Durante la zafra, una hacienda cañera del litoral quema el rastrojo antes de cosechar y una nube de ceniza fina cruza la vía hacia el poblado más cercano. En el mismo corredor industrial de Guayaquil, un generador diésel de respaldo arranca cada tarde a la hora pico y una planta cercana opera una caldera de bagazo las 24 horas. Ninguno de esos tres eventos aparece en un boletín meteorológico ni en un sensor de CO2 de interiores como los que ya cubrimos en calidad de aire en aulas y oficinas; son fenómenos de aire exterior, con fuentes puntuales, picos que duran minutos u horas, y un conjunto de contaminantes distinto: material particulado (PM2.5, PM10) y gases de combustión (SO2, NO2, O3, CO). Esta guía explica qué mide cada uno, qué límites aplican en Ecuador frente a los de la OMS, y cómo construir una red de monitoreo ambiental exterior que sí capture esos picos en el momento en que ocurren.
PM2.5 y PM10: el diámetro es lo que determina el daño
PM10 y PM2.5 no son sustancias químicas específicas, sino clasificaciones por tamaño: material particulado con diámetro aerodinámico menor a 10 micrómetros (PM10) y menor a 2,5 micrómetros (PM2.5), una fracción que cabría más de veinte veces dentro del grosor de un cabello humano. Ese tamaño es la variable que importa clínicamente porque determina hasta dónde llega la partícula en el sistema respiratorio: el PM10 queda mayormente retenido en nariz, faringe y bronquios gruesos, mientras que el PM2.5 —por ser lo bastante pequeño— atraviesa los bronquiolos, llega hasta los alvéolos pulmonares y una fracción incluso cruza hacia el torrente sanguíneo. Es la razón por la que las normas y guías internacionales tratan al PM2.5 como el indicador de mayor riesgo sanitario del aire exterior, más que al PM10 o incluso que muchos gases individuales.
Las fuentes también difieren: el PM10 suele venir de procesos mecánicos —polvo de vías sin pavimentar, resuspensión de tierra por viento o tráfico, obras de construcción, ceniza de quemas—, mientras que el PM2.5 es en su mayoría producto de combustión: motores diésel, quema de biomasa (bagazo, rastrojo de caña, leña), procesos industriales con chimenea y, en menor medida, aerosoles secundarios que se forman en la atmósfera a partir de gases como el SO2 y el NO2.
Qué límites aplican: TULSMA frente a la guía OMS 2021
En Ecuador, el Anexo 4 del Libro VI del TULSMA (Norma de Calidad del Aire Ambiente) fija los límites permisibles: para PM10, la media aritmética anual no debe superar 50 µg/m³ y la concentración máxima en 24 horas no debe exceder 150 µg/m³ más de una vez al año; para PM2.5, el límite anual es 15 µg/m³ y el de 24 horas, 65 µg/m³. Para los gases de combustión, la misma norma establece: SO2, media anual 80 µg/m³ y máximo de 24 horas 350 µg/m³; NO2 (como óxidos de nitrógeno), media anual 100 µg/m³ y máximo de 24 horas 150 µg/m³; ozono (oxidantes fotoquímicos), máximo de una hora 160 µg/m³; y monóxido de carbono, máximo de 8 horas 10.000 µg/m³ (10 mg/m³) y máximo de una hora 40.000 µg/m³ (40 mg/m³).
Vale la pena compararlos con las Guías Mundiales de Calidad del Aire de la OMS de 2021, que endurecieron significativamente los valores de referencia frente a la versión de 2005: el nivel guía anual de PM2.5 bajó a apenas 5 µg/m³ (24 horas: 15 µg/m³) y el de PM10 a 15 µg/m³ anual (24 horas: 45 µg/m³). El dato que mejor ilustra la brecha: el límite anual de PM10 en la guía OMS de 2021 (15 µg/m³) es exactamente el límite anual de PM2.5 en la norma ecuatoriana vigente. Esto no significa que el TULSMA esté “mal” —cumplir la norma local sigue siendo la referencia legal obligatoria—, pero sí que una lectura “dentro de norma ecuatoriana” puede estar muy por encima del nivel que la evidencia científica más reciente asocia con menor riesgo sanitario, algo relevante para empresas con políticas ambientales propias o certificaciones internacionales.
Cómo funciona (y dónde falla) un sensor óptico de bajo costo
Los sensores de PM2.5/PM10 asequibles que hacen viable una red densa —modelos como el Plantower PMS5003 o el Sensirion SPS30— trabajan por dispersión de luz: un ventilador miniatura arrastra una muestra de aire hacia una cámara óptica, un láser o LED ilumina el flujo, y un fotodetector mide la luz que las partículas dispersan al cruzar el haz. La intensidad y el patrón de esa dispersión se convierten, mediante un algoritmo interno, en conteo de partículas por tamaño y luego en una estimación de masa (µg/m³).
