Estudio comparativo del análisis temporal de los principales contaminantes atmosféricos en Barcelona y Madrid

Abstract

El present Treball de Fi de Grau té com a objectiu principal realitzar un estudi comparatiu del comportament temporal dels principals contaminants atmosfèrics a les ciutats de Barcelona i Madrid. A tal fi, s’ha dut a terme una anàlisi de dades horàries de concentració dels contaminants: material particulat (PM10), diòxid de nitrogen (NO2), diòxid de sofre (SO2), ozó troposfèric (O3) i monòxid de carboni (CO), recollides en estacions de mesura oficials al llarg d'uns quants anys. L’anàlisi s’ha estructurat en diverses fases: tractament i depuració de dades, estudi de tendències i estacionalitats mitjançant gràfiques i estadístics elementals, i modelització mitjançant tècniques estadístiques avançades com el mètode de Holt-Winters. Els resultats permeten identificar patrons comuns i diferències significatives en la dinàmica de la contaminació entre ambdues ciutats, atribuïbles tant a factors geogràfics i climàtics com a les característiques urbanes i les polítiques de qualitat de l’aire implementades. Aquest estudi contribueix a una millor comprensió de l’evolució temporal de la contaminació en entorns urbans i proporciona informació útil per al disseny d’estratègies de mitigació més eficaces.

El presente Trabajo de Fin de Grado tiene como objetivo principal realizar un estudio comparativo del comportamiento temporal de los principales contaminantes atmosféricos en las ciudades de Barcelona y Madrid. Para ello, se ha llevado a cabo un análisis de datos horarios de concentración de los contaminantes: material particulado (PM10), dióxido de nitrógeno (NO2), dióxido de azufre (SO2), ozono troposférico (O₃) y monóxido de carbono (CO) recogidos en estaciones de medición oficiales a lo largo de varios años. El análisis se ha estructurado en varias fases: tratamiento y depuración de datos, estudio de tendencias y estacionalidades mediante gráficas y estadísticos elementales, y modelización mediante técnicas estadísticas avanzadas como el método de Holt-Winters. Los resultados permiten identificar patrones comunes y diferencias significativas en la dinámica de la contaminación entre ambas ciudades, atribuibles tanto a factores geográficos y climáticos como a las características urbanas y las políticas de calidad del aire implementadas. Este estudio contribuye a una mejor comprensión de la evolución temporal de la contaminación en entornos urbanos y proporciona información útil para el diseño de estrategias de mitigación más eficaces.

The present Final Degree Project aims to carry out a comparative study of the temporal behavior of the main atmospheric pollutants in the cities of Barcelona and Madrid. To this end, an analysis has been conducted on hourly concentration data for the following pollutants: particulate matter (PM10), nitrogen dioxide (NO2), sulfur dioxide (SO2), tropospheric ozone (O3), and carbon monoxide (CO), collected from official monitoring stations over several years. The analysis has been structured into several phases: data processing and cleaning, study of trends and seasonality through graphs and basic statistics, and modeling by means of advanced statistical techniques such as the Holt-Winters method. The results pinpoint common patterns and significant differences in the dynamics of pollution between the two cities, attributable to geographical and climatic factors as well as to urban characteristics and the air quality policies in place. This study contributes to a better understanding of how pollution evolves with time in urban environments and provides useful information for designing more effective mitigation strategies.