Implementación de un fotómetro solar para la caracterización óptica de aerosoles atmosféricos

Abstract

Los aerosoles atmosféricos se pueden definir como un conjunto de partículas sólidas o liquidas suspendidas en la atmósfera, que se mantienen el tiempo suficiente como para permitir su observación y medida. Su estudio es de gran importancia para entender los cambios que se están dando en la climatología terrestre. El Sol irradia los aerosoles, los que a su vez dispersan esta radiación provocando un enfriamiento en la atmósfera. Su efecto es drástico desde los cambios a nivel del clima regional, en los modos y formas de vida, los cultivos, la calidad del agua, hasta los procesos generales y macroscópicos relacionados con el intercambio radiativo entre los sistemas Tierra – atmósfera, implicando alteraciones en la dinámica del llamado “cambio climático global”, particularmente en el preocupante ritmo del aumento de la temperatura de la Tierra. El efecto de los aerosoles es también importante en otros procesos no relacionados con el clima, como aquellos ligados a la contaminación de carácter local, regional y mundial. En numerosas ocasiones causan problemas relevantes en la calidad del aire y consecuentemente en la salud. Las consecuencias de este tipo de alteraciones incontrolables en los últimos tiempos, ha tenido manifestaciones catastróficas. Esta problemática ha sido asumida por las principales entidades del medio ambiente a nivel mundial, y actualmente se están definiendo políticas de monitoreo y control de polución, utilizando avances científico-tecnológicos más recientes y a su vez eficientes. Existen hoy numerosos programas de observación de los aerosoles en la atmósfera basados en instrumentos con principios físicos muy diferentes. Un método muy eficaz y relativamente difundido es la determinación del denominado espesor óptico de aerosoles (AOD) mediante fotómetros solares. La determinación de extinción óptica y de espesores ópticos de aerosoles mediante la técnica de fotometría solar se viene realizando con mayor o menor precisión desde hace varias décadas. En este documento se reporta el diseño y construcción de un fotómetro solar que se basa en la atenuación de la radiación solar por parte de los aerosoles atmosféricos, donde el parámetro fundamental que se analiza es el espesor óptico de aerosoles que se calcula a partir de las medidas de irradiancia directa del sol convertida a señal digital a través de un sistema electrónico, permitiendo su registro directo en una memoria de recolección de datos, los cuales son llevados a un programa para ser analizados. Además se reportan resultados del proceso de calibración del instrumento así como de algunos datos obtenidos con el fin de corroborar el funcionamiento del mismo.