Evaluación comparativa de sensores de partículas en Santa Clara, Cuba

• Alvarez Cruz, Arianna ; Morales Cruz, Mayra C. ^[1] ; González Rivero, Rosa Amalia ^[2] ; Hernández Santana, Luis ^[1]
  1. [1] Universidad Central de Las Villas

     Universidad Central de Las Villas

     Cuba

     
  2. [2] Universidad Nacional Autónoma de México

     Universidad Nacional Autónoma de México

     México

     
• Localización: Revista Científica de Ingeniería Electrónica, Automática y Comunicaciones, ISSN-e 0258-5944, ISSN 1815-5928, Vol. 44, Nº. 2, 2023
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Comparative evaluation of particle sensors in Santa Clara, Cuba
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• Resumen
  • español

    El material particulado es uno de los contaminantes criterio del aire regulado de acuerdo a estándares establecidos por la OMS y las normas nacionales. Los avances tecnológicos han permitido el desarrollo y la implementación de sensores de bajo costo para su monitoreo, pero presentan limitaciones en la fiabilidad de sus datos. El objetivo de este artículo es evaluar dos modelos de sensores de bajo costo (OPC-N3 y el SDS011) en un estudio de campo en el período lluvioso con y sin afectación de polvos del Sahara en Santa Clara, Cuba. Para ello, se monitorea el PM10 y el PM2,5 en tres sitios de la carretera principal de Santa Clara. Se calcula el rendimiento del OPC-N3 en la medición de PM10, comparado con la concentración determinada por gravimetría en un captador de pequeño volumen, mediante dos indicadores de desempeño, la raíz del Error Cuadrático Medio (RMSE) y el índice de Willmott (d). Los resultados se corresponden con las características de los escenarios evaluados, demostrando la fiabilidad de las mediciones de concentraciones de material particulado para los dos sensores y los experimentos de calibración del OPC-N3 para PM10 en el laboratorio fueron satisfactorios con bajos valores de RMSE y un índice de Willmott de 0,95.La evaluación de los sensores OPC-N3 y SDS011 en condiciones de campo en los dos escenarios demostró la fiabilidad de sus mediciones, la calibración del sensor OPC-N3 con el instrumento de referencia evidencia la factibilidad de uso de este sensor para la medición de PM10.

  • English

    Particulate matter is one of the criteria air pollutants regulated according to standards established by the WHO and national regulations. Technological advances have allowed the development and implementation of low-cost sensors for monitoring, but they present limitations in the reliability of their data. This article aims to evaluate two low-cost sensor models (OPC-N3 and SDS011) in a field study in the rainy period with and without Saharan dust impact in Santa Clara, Cuba. For this purpose, PM10 and PM2.5 are monitored at three sampling sites on the main road of Santa Clara. The performance of OPC-N3 in measuring PM10, compared to the concentration determined by gravimetry in a small volume sampler, is calculated using two performance indicators, the root mean square error (RMSE) and the Willmott index (d). The results correspond to the characteristics of the evaluated scenarios, demonstrating the reliability of the measurements of particulate matter concentrations for the two sensors and the OPC-N3 calibration experiments for PM10 in the laboratory were satisfactory with low RMSE values and a Willmott of 0.95. The evaluation of the OPC-N3 and SDS011 sensors under field conditions in the two scenarios demonstrated the reliability of their measurements, the calibration of the OPC-N3 sensor with the reference instrument shows the feasibility of using this sensor for the measurement of PM10.