Esa conversión de conteo óptico a masa es también su principal limitación: el algoritmo asume una densidad y un índice de refracción típicos para la partícula, así que ante aerosoles muy distintos a los de calibración —humo de quema de biomasa, sal marina en zona costera, neblina— el error de estimación de masa puede ser considerable, y estudios de campo han documentado sobreestimaciones marcadas en condiciones de humedad relativa alta, porque las partículas higroscópicas absorben agua, crecen de tamaño y el sensor las cuenta como si fueran más masivas de lo real. Es el mismo problema de interferencia por humedad que ya vimos en la lectura combinada de CO2, temperatura y humedad en interiores, aplicado ahora a partículas en vez de a un gas. La forma correcta de operar una red de sensores de bajo costo no es tratarlos como equivalentes a un analizador de referencia, sino corregir por humedad y —cuando el proyecto lo justifica— co-ubicar periódicamente un nodo junto a una estación de referencia para ajustar el factor de calibración local.
De la estación de referencia fija a la red distribuida
Una estación de monitoreo de referencia (gravimétrica o por atenuación beta) cuesta entre decenas y más de cien mil dólares, requiere mantenimiento especializado y por eso las redes gubernamentales —como la REMMAQ en Quito, que mide PM2.5, PM10, NO2, SO2, CO y O3 en estaciones fijas— cubren pocos puntos por ciudad. Eso funciona para reportar un índice de calidad del aire promedio de la urbe, pero es ciego a la variabilidad local: un corredor industrial, la salida de una chimenea, la vía junto a una hacienda que quema rastrojo o el perímetro de una planta con caldera de biomasa pueden tener concentraciones varias veces más altas que la estación de referencia más cercana, a pocos cientos de metros de distancia, y esa estación nunca lo va a capturar.
Una red de sensores ópticos de bajo costo sobre LoRaWAN invierte esa lógica: en vez de un punto muy preciso, se despliegan varios puntos con precisión razonable —suficiente para detectar tendencias, picos y umbrales, que es lo que importa operativamente— alrededor de las fuentes que sí importan al proyecto: linderos de planta, cercanías de vías de acceso, zonas pobladas próximas a actividad agrícola con quema. El alcance típico de un gateway LoRaWAN en campo abierto —varios kilómetros según topografía— permite cubrir un perímetro industrial completo o el entorno de varias haciendas con un solo concentrador, algo impensable con WiFi o con el cableado que exigiría una red de sensores tradicional.
Diseñar la red: dónde ubicar los nodos y qué automatizar
Tres criterios prácticos para desplegar nodos exteriores de PM2.5/PM10/gases:
- En el perímetro, no solo en el centro. Ubique nodos en los linderos de la operación (industria, hacienda) hacia donde sopla el viento predominante y hacia la comunidad o zona sensible más próxima, no únicamente en el punto de emisión. Es el dato que responde la pregunta que de verdad importa: ¿qué concentración llega a donde hay gente?
- Alimentación autónoma en campo. Los puntos de interés rara vez tienen toma eléctrica cercana; un nodo tipo Sensor HUB, con carcaza sellada IP y alimentación solar, resuelve la instalación en un poste o cerca perimetral sin obra civil.
- Alertas por umbral, no solo históricos. Configurar en el dashboard una alerta cuando el PM2.5 promedio de 24 horas se acerque al límite del TULSMA (65 µg/m³) o cuando un pico de una hora sea anómalo frente al patrón habitual del sitio permite actuar —pausar una quema, ajustar un proceso, avisar a la comunidad— antes de que se acumule una infracción o un problema de salud pública, en vez de descubrirlo semanas después en un reporte. En Yubox Cloud esas alertas se configuran por variable y por umbral, igual que en los paneles de calidad de aire interior o los de alertas climáticas de campo.
Conclusión
El aire exterior no se mide igual que el interior: las fuentes son puntuales (tráfico, quemas, chimeneas), los picos duran minutos, y las variables clave —PM2.5, PM10 y los gases de combustión SO2, NO2, O3 y CO— tienen límites legales propios en el TULSMA, más laxos que las guías más recientes de la OMS. Una red de sensores ópticos de bajo costo sobre LoRaWAN, bien calibrada y bien ubicada en los linderos que importan, cubre el vacío que las pocas estaciones de referencia de una ciudad no pueden cubrir: la variabilidad local, cerca de la fuente y cerca de la gente.
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