Calidad del Aire en Guatemala: Fórmulas y Ejemplos | ORBITECH

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Índice de Calidad del Aire (AQI)

Fórmulas para calcular el AQI según los contaminantes monitoreados en Guatemala (PM2.5, PM10, O₃, CO, SO₂, NO₂) usando los umbrales del IGN.

Fórmula general del Índice de Calidad del Aire (AQI) law

A Q I = \frac{I_{a l t o} - I_{b a j o}}{C_{a l t o} - C_{b a j o}} \times (C - C_{b a j o}) + I_{b a j o}

Symbole	Signification	Unité
`AQI`	Índice de Calidad del Aire Valor entre 0 y 500. Categorías: 0-50 (Bueno), 51-100 (Moderado), 101-150 (No saludable para grupos sensibles), 151-200 (No saludable), 201-300 (Muy no saludable), 301-500 (Peligroso)
`C`	concentración medida del contaminante Depende del contaminante: PM2.5, PM10, O₃, etc.	$μ g / m^{3}$
$C_{a l t o}$	límite superior del rango de concentración Valor de concentración para la categoría AQI alta	$μ g / m^{3}$
$C_{b a j o}$	límite inferior del rango de concentración Valor de concentración para la categoría AQI baja	$μ g / m^{3}$
$I_{a l t o}$	índice AQI para $C_{a l t o}$ Ejemplo: 100 para la categoría 'Moderado'
$I_{b a j o}$	índice AQI para $C_{b a j o}$ Ejemplo: 51 para la categoría 'Moderado'

Exemple : Calcular el AQI para PM2.5 con C=35 $μ$ g/ $m^{3}$ en la Ciudad de Guatemala: AQI ≈ 99 (categoría Moderado)

Cálculo del AQI para PM2.5 law

A Q I_{P M 2.5} = \frac{100 - 51}{35.4 - 12.1} \times (C - 12.1) + 51

Symbole	Signification	Unité
$A Q I_{P M 2.5}$	Índice de Calidad del Aire para PM2.5 Usa los umbrales del IGN: 0-12.0 (Bueno), 12.1-35.4 (Moderado), 35.5-55.4 (No saludable para grupos sensibles)
`C`	concentración de PM2.5 Valor medido en la estación de monitoreo	$μ g / m^{3}$

Exemple : Si C=25 $μ$ g/ $m^{3}$ en Antigua, AQ $I_{P M 2.5}$ = 78 (categoría Moderado)

Cálculo del AQI para PM10 law

A Q I_{P M 10} = \frac{100 - 51}{154 - 54} \times (C - 54) + 51

Symbole	Signification	Unité
$A Q I_{P M 10}$	Índice de Calidad del Aire para PM10 Usa los umbrales del IGN: 0-54 (Bueno), 55-154 (Moderado), 155-254 (No saludable para grupos sensibles)
`C`	concentración de PM10 Valor medido en la estación de monitoreo	$μ g / m^{3}$

Exemple : Si C=120 $μ$ g/ $m^{3}$ en Quetzaltenango, AQ $I_{P M 10}$ = 145 (categoría No saludable para grupos sensibles)

Cálculo del AQI para O₃ (ozono troposférico) law

A Q I_{O_{3}} = \frac{100 - 51}{0.075 - 0.054} \times (C - 0.054) + 51

Symbole	Signification	Unité
$A Q I_{O_{3}}$	Índice de Calidad del Aire para O₃ Usa los umbrales del IGN: 0-0.054 ppm (Bueno), 0.055-0.075 ppm (Moderado), 0.076-0.095 ppm (No saludable para grupos sensibles)
`C`	concentración de O₃ Valor medido en la estación de monitoreo	ppm

Exemple : Si C=0.065 ppm en el Valle de Sula, AQ $I_{O_{3}}$ = 82 (categoría Moderado)

Cálculo del AQI para CO (monóxido de carbono) law

A Q I_{C O} = \frac{100 - 51}{9 - 4.5} \times (C - 4.5) + 51

Symbole	Signification	Unité
$A Q I_{C O}$	Índice de Calidad del Aire para CO Usa los umbrales del IGN: 0-4.5 ppm (Bueno), 4.6-9 ppm (Moderado), 9.1-12 ppm (No saludable para grupos sensibles)
`C`	concentración de CO Valor medido en la estación de monitoreo	ppm

Exemple : Si C=7 ppm en la Ciudad de Guatemala, AQ $I_{C O}$ = 76 (categoría Moderado)

Conversión de unidades de contaminantes

Fórmulas para convertir concentraciones de contaminantes entre ppm y mg/m³ usando condiciones estándar de temperatura y presión.

