El documento describe el seguimiento de la contaminación atmosférica en tres localidades mediante dosímetros pasivos entre 2001-2004 y 2008-2011. Presenta gráficos de las concentraciones de varios contaminantes en cada localidad y periodo, así como análisis estadísticos como alisado simple de las series de datos. El objetivo es analizar y comparar los niveles de contaminación en las localidades a lo largo del tiempo.

1. Impartida por: José Miguel Muñoz Díaz
5.1 Seguimiento de la contaminación
atmosférica mediante dosímetros
pasivos.

2. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Contaminación mediante dosímetros pasivos
1.- Exposición de datos.
a. Por localidad
b. Por contaminante
c. Tiempo de permanencia
2. Análisis de las series (I). Enfoque descriptivo
a. Alisado simple
b. Descomposición
c. Holt-Winters
3. Análisis de las series (II). Modelos
paramétricos.
a. Box – Jenkins. ARIMA.
4. Revisión del proceso.

3. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
RESUMEN:
Dos series de datos.
a. 13 de julio de 2001 – 19 de julio de
2004
b. 18 de marzo de 2008 – actualidad
En base de datos

4. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
J.B. LA CORTIJUELA
O3(Ozono) NH3(Amoniaco)
60 10
8
Concentración PPB
Concentración PPB
50
6
40
4
30
2
20
0
2002 2004 2006 2008 2010 2012 2002 2004 2006 2008 2010 2012
Tiempo Tiempo
NO2(Dioxido de Nitrógeno) SO2(Dióxido de Azufre)
2.0
2.0
Concentración PPB
Concentración PPB
1.5
1.5
1.0
1.0
0.5 0.5
0.0
2002 2004 2006 2008 2010 2012 2002 2004 2006 2008 2010 2012
Tiempo Tiempo

5. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
LA RAGUA
O3(Ozono) NH3(Amoniaco)
14
70 12
Concentración PPB
Concentración PPB
60 10
50 8
6
40
4
30
2
20 0
2002 2004 2006 2008 2010 2012 2002 2004 2006 2008 2010 2012
Tiempo Tiempo
NO2(Dioxido de Nitrógeno) SO2(Dióxido de Azufre)
2.0
1.0
Concentración PPB
0.8 1.5
PPB
0.6
1.0
0.4
0.5
0.2
0.0 0.0
2002 2004 2006 2008 2010 2012 2002 2004 2006 2008 2010 2012
Tiempo Tiempo

6. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
CAÑAR. “PUENTE PALO”.
O3(Ozono) NH3(Amoniaco)
60 14
12
Concentración PPB
50 10
8
PPB
40
6
30 4
2
20
0
2002 2004 2006 2008 2010 2012 2002 2004 2006 2008 2010 2012
Tiempo Tiempo
NO2(Dioxido de Nitrógeno) SO2(Dióxido de Azufre)
1.0 8
0.8
6
0.6
PPB
PPB
4
0.4
2
0.2
0.0 0
2002 2004 2006 2008 2010 2012 2002 2004 2006 2008 2010 2012
Tiempo Tiempo

7. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
NH3. 2001-2004
14
La Ragua
La Cortijuela
12 Puente Palo
10
8
PPB
6
4
2
0
2001.5 2002.0 2002.5 2003.0 2003.5 2004.0
Tiempo

8. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
SO2. 2001-2004
8 La Ragua
La Cortijuela
Puente Palo
6
PPB
4
2
0
2001.5 2002.0 2002.5 2003.0 2003.5 2004.0
Tiempo

9. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
O3. 2001-2004
La Ragua
70 La Cortijuela
Puente Palo
60
50
PPB
40
30
20
2001.5 2002.0 2002.5 2003.0 2003.5 2004.0
Tiempo

10. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
NO2. 2001-2004
2.0
La Ragua
La Cortijuela
Puente Palo
1.5
PPB
1.0
0.5
0.0
2001.5 2002.0 2002.5 2003.0 2003.5 2004.0
Tiempo

11. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
NH3. 2008-2011
14
La Ragua
La Cortijuela
12
Puente Palo
10
8
PPB
6
4
2
0
2009 2010 2011 2012
Tiempo

12. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
SO2. 2008-2011
La Ragua
La cortijuela
2.0
Puente Palo
1.5
PPB
1.0
0.5
0.0
2009 2010 2011 2012
Tiempo

13. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
O3. 2008-2011
60
La Ragua
La cortijuela
50 Puente Palo
40
PPB
30
20
10
2009 2010 2011 2012
Tiempo

14. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
NO2. 2008-2011
2.0
La Ragua
La cortijuela
Puente Palo
1.5
PPB
1.0
0.5
0.0
2009 2010 2011 2012
Tiempo

15. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Tiempos de permanencia
60
2001-2004
2008-2012
50
40
30
20
10
0
2002 2004 2006 2008 2010 2012
Time

16. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Tiempo de permanencia. Superposición de años.
50
2001 2008
50
2002 2009
2003 2010
40
2004 2011
40
30
30
20
20
10
10
0
0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8

17. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Contaminación mediante dosímetros pasivos
1.- Exposición de datos.
a. Por localidad
b. Por contaminante
c. Tiempo de permanencia
2. Análisis de las series (I). Enfoque descriptivo
a. Alisado simple
b. Descomposición
c. Holt-Winters
3. Análisis de las series (II). Modelos
paramétricos.
a. Box – Jenkins. ARIMA.
4. Revisión del proceso.

18. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
O3 2001-2004 NH3 2001-2004
Alisado simple (I).
10
Cortijuela
20 30 40 50 60
8
nh3.corti1
o3.corti1
6
4
2
0
0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60
Index Index
SO2 2001-2004 NO2 2001-2004
1.5
1.5
no2.corti1
so2.corti1
1.0
1.0
0.5
0.5
0.0
0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60
Index Index

19. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
O3 2008-2011 NH3 2008-2011
Alisado simple (II).
3.5
Cortijuela
40
2.5
nh3.corti2
o3.corti2
1.5
30
0.5
20
0 20 40 60 80 0 20 40 60 80
Index Index
SO2 2008-2011 NO2 2008-2012
2.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
1.5
no2.corti2
so2.corti2
1.0
0.5
0 20 40 60 80 0 20 40 60 80

20. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
O3 2001-2004 NH3 2001-2004
Alisado simple (I):
Puente palo
60
12
50
nh3.ppalo1
o3.ppalo1
0 2 4 6 8
40
30
0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60
Index Index
SO2 2001-2004 NO2 2001-2004
8
0.8
6
no2.ppalo1
so2.ppalo1
4
0.4
2
0.0
0
0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60
Index Index

21. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Alisado simple(II): O3 2008-2011 NH3 2008-2011
Puente Palo
3.0
20 25 30 35 40
2.0
nh3.ppalo2
o3.ppalo2
1.0
0.0
0 20 40 60 80 0 20 40 60 80
Index Index
SO2 2008-2011 NO2 2008-2011
0.8
0.8
no2.ppalo2
so2.ppalo2
0.4
0.4
0.0
0.0
0 20 40 60 80 0 20 40 60 80
Index Index

22. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Alisado simple (I): O3 2001-2004 NH3 2001-2004
La Ragua
10
20 30 40 50 60 70
8
nh3.ragua1
o3.ragua1
6
4
2
0
0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60
Index Index
SO2 2001-2004 NO2 2001-2004
2.0
0.8
1.5
0.6
no2.ragua1
so2.ragua1
1.0
0.4
0.5
0.2
0.0
0 10 20 30 40 50 60 0.0 0 10 20 30 40 50 60
Index Index

23. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
O3 2008-2011 NH3 2008-2011
Alisado simple (II):
La Ragua.
12
40
nh3.ragua2
o3.ragua2
0 2 4 6 8
30
20
0 20 40 60 80 0 20 40 60 80
Index Index
SO2 2008-2011 NO2 2008-2011
1.0
1.2
no2.ragua2
so2.ragua2
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0 20 40 60 80 0 20 40 60 80
Index Index

24. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
50 60
Descomposición estacional
data
40
(Loess)
30
20
O3. Ragua. 2001-2008
5 10
seasonal
0
-10
36 38 40 42 44 46
trend
10
remainder
5
0
-5
2001.5 2002.0 2002.5 2003.0 2003.5 2004.0
time

25. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
40
Descomposición estacional
data
(Loess)
30
20
O3. Cortijuela. 2004-2011
5
seasonal
0
-5
-10
34.0
trend
33.0
32.0
10
remainder
5
0
-5
-15
2009 2010 2011 2012
time

26. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
data
Descomposición estacional
(Loess)
0.4
seasonal
0.2
SO2. Cortijuela 2008-2011
0.0
-0.2
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
trend
1.0
remainder
0.5
-0.5 0.0
2009 2010 2011 2012
time

27. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
3.5
Descomposicion estacional
2.5
data
(Loess)
1.5
0.5
NH3. Cortijuela 2008-2011
0.5
seasonal
0.0
-0.5
-1.0
1.6
1.2
trend
0.8
0.4
0.0 0.5 1.0
remainder
-1.0
2009 2010 2011 2012
time

28. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
2.0
1.5
Descomposición estacional
data
1.0
(Loess)
0.5
NO2. Cortijuela . 2004-2008
0.3
seasonal
0.1
-0.1
-0.3
0.95
trend
0.85
0.5
remainder
0.0
-0.5
2009 2010 2011 2012
time

29. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Análisis de distribución de los datos.
Histogram of o3.corti1 Histogram of dife.o3.corti1
0.04
0.06
0.03
Density
Density
0.04
0.02
0.02
0.01
0.00
0.00
20 30 40 50 60
Diferenciando…. -10 0 10 20
o3.corti1
dife.o3.corti1
qq.test….. Ks test…….

30. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
fitted(o3.corti1.ts.hw)
Holt – Winters. Yt= St+Ts+et
60
50
xhat
Holt-Winters filtering
40
30
60
34 36 38 40 42
level
50
Observed / Fitted
0.5
40
trend
0.0
-0.5
30
5 10
season
0
20
-10
2002.5 2003.0 2003.5 2004.0
2002.5 2003.0 2003.5 2004.0 Time
Time

31. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Ozono 2001-2004 ajuste 2008 - 2011
60
40
20
0
-20
2002 2004 2006 2008 2010 2012

32. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
NO2 2001-2004 ajuste 2008 - 2011
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
2002 2004 2006 2008 2010 2012

33. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Ozono 2001-2004 ajuste 2008 - 2011
200
100
0
-100
2002 2004 2006 2008 2010 2012

34. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
NO2 2001-2004 ajuste 2008 - 2011
5
4
3
2
1
0
-1
2002 2004 2006 2008 2010 2012

35. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Proyección hacia adelante. Cortijuela
O3 NO2
2.0
50
1.5
40
1.0
30
0.5
20
0.0
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2008 2009 2010 2011 2012 2013
SO2 NH3
2.0
3
2
1.0
1
0
0.0
-1
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2008 2009 2010 2011 2012 2013

36. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Puente Palo
O3 NO2
1.0
100
0.5
60
20
0.0
-20
-0.5
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2008 2009 2010 2011 2012 2013
SO2 NH3
3
6
4
2
2
1
-2 0
0
-1
-6
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2008 2009 2010 2011 2012 2013

37. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Contaminación mediante dosímetros pasivos
1.- Exposición de datos.
a. Por localidad
b. Por contaminante
c. Tiempo de permanencia
2. Análisis de las series (I). Enfoque descriptivo
a. Alisado simple
b. Descomposición
c. Holt-Winters
3. Análisis de las series (II). Modelos paramétricos.
a. Box – Jenkins. ARIMA.
4. Revisión del proceso.

38. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Autocorrelación
Estacional
Estacionario
No estacional
Estacionario

39. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
MODELOS ARIMA . (Box & Jenkins 1970)
Parsimonia. Identificación del modelo
Estimación de los parámetros
NO
Diagnosis y evaluación
¿Es el modelo adecuado? Predicción
SI

40. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Serie ARIMA Serie ARIMA
NH3_Cortijuela_2001-2004 (0,0,4)(0,1,0) NH3_Cortijuela_2001-2004 (2,0,0)
NH3_Puente Palo_2001-2004 (2,0,3) NH3_Puente Palo_2008-2011 (5,0,1)(1,0,1)
NH3_Ragua_2008-2011 (0,0,2) NH3_Ragua_2008-2011 (3,0,2)(1,0,0)
SO2_Cortijuela_2001-2004 (3,1,1) SO2_Cortijuela_2008-2011 (2,1,1)
SO2_Puente Palo_2001-2004 (0,0,0) SO2_Puente Palo_2008-2011 (0,0,2)(0,1,1)
SO2_Ragua_2001-2004 (4,1,0) SO2_Ragua_2008-2011 (0,0,0)(0,1,1)

41. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Serie ARIMA Serie ARIMA
O3_Cortijuela_2001-2004 (1,0,0)(0,1,0) O3_Ragua_2001-2004 (1,0,1)(1,0,0)
O3_Puente Palo_2001-2004 (0,1,0) O3_Puente Palo_2008-2011 (0,0,2)(1,1,1)
O3_Ragua_2008-2011 (2,0,0) O3_Ragua_2008-2011 (0,0,0)(1,1,0)
NO2_Cortijuela_2001-2004 (0,0,0) NO2_Cortijuela_2008-2011 (1,0,0)(1,0,0)
NO2_Puente Palo_2001-2004 (1,0,1)(0,1,0) NO2_Puente Palo_2008-2011 (1,0,2)(1,0,0)
NO2_Ragua_2001-2004 (0,0,0)(0,1,0) NO2_Ragua_2008-2011 (1,0,0)(1,0,0)

42. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
ARIMA(2,0,2)(1,0,1)[24] with non-zero mean : 171.9233
ARIMA(0,0,0) with non-zero mean : 214.8507
NH3 ARIMA(1,0,0)(1,0,0)[24] with non-zero mean : 170.8337
Cortijuela ARIMA(0,0,1)(0,0,1)[24] with non-zero mean : 178.026
ARIMA(1,0,0) with non-zero mean : 167.1194
ARIMA(1,0,0)(0,0,1)[24] with non-zero mean : 167.0748
2008 2011 ARIMA(0,0,0)(0,0,1)[24] with non-zero mean : 197.5263
ARIMA(2,0,0)(0,0,1)[24] with non-zero mean : 166.3689
ARIMA(2,0,1)(0,0,1)[24] with non-zero mean : 167.4091
ARIMA(3,0,1)(0,0,1)[24] with non-zero mean : 169.8846
ARIMA(2,0,0)(0,0,1)[24] with zero mean : 172.5199
ARIMA(2,0,0)(1,0,1)[24] with non-zero mean : 170.78
ARIMA(2,0,0) with non-zero mean : 165.964
ARIMA(3,0,0) with non-zero mean : 167.5169
ARIMA(2,0,1) with non-zero mean : 167.3839
ARIMA(3,0,1) with non-zero mean : 169.8088
ARIMA(2,0,0) with zero mean : 171.2873
ARIMA(2,0,0)(1,0,0)[24] with non-zero mean : 169.9814
Best model: ARIMA(2,0,0) with non-zero mean
¿?

43. 5.1 Seguimiento de la contaminación atmosférica mediante dosímetros pasivos.
Revisión del proceso
Es necesario redefinir las series, sobre todo, la frecuencia.
Es necesario ajustar los valores faltantes con el uso iterativo de los
modelos.
Es necesario eliminar (sustituir ) los valores anómalos detectados.
Re-Ajuste de los modelos.
Validación de los modelos al incorporar los datos de 2012.

44. Colaboran: