Y sí, su visualización está de vuelta en línea: http://intheair.es/tools/viz/digital-tool.html )

The City did not put the stations back, but Calvillo did accomplish her goal of public awareness, and with the right partners, low-cost mobile sensors could probably be deployed to fill the coverage gaps. (And yes, her visualization is back online: http://intheair.es/tools/viz/digital-tool.html.)

Mientras O'Neill señala que ni Calvillo ni los otros con quienes habló sintieron como si realmente hubieran dado el salto de la acción comunitaria a los cambios políticos importantes, esa marea puede estar cambiando con la reciente ola de atención de los medios de comunicación mundial sobre la contaminación del aire, con la ayuda de una creciente multitud de activistas ciudadanos recolectando y compartiendo datos - en sus comunidades y en las redes sociales.

Con la combinación correcta de voluntad política, datos abiertos y políticas públicas sólidas, la batalla por el aire limpio es una posibilidad ganable.

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