Conversión de CO: ppm a mg/m³ law

C_{{mg/m}^{3}} = C_{ppm} \times 1.145

Formes alternatives

$C_{ppm} = \frac{C_{{mg/m}^{3}}}{1.145}$ — Usar cuando se tiene la concentración en mg/m³ y se necesita en ppm

Symbole	Signification	Unité
$C_{ppm}$	concentración de CO en ppm Medida directa en partes por millón	ppm
$C_{{mg/m}^{3}}$	concentración de CO en mg/m³ A 25 °C y 1 atm de presión	$m g / m^{3}$

Dimensions : $[M] {[L]}^{- 3}$

Exemple : Si C_{ $ppm$ } = 5 ppm, entonces C_{ $mg/m$ ^{3}} = 5 $\times$ 1.145 = 5.725 mg/m³

Conversión de SO₂: ppm a mg/m³ law

C_{{mg/m}^{3}} = C_{ppm} \times 2.62

Formes alternatives

$C_{ppm} = \frac{C_{{mg/m}^{3}}}{2.62}$ — Conversión inversa

Symbole	Signification	Unité
$C_{ppm}$	concentración de SO₂ en ppm Medida directa en partes por millón	ppm
$C_{{mg/m}^{3}}$	concentración de SO₂ en mg/m³ A 25 °C y 1 atm de presión	$m g / m^{3}$

Dimensions : $[M] {[L]}^{- 3}$

Exemple : Si C_{ $ppm$ } = 0.1 ppm en Escuintla, entonces C_{ $mg/m$ ^{3}} = 0.1 $\times$ 2.62 = 0.262 mg/m³

Conversión de NO₂: ppm a mg/m³ law

C_{{mg/m}^{3}} = C_{ppm} \times 1.88

Symbole	Signification	Unité
$C_{ppm}$	concentración de NO₂ en ppm Medida directa en partes por millón	ppm
$C_{{mg/m}^{3}}$	concentración de NO₂ en mg/m³ A 25 °C y 1 atm de presión	$m g / m^{3}$

Dimensions : $[M] {[L]}^{- 3}$

Exemple : Si C_{ $ppm$ } = 0.05 ppm en la Ciudad de Guatemala, entonces C_{ $mg/m$ ^{3}} = 0.05 $\times$ 1.88 = 0.094 mg/m³

Conversión de O₃: ppm a mg/m³ law

C_{{mg/m}^{3}} = C_{ppm} \times 1.96

Symbole	Signification	Unité
$C_{ppm}$	concentración de O₃ en ppm Medida directa en partes por millón	ppm
$C_{{mg/m}^{3}}$	concentración de O₃ en mg/m³ A 25 °C y 1 atm de presión	$m g / m^{3}$

Dimensions : $[M] {[L]}^{- 3}$

Exemple : Si C_{ $ppm$ } = 0.07 ppm en el Valle de Sula, entonces C_{ $mg/m$ ^{3}} = 0.07 $\times$ 1.96 = 0.1372 mg/m³

Concentración promedio y exposición

Fórmulas para calcular promedios ponderados de concentraciones y dosis de exposición a contaminantes en el tiempo.

Concentración promedio ponderada en el tiempo law

C_{p r o m e d i o} = \frac{\sum_{i = 1}^{n} (C_{i} \times t_{i})}{\sum_{i = 1}^{n} t_{i}}

Symbole	Signification	Unité
$C_{p r o m e d i o}$	concentración promedio Depende del contaminante medido	$μ g / m^{3} o p p m$
$C_{i}$	concentración en el intervalo i Valor de concentración en el intervalo de tiempo i	$μ g / m^{3} o p p m$
$t_{i}$	duración del intervalo i Tiempo durante el cual se midió $C_{i}$	horas
`n`	número de intervalos Total de mediciones en el período

Dimensions : $[M] {[L]}^{- 3}$

Exemple : Si en 8 horas C₁=30 $μ$ g/m³ y en 16 horas C₂=15 $μ$ g/m³, entonces $C_{p r o m e d i o}$ = (30×8 + 15×16)/24 = 20 $μ$ g/m³

Dosis de exposición diaria definition

D = C_{p r o m e d i o} \times T

Symbole	Signification	Unité
`D`	dosis de exposición diaria Indica la cantidad total de contaminante inhalado en un día	$μ g / m^{3} · h o p p m · h$
$C_{p r o m e d i o}$	concentración promedio diaria Calculada con la fórmula anterior	$μ g / m^{3} o p p m$
`T`	tiempo de exposición Generalmente 24 horas para exposición diaria	horas

