pág. 5751
ANÁLISIS ESPACIAL Y TEMPORAL DE
LA CALIDAD DEL AIRE EN ENTORNOS
URBANOS E INDUSTRIALES DE UNA
REGIÓN DEL NORESTE DE MÉXICO
SPATIAL AND TEMPORAL ANALYSIS OF AIR
QUALITY IN URBAN AND INDUSTRIAL
ENVIRONMENTS IN ANORTHEAST REGION
OF MEXICO
Paola Guadalupe Cedillo Jasso
Instituto Tecnológico de Cd. Victoria, México
Edgar Pérez Arriaga
Instituto Tecnológico de Cd. Victoria, México
Ausencio Azuara Domínguez
Instituto Tecnológico de Cd. Victoria, México
Hilario Aguilar Izaguirre
Instituto Tecnológico de Cd. Victoria, México
Porfirio Tadeo Peña García
Instituto Tecnológico de Cd. Victoria, México
pág. 5752
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i4.19191
Análisis Espacial y Temporal de la Calidad del Aire en Entornos Urbanos e
Industriales de una Región del Noreste de México
Paola Guadalupe Cedillo Jasso1
M23380003@cdvictoria.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0000-7984-4449
TecNm/Instituto Tecnológico de Cd. Victoria
México
Edgar Pérez Arriaga
edgar.pa@cdvictoria.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0001-8874-6963
TecNm/Instituto Tecnológico de Cd. Victoria
México
Ausencio Azuara Domínguez
ausencio.ad@cdvictoria.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0002-1180-1538
TecNm/Instituto Tecnológico de Cd. Victoria
México
Hilario Aguilar Izaguirre
hilario.ai@cdvictoria.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0008-4543-2284
TecNm/Instituto Tecnológico de Cd. Victoria
México
Porfirio Tadeo Peña García
porfirio.pg@cdvictoria.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0006-6422-5972
TecNm/Instituto Tecnológico de Cd. Victoria
México
RESUMEN
La contaminación del aire en entornos urbanos es un desafío global, influenciada principalmente por la
movilidad vehicular y la actividad industrial. En Ciudad Victoria, Tamaulipas, un estudio reciente
abordó esta problemática, analizando la distribución espacial de la calidad del aire y sus implicaciones.
Las emisiones de vehículos a motor, como partículas finas (PM2.5), partículas gruesas (PM10), dióxido
de nitrógeno, monóxido de carbono, dióxido de azufre y compuestos orgánicos volátiles (COV), junto
con los contaminantes industriales como óxidos de azufre (SOx) y metales pesados, son perjudiciales
para la salud humana y el medio ambiente. La exposición prolongada a estos contaminantes aumenta el
riesgo de enfermedades respiratorias y cardiovasculares, afectando especialmente a grupos vulnerables.
Este proyecto se llevó a cabo mediante el monitoreo del aire en 75 puntos clave de Ciudad Victoria,
utilizando un dispositivo GPS para la geolocalización y un monitor de calidad del aire 10-en-1 para
medir diversos contaminantes. Los datos recopilados, incluyendo coordenadas geográficas, índice de
calidad del aire (ICA), humedad y temperatura, se analizaron con los softwares Tableau y SPSS. Los
resultados revelaron variaciones significativas en los niveles de ICA, con concentraciones elevadas en
áreas de alto flujo vehicular, especialmente durante el turno vespertino. Las pruebas estadísticas
confirmaron diferencias significativas en la calidad del aire entre los turnos matutino y vespertino (p =
0.0006), sugiriendo que la tarde muestra una mayor sensibilidad a factores que intensifican las
diferencias en la distribución de contaminantes. Estos hallazgos subrayan la necesidad de considerar
los factores temporales en las estrategias de intervención y políticas públicas, destacando la importancia
de abordar la contaminación del aire de manera integral para proteger la salud pública.
Palabras clave: calidad del aire, movilidad urbana, contaminación atmosférica, salud pública
1
Autor principal
Correspondencia: edgar.pa@cdvictoria.tecnm.mx
pág. 5753
Spatial and Temporal Analysis of Air Quality in Urban and Industrial
Environments of a Northeastern Region of Mexico
ABSTRACT
Air pollution in urban environments is a global challenge, primarily influenced by vehicular mobility
and industrial activity. In Ciudad Victoria, Tamaulipas, a recent study addressed this issue by analyzing
the spatial distribution of air quality and its implications. Emissions from motor vehicles, such as fine
particulate matter (PM2.5), coarse particulate matter (PM10), nitrogen dioxide, carbon monoxide, sulfur
dioxide, and volatile organic compounds (VOCs), along with industrial pollutants like sulfur oxides
(SOx) and heavy metals, are detrimental to human health and the environment. Prolonged exposure to
these pollutants increases the risk of respiratory and cardiovascular diseases, especially affecting
vulnerable groups. This project was carried out by monitoring air at 75 key points in Ciudad Victoria,
using a GPS device for geolocation and a 10-in-1 air quality monitor to measure various pollutants. The
collected data, including geographical coordinates, Air Quality Index (AQI), humidity, and temperature,
were analyzed using Tableau and SPSS software. The results revealed significant variations in AQI
levels, with elevated concentrations in areas of high vehicular traffic, especially during the afternoon
shift. Statistical tests confirmed significant differences in air quality between the morning and afternoon
shifts (p = 0.0006), suggesting that the afternoon shows greater sensitivity to factors that intensify
differences in pollutant distribution. These findings underscore the need to consider temporal factors in
intervention strategies and public policies, highlighting the importance of addressing air pollution
comprehensively to protect public health.
