Cómo son los sensores con inteligencia artificial para monitorear la calidad del aire que fueron creados por científicos argentinos

A mediados de año Naciones Unidas emitió un comunicado que alertó que nueve de cada 10 personas respiran aire que contiene altos niveles de contaminantes. Es por ello que el desarrollo e instalación de nuevos monitores de aire se vuelve cada vez más fundamental a fin de aplicar distintas políticas para tener cielos más limpios.

Así lo entiende y lo impulsa el investigador del CONICET Rodrigo Gibilisco, que ha instalado en su Tucumán natal, la primera red de sensores integrada por 20 dispositivos modernos dotados de inteligencia artificial (IA), para monitorear el aire en su provincia, una de las tantas del norte argentino afectada por la quema de bosques y campos de cultivo.

“Breathe2Change tiene tres pilares claves, que son la implementación de una red de sensores que captan y trasmiten datos sobre la calidad del aire a una plataforma en la nube; un equipo de científicos especializados que analiza todos los datos recabados; y un programa de asistencia y colaboración científica para impulsar e implementar políticas públicas e iniciativas privadas para mejorar la calidad del aire”, explicó a Infobae Rodrigo Gibilisco, que es doctor en Química por la Universidad Nacional de Córdoba y que realizó estudios complementarios en Alemania.

Según el experto especializado en calidad del aire que trabaja en el Instituto de Química del Noroeste Argentino (INQUINOA, CONICET-UNT), en San Miguel de Tucumán, este proyecto consiste en el desarrollo de sensores dotados de inteligencia artificial para monitorear la calidad del aire y detectar la concentración de las micropartículas que van desde un tamaño menor a 1 micrómetro de diámetro (casi 100 veces más pequeñas que el diámetro del cabello humano) y esa información la envían a una plataforma en la nube.

Gibilisco, quien realizó su posdoctorado en el Instituto de Ambiente y Atmosfera de la Universidad de Wuppertal, en Alemania, fue reconocido en 2021 por la prestigiosa Fundación Alexander von Humboldt y obtuvo el premio Humboldt Alumni Award, que le permitió avanzar en la creación de la primera red de monitoreo de calidad del aire en la Provincia de Tucumán.

“Uno de los problemas que más nos afecta en el hemisferio Sur es la contaminación del aire por la quema de bosques y campos. El humo que se desprende de estos incendios afecta el desarrollo cognitivo en niños, provoca enfermedades cardiovasculares en los adultos, e incide en graves problemas respiratorios en adultos mayores. En contra de la normativa nacional y las provinciales, muchas veces presenciamos en argentina la quema de bosques y campos de cultivos que promueven la contaminación ambiental. Por ejemplo eso sucede en mi provincia, Tucumán, donde hay quema de caña de azúcar una vez terminada la cosecha”, relató Gibilisco.

Y agregó: “A diferencia de lo que ocurre en el hemisferio Norte, en el Sur no hay muchos sensores que detecten la calidad del aire. No hay medidores ni monitoreo. No hay datos concretos. Por eso, gracias a una subvención que recibí en Alemania, fue posible instalar 20 medidores de calidad de aire para estudiar qué tanto se relacionan los problemas respiratorios que afectan a los tucumanos por las quemas en los campos”.

Los medidores colocados en su provincia comenzaron a funcionar a finales de 2022 para proporcionar una plataforma de datos de acceso abierto sobre la calidad del aire local en tiempo real a partir de un nuevo enfoque de vigilancia de bajo costo. “Ya obtuvimos datos de dos años para saber cómo funciona la tecnología y qué alcance tiene en la población. Hemos contactado a varios profesionales de la salud para observar en hospitales y clínicas si hay mayores afectados en época de quemas”, indicó el especialista.

Por el proyecto el científico argentino ganó este año el premio EPIC otorgado por el Programa de Aire Limpio del Instituto de Política Energética de la Universidad de Chicago (EPIC), en Estados Unidos. La distinción consiste en una subvención para iniciativas encaminadas a aumentar la disponibilidad de datos abiertos sobre la calidad del aire en países que tienen una gran oportunidad de mejorar sustancialmente su contaminación a nivel nacional.

“Con la subvención otorgada replicaremos la experiencia de Tucumán en otras diez provincias del país. El objetivo a largo plazo es lograr una red federal de monitoreo, es decir, cubrir todo el territorio nacional, y de ese modo también ayudar a los esfuerzos internacionales dirigidos a monitorear la calidad de aire a nivel global. El proyecto que hoy estamos haciendo en Argentina está al mismo nivel de proyectos que se están haciendo en la Unión Europea y eso nos pone muy felices”, destacó Gibilisco, quien se propone instalar próximamente 10 sensores en 10 provincias del norte y centro del país.

La inteligencia artificial cumple un rol preponderante en este proyecto, según Gibilisco: “A través de la red de monitoreo de la calidad del aire combinamos tecnología tradicional y otras basadas en IA para que los sensores tengan capacidad de mejorar su desempeño a medida que van midiendo los contaminantes que detectan. Empleamos herramientas de machine learning para un aprendizaje asistido que les enseñe a los sensores a ser más precisos en sus mediciones”.

El experto en estudios atmosféricos precisó que la IA también se usa para analizar los millones de datos que generan los sensores. “Gracias a la AI también tenemos la posibilidad de generar mapas más precisos de la distribución de los contaminantes por territorio, sus fuentes y la dinámica atmosférica y climática que inciden en sus procesos. También permite correlacionar niveles y tipos de contaminación del aire con prevalencia de enfermedades de una población en un territorio determinado”, sostuvo.

Otro proyecto liderado por el investigador es el “Desarrollo de plataforma multinivel para Detección y Alerta de Incendios: DALI-Sense”. “El objetivo de este proyecto en desarrollo es utilizar la red de sensores de la calidad del aire de la iniciativa Breath2Change para detectar contaminantes en el aire asociados a incendios y combinando estos datos con información satelital y otras variables se podrían detectar de manera temprana focos de incendio que alerten a Defensa Civil para actuar rápidamente y de ese modo salvar vidas y prevenir pérdidas económicas”, señaló Gibilisco. Por este proyecto, fue galardonado en la séptima edición de la Distinción Franco-Argentina en Innovación 2023 en la categoría Junior.

“Que este proyecto sea apoyado por instituciones nacionales e internacionales es realmente inspirador. Destaca la importancia del aire limpio como un esfuerzo global sin fronteras. Este apoyo nos motiva a intensificar nuestros esfuerzos, fomentando la unidad para garantizar un aire limpio y respirable para todos”, concluyó el científico del CONICET.