Dimensions : $[M] {[L]}^{- 3} [T]$

Exemple : Si $C_{p r o m e d i o}$ =25 $μ$ g/m³ y T=24 h, entonces D = 25 × 24 = 600 $μ$ g/m³·h

Tiempo de exposición para alcanzar un umbral law

T = \frac{U}{C}

Symbole	Signification	Unité
`T`	tiempo máximo de exposición Tiempo antes de superar el umbral de riesgo	horas
`U`	umbral de concentración Valor límite según la norma (ej. 200 $μ$ g/m³ para PM10 en 24 h)	$μ g / m^{3} o p p m$
`C`	concentración actual Concentración medida en el ambiente	$μ g / m^{3} o p p m$

Dimensions : $[T]$

Exemple : Si C=250 $μ$ g/m³ de PM10 y U=200 $μ$ g/m³, entonces T = 200/250 = 0.8 h (48 minutos) antes de superar el umbral

Impacto en la salud y umbrales

Fórmulas y umbrales para evaluar el riesgo en la salud según los valores del AQI y la exposición a contaminantes.

Riesgo relativo por exposición a PM2.5 approximation

R R = 1 + 0.0062 \times (C - 10)

Symbole	Signification	Unité
`RR`	riesgo relativo RR=1 significa riesgo base. RR>1 indica aumento del riesgo
`C`	concentración de PM2.5 Valor medido en el ambiente	$μ g / m^{3}$

Exemple : Si C=35 $μ$ g/m³, RR = 1 + 0.0062×(35-10) = 1.155 (15.5% más de riesgo que el nivel base)

Umbral de alerta para PM2.5 (24 horas) definition

U_{a l e r t a} = 150 μ g / m^{3}

Symbole	Signification	Unité
$U_{a l e r t a}$	umbral de alerta para PM2.5 Nivel a partir del cual se recomienda evitar actividades al aire libre	$μ g / m^{3}$

Dimensions : $[M] {[L]}^{- 3}$

Exemple : Si C=160 $μ$ g/m³ en la Ciudad de Guatemala, se activa la alerta por PM2.5

Índice de Riesgo para Grupos Sensibles (IRGS) definition

I R G S = \frac{A Q I}{100}

Symbole	Signification	Unité
`IRGS`	Índice de Riesgo para Grupos Sensibles IRGS>1 indica mayor riesgo para niños, adultos mayores y personas con enfermedades respiratorias
`AQI`	Índice de Calidad del Aire Valor calculado con las fórmulas anteriores

Exemple : Si AQI=120, IRGS=1.2 (riesgo moderado para grupos sensibles)

Estándares guatemaltecos y comparación

Límites permisibles de contaminantes según el Reglamento de Calidad del Aire del IGN y ejemplos de comparación con mediciones reales.

Límite permisible diario para PM2.5 definition

L_{P M 2.5} = 65 μ g / m^{3}

Symbole	Signification	Unité
$L_{P M 2.5}$	límite permisible diario para PM2.5 Valor máximo permitido en 24 horas según el IGN	$μ g / m^{3}$

Dimensions : $[M] {[L]}^{- 3}$

Exemple : Si C=70 $μ$ g/m³ > $L_{P M 2.5}$ =65, se supera el límite diario

Límite permisible anual para PM10 definition

L_{P M 10} = 50 μ g / m^{3}

Symbole	Signification	Unité
$L_{P M 10}$	límite permisible anual para PM10 Valor promedio anual máximo permitido según el IGN	$μ g / m^{3}$

Dimensions : $[M] {[L]}^{- 3}$

Exemple : Si el promedio anual en Quetzaltenango es 55 $μ$ g/m³ > $L_{P M 10}$ =50, se supera el límite anual

Comparación de AQI con estándares internacionales law

D i f e r e n c i a_A Q I = A Q I_{l o c a l} - A Q I_{e s t \overset{´}{a} n d a r}

Symbole	Signification	Unité
$D i f e r e n c i a_A Q I$	diferencia entre AQI local y estándar Valor positivo indica peor calidad del aire que el estándar
$A Q I_{l o c a l}$	AQI medido en Guatemala Calculado con las fórmulas de la categoría 1
$A Q I_{e s t \overset{´}{a} n d a r}$	AQI de referencia (ej. OMS) Ejemplo: 10 para PM2.5 según la OMS

Exemple : Si AQ $I_{l o c a l}$ =99 y AQ $I_{e s t \overset{´}{a} n d a r}$ =10, entonces Diferencia\_AQI=89 (peor calidad que el estándar OMS)

Índice de Calidad del Aire (AQI)

Conversión de unidades de contaminantes

Concentración promedio y exposición

Impacto en la salud y umbrales

Estándares guatemaltecos y comparación

Fuentes