Campus News
Nuevos sensores de calidad del aire facilitan la toma de decisiones comunitarias en la región del Valle del Pájaro
Los sensores recién implementados llenarán vacíos importantes en la red de monitoreo de la calidad del aire del área.
El profesor asistente de Matemáticas Aplicadas Javier González-Rocha con el estudiante de UC Santa Cruz Andy Wu y los estudiantes de secundaria Sina Ghelichkhani y Gerardo Rosas-González.
Fotos de Carolyn Lagattuta.
Press Contact
Conclusiones clave:
- Se instalaron sensores de calidad del aire en el Valle del Pájaro y el norte del condado de Monterey para llenar vacios importantes en la red de monitoreo de la calidad del aire.
- En una zona donde viven muchas personas que trabajan al aire libre en empleos agrícolas, la iniciativa tiene como objetivo empoderar la toma de decisiones comunitaria para aquellos más afectados por contaminantes como el humo de los incendios forestales.
- El proyecto busca que las comunidades más afectadas por el humo de incendios forestales y otros contaminantes tengan acceso fácil a datos útiles para proteger la salud.
En el Valle del Pájaro se han instalado nuevos sensores de calidad del aire, incluyendo algunos cerca de escuelas locales. Estos sensores tienen luces de colores (verde, amarillo y rojo) que muestran si el aire está limpio o contaminado. De esta forma, estudiantes, maestros, familias y organizaciones comunitarias pueden tomar decisiones rápidas para proteger su salud, especialmente durante incendios forestales o en días con alta contaminación.
Estos nuevos sensores forman parte de un proyecto para mejorar el monitoreo de la calidad del aire en el Valle del Pájaro. La iniciativa es liderada por Javier González-Rocha, profesor de Matemáticas Aplicadas en la Universidad de California, Santa Cruz, en colaboración con Regeneración, una organización de justicia climática con sede en Watsonville.
Esta iniciativa busca apoyar a las comunidades del Valle del Pájaro, incluyendo muchas zonas agrícolas, para que puedan tomar decisiones informadas sobre su salud frente a la contaminación del aire y el humo de los incendios forestales. En esta región, donde muchas personas trabajan al aire libre, los datos han mostrado que después de incendios como el del Complejo Relámpago CZU (CZU Lightening Complex) en 2020, la calidad del aire fue peligrosa durante varios días, con niveles casi diez veces más altos que el límite federal.
El proyecto recibió un apoyo económico de $100,000 del Centro para la Resiliencia Climática Costera de UC Santa Cruz. González-Rocha espera que esta iniciativa ayude a ampliar el monitoreo y el análisis de la calidad del aire, tanto en el Valle del Pájaro como en otras partes del estado. Además de instalar nuevos sensores, el equipo está usando drones para estudiar el aire desde diferentes alturas, lo cual ayudará a llenar vacíos en la red de monitoreo en esta y otras regiones.
“Estamos comprometidos con la comunidad y nos entusiasma desarrollar estas colaboraciones que pueden tener un impacto directo en la región”, dijo González-Rocha, quien también participa en un programa de justicia climática liderado por el Centro para la Reimaginación del Liderazgo de UC Santa Cruz.
Cerrando la brecha de información
González-Rocha comenzó a usar drones para estudiar la calidad del aire y el impacto del humo de incendios forestales en comunidades agrícolas de California expuestas a la contaminación, especialmente en el Valle Central, durante su beca postdoctoral en UC Riverside. Al integrarse como profesor en la Escuela de Ingeniería Baskin de UC Santa Cruz en 2023, decidió enfocar su trabajo en Watsonville —la comunidad donde creció— y en la región del Valle del Pájaro.
Al analizar datos del sistema CalEnviroScreen 4.0, una herramienta oficial de mapeo del estado de California creada para identificar comunidades que enfrentan múltiples fuentes de contaminación, González‑Rocha descubrió que varias zonas del condado de Santa Cruz cargan con una doble carga: peor calidad del aire y muy pocos sensores para medirla. Esta falta de información deja a muchas personas sin herramientas esenciales para cuidar su salud en tiempo real.