Keywords: air quality, urban mobility, atmospheric pollution, public health
Artículo recibido 22 julio 2025
Aceptado para publicación: 27 agosto 2025
pág. 5754
INTRODUCCIÓN
La movilidad urbana desempeña un papel fundamental en la contaminación atmosférica en entornos
urbanos. El rápido crecimiento de la población ha llevado a un aumento significativo en la movilidad
urbana y, de la misma forma, a un incremento en el uso de vehículos motorizados. La movilidad
vehicular se ha vuelto una necesidad; sin embargo, tiene impactos negativos, como el deterioro de la
calidad del aire.
Los vehículos a motor emiten sustancias perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente. Entre
esas emisiones se encuentran partículas finas PM2.5, partículas de polvo grueso PM10, dióxido de
nitrógeno, monóxido de carbono, dióxido de azufre y compuestos orgánicos volátiles (COV), los cuales
a una exposición prolongada tienen efectos severos.
Además de la movilidad vehicular, la contaminación industrial también contribuye significativamente
a la contaminación atmosférica en áreas urbanas. Las actividades industriales emiten una variedad de
contaminantes, incluidos óxidos de azufre (SOx), óxidos de nitrógeno (NOx), partículas en suspensión
(PM), compuestos orgánicos volátiles (COV) y metales pesados. Estos contaminantes industriales,
junto con las emisiones vehiculares, agravan la calidad del aire y presentan riesgos adicionales para la
salud pública y el medio ambiente.
Este impacto negativo en la calidad del aire tiene consecuencias directas en la salud de la población
urbana. Las partículas materializadas provenientes de la combustión vehicular e industrial aumentan el
riesgo de enfermedades respiratorias y cardiovasculares. Además, los niveles elevados de
contaminantes atmosféricos afectan a grupos vulnerables, como niños, ancianos y personas con
problemas de salud preexistentes.
Este proyecto se llevará a cabo con el monitoreo del aire en puntos clave dentro de la ciudad (Ciudad
Victoria, Tamaulipas) registrando los principales contaminantes. Se establecerá una geolocalización
para saber dónde se realizará este monitoreo, mediante el uso del software Tableau.
Este análisis de la relación entre la movilidad urbana, la actividad industrial y la calidad del aire busca
destacar la importancia de abordar este desafío de manera integral, considerando tanto los aspectos
ambientales como los impactos directos en la salud de la población.
pág. 5755
Revisión de literatura
La calidad del aire en las zonas urbanas es un problema de salud pública creciente, con impactos
significativos en la calidad de vida y la economía. Este trabajo presenta una revisión sistemática
de investigaciones recientes sobre la gestión de la calidad del aire y su relación con la movilidad y la
salud humana en diversas ciudades de América Latina.
La investigación sobre calidad del aire y sostenibilidad en contextos urbanos revela la complejidad del
problema y la necesidad de enfoques multidimensionales. Salas (2023) evaluó la gestión de calidad del
aire en Guanajuato mediante métodos mixtos, destacando indicadores como el Índice de Variación
Cualitativa y el Índice de Coocurrencia de Códigos. Granada et al. (2014) diseñaron un sistema de
manejo de calidad del aire en Cali basado en normas ISO, articulando medidas de control ambiental.
Hernández et al. (2023) identificaron que el parque vehicular genera el 56% de contaminantes criterio
en San Luis Potosí, subrayando la importancia de políticas de movilidad sostenible.
Navarro (2019) evaluó la implementación del Proaire en el Valle de México, destacando la falta de
medidas clave como zonas de cero emisiones. Por su parte, Gaitán et al. (2007) analizaron la calidad
del aire en Bogotá, concluyendo que los contaminantes como óxidos de azufre no representan un
problema significativo. Orlandoni et al. (2021) exploraron el impacto del PM10 y O3 en enfermedades
respiratorias, mostrando que la reducción del PM10 disminuye los casos atendidos. Duarte y García
(2019) relacionaron partículas PM2.5 y PM10 con enfermedades como EPOC y cáncer de pulmón,
mientras que Becerra et al. (2021) observaron asociaciones entre PM10 y morbilidad respiratoria en
Cúcuta.