“Cuando analicé la zona sur del condado de Santa Cruz, CalEnviroScreen mostraba que era una de las áreas más contaminadas y con mayores desigualdades”, explicó González-Rocha.
Muchas personas en esta región pasan gran parte del día al aire libre como trabajadores del campo, lo que las expone a contaminantes como pesticidas y el humo de incendios forestales cada vez más frecuentes. En enero de 2025, un incendio en una planta de baterías en Moss Landing, en el condado de Monterey, provocó una gran nube de humo y reavivó la preocupación por la contaminación del aire y la falta de información en la región.
Ante esta renovada atención, González-Rocha y su equipo decidieron ampliar la red de monitoreo instalando más sensores en toda la comunidad. Hasta ahora, han colocado alrededor de 25 dispositivos nuevos cerca de escuelas y otros lugares estratégicos. Pero más allá de la tecnología, también buscan la mejor manera de hacer llegar la información a quienes más la necesitan. Aunque muchas plataformas muestran estos datos en línea, no todas las personas tienen acceso confiable a internet ni dominan el inglés, lo que limita su utilidad. Por eso, el equipo explora alternativas accesibles y culturalmente relevantes para compartir la información de forma clara y útil.
“¿Cómo desarrollamos estos sistemas y cómo los centramos en la comunidad, guiando su diseño según lo que la comunidad entiende?”, preguntó González-Rocha. “Necesitamos conocer sus necesidades para que puedan comprender y usar la información.”
Por ello, una parte crucial del proyecto ha sido conversar con miembros de la comunidad, en colaboración con Regeneración, para identificar necesidades específicas de comunicación, como paneles informativos en varios idiomas y métodos para distribuir la información mediante conversaciones entre vecinos.
“Es fundamental explicar la calidad del aire y sus datos de forma que la información sea relevante para la gente, pero también considerando que muchas personas no pueden simplemente desplazarse”, señaló Eloy Ortiz, gerente de Proyectos Especiales de Regeneración. “Intentamos no infundir miedo ni generar problemas que no puedan resolverse, así que este apoyo económico nos permitirá pensar en maneras de presentar la información de forma realmente sensible para la comunidad. Queremos crear recursos culturalmente relevantes, accesibles y que las personas de la comunidad utilicen para defender sus intereses”.
El equipo está instalando sensores PurpleAir, que transmiten datos de la calidad del aire en tiempo real. Una de sus características más útiles es el conjunto de luces LED a color, que permite interpretar fácilmente las condiciones actuales del aire sin importar el idioma.
Para superar una de las principales limitaciones de estos sensores —la necesidad de una conexión wifi estable—, González-Rocha colabora con la profesora de Ingeniería en Computación Katia Obraczka. Juntos, exploran cómo optimizar sensores de bajo costo y mediciones realizadas con drones mediante redes de Internet de las Cosas, conocidas por sus siglas en inglés IoT, que funcionan sin conexión a la red eléctrica, desarrolladas en su laboratorio.
“Al reflexionar sobre las preguntas técnicas de investigación, reconozco que son una parte secundaria de este trabajo. La primera parte consiste en escuchar a la comunidad y desarrollar sistemas diseñados por la comunidad, para la comunidad”, afirmó González-Rocha.
Sensores de aire cerca de las escuelas
Sabiendo que los jóvenes se encuentran entre los grupos más afectados por la contaminación del aire, las escuelas fueron el lugar lógico para instalar sensores. Se han colocado dispositivos cerca de las escuelas en el Distrito Escolar Unificado del Condado Norte de Monterey y en el del Valle del Pájaro; en el caso del primero, como una extensión de la red de sensores instalada previamente en el Valle del Pájaro y en colaboración con el Centro de Abogacía para la Comunidad (Center for Community Advocacy). Esta iniciativa forma parte de un esfuerzo más amplio para aumentar el acceso de la comunidad a información sobre la calidad del aire en tiempo real.
La instalación de sensores cerca de las escuelas también ayuda a vincular a los estudiantes con las diversas disciplinas involucradas en el monitoreo ambiental.
“Existe la oportunidad de contextualizar esta tecnología para los estudiantes e inspirar el desarrollo curricular y de proyectos, permitiendo que trabajen con los datos que ellos mismos recopilan”, dijo González-Rocha. “Creo que es una excelente manera de entusiasmar a los estudiantes con la programación, la ingeniería, la salud pública y las políticas públicas; agrega mucho valor a la experiencia de los estudiantes si aprovechamos bien esta información y esta tecnología”.
Como parte de una iniciativa educativa más amplia, González-Rocha también liderará SkyLab, un campamento de verano con drones respaldado por la Colaborativa de Educación K-16 de la Costa Central (Central Coast K-16 Education Collaborative), que busca acercar a los estudiantes a la tecnología, la detección ambiental y la toma de decisiones basadas en datos.
En colaboración con Ana Rodarte, subdirectora del Programa de Preparación Universitaria MESA, y Marcella Gomez, profesora asociada de Matemáticas Aplicadas, el equipo está desarrollando un programa inclusivo que conecta a los estudiantes con tecnologías emergentes y aplicaciones prácticas en matemáticas aplicadas y monitoreo ambiental.
Modelando la dispersión de contaminantes para proteger la salud
Además de los nuevos sensores, González-Rocha y un equipo de estudiantes de secundaria, pregrado y posgrado en su laboratorio utilizarán drones para realizar mediciones verticales, capturando datos en distintos niveles de la atmósfera. Estos datos se integrarán en modelos matemáticos para simular el transporte de contaminantes, ayudando a entender mejor cómo la contaminación se desplaza y se concentra en diferentes comunidades.
Hasta ahora, las mediciones han mostrado que los contaminantes tienden a concentrarse más durante las horas de menor temperatura, justo antes del amanecer. Esto es un reto, ya que muchos trabajadores agrícolas comienzan su jornada en ese horario para evitar las horas más calurosas.
El equipo continuará investigando nuevos métodos que combinen datos obtenidos a diferentes alturas con modelado atmosférico, con el fin de predecir de forma dinámica cómo podrían variar los niveles de contaminación a lo largo del día.
“No se ha avanzado mucho en la incorporación de estos datos debido a las limitaciones tecnológicas, pero estamos viendo avances que podrían hacer que estos sensores sean comunes en todas partes. Y aquí tenemos el lugar perfecto para probarlo: la geografía y las condiciones de nuestra región son bastante variadas, y estas mediciones pueden complementar de manera importante lo que ya estamos recopilando a nivel de superficie”, explicó González-Rocha.
González-Rocha espera que este trabajo abra el camino hacia métodos más confiables y útiles para la toma de decisiones, donde el modelado pueda utilizarse para cubrir cualquier falta de información que quede en la red de sensores.
Además de trabajar con la profesora Obraczka para complementar las mediciones basadas en sensores y drones con redes IoT, González-Rocha colabora con el profesor de Estudios Ambientales Bo Yang, para integrar datos de sensores localizados con productos satelitales para mejorar la detección y el seguimiento del humo de los incendios forestales a nivel regional. También colabora con Matt Sparke, profesor y codirector del programa de Salud Global y Comunitaria, para fortalecer la educación sobre resiliencia y la capacitación en preparación para incendios, con énfasis en la vulnerabilidad comunitaria y la equidad en salud.
Conjuntamente, estos esfuerzos interdisciplinarios buscan construir un enfoque más integral y con mayor capacidad de respuesta comunitaria para el monitoreo ambiental y la resiliencia climática.