Estudios adicionales, como el de Acevedo (2021), vinculó contaminantes con la morbilidad porCOVID-
19, mientras que Soto (2017) analizó tensiones legislativas en México sobre contaminación vehicular.
En Guadalajara, Olivares et al. (2022) demostraron que sistemas de transporte bajo en carbono
disminuyen contaminantes como SO2 y NO2. Buendía (2018) caracterizó la interacción entre movilidad
urbana y calidad del aire, y García (2009) destacó la influencia de factores regionales en la
contaminación del Valle de México. Finalmente, Catalán et al. (2009) identificaron percepciones sobre
contaminación y salud en estudiantes de la Ciudad de México.
pág. 5756
Los estudios analizados emplean una variedad de metodologías, desde análisis cualitativos y
cuantitativos hasta modelos de simulación, para evaluar la calidad del aire, identificar las principales
fuentes de contaminación y evaluar el impacto de las políticas públicas. Los resultados revelan que el
transporte vehicular es una de las principales fuentes de emisión de contaminantes atmosféricos,
como PM10, PM2.5, NO2 y O3, y que la exposición a partículas finas y ozono está asociada a un
aumento en la incidencia de enfermedades respiratorias y cardiovasculares.
Además, se evidencia la necesidad de implementar políticas integrales que aborden las múltiples
dimensiones del problema, como la promoción de la movilidad sostenible, la mejora de los sistemas de
transporte público y la regulación de las emisiones industriales. Los estudios de caso presentados
muestran la importancia de adaptar las estrategias de gestión de la calidad del aire a las características
específicas de cada ciudad, considerando factores como el clima, la densidad poblacional y las
actividades económicas.
METODOLOGÍA
Método
El estudio utilizó un enfoque cuantitativo para analizar la intensidad y distribución del Índice de Calidad
del Aire (ICA) en Ciudad Victoria. Se llevó a cabo un muestreo por conveniencia, seleccionando 75
puntos de medición distribuidos en ambos sectores de la ciudad, con énfasis en zonas de alta densidad
de tráfico vehicular y presencia de industrias.
Materiales
Para realizar la geolocalización de los sitios y fuentes emisoras, se utilizó un dispositivo de sistema de
posicionamiento global (GPS) para registrar los puntos localizados en la ciudad. El equipo empleado
fue un Garmin modelo GPSMAP 64, que contaba con una pantalla de 2.6 pulgadas visible a la luz solar,
un receptor GPS y GLONASS de alta sensibilidad con antena quadrifilar helix, altímetro barométrico,
brújula de tres ejes, un sistema de batería dual optimizado para exteriores y conectividad inalámbrica a
través de Bluetooth o tecnología ANT.
La recolección de muestras se llevó a cabo utilizando un monitor de calidad del aire 10-IN-1, capaz de
medir PM2.5, PM10, partículas, HCHO (formaldehído), TVOC, AQI, temperatura y humedad. Este
dispositivo también permitía la exportación de datos y contaba con una función de histograma
pág. 5757
Procedimiento
Recolección de datos: En cada punto de muestreo se realizaron mediciones y los datos obtenidos se
registraron en una hoja de cálculo. La información recolectada incluyó coordenadas geográficas (latitud
y longitud), índice de calidad del aire, humedad, temperatura, número de partículas PM2.5 y PM10,
además del cuadrante correspondiente.
Mapa de muestreo: Se creó un mapa digital empleando el software Tableau 2024.1 para representar de
manera visual la distribución espacial de los puntos de muestreo.
Análisis de datos: Los datos recopilados fueron analizados mediante el software estadístico SPSS.
Análisis descriptivo: Se calcularon medidas de tendencia central (media y mediana) y de dispersión
(desviación estándar) para cada cuadrante.
Análisis inferencial: Se aplicaron pruebas estadísticas, incluyendo la prueba t y la de U de Mann-
Whitney, para comparar las medianas de los niveles de ICA entre los dos sectores, utilizando un nivel
de significancia de α = 0.05.
RESULTADOS
El análisis del Índice de Calidad del Aire (ICA) en los dos sectores de Ciudad Victoria muestra
variaciones significativas en los patrones de distribución espacial y niveles de exposición.
La Figura 1 proporciona una representación general de la distribución espacial del ICA durante el turno
matutino en la ciudad. Se evidencian niveles elevados de ICA, especialmente en áreas donde también
se registra un gran flujo vehicular, destacando la influencia de una avenida con alta densidad de tráfico.
Por su parte, la Figura 2 resalta una elevada concentración de puntos con niveles altos de ICA en ambos
sectores, lo que refleja un aumento significativo en la contaminación atmosférica. Este fenómeno se
atribuye a la permanencia de partículas contaminantes en las mismas áreas durante períodos
prolongados.
pág. 5758
Figura 1. Distribución del ICA turno matutino
Figura 2 Distribución del ICA turno vespertino
Sector Norte
Sector Sur
Sector Norte
Sector Sur
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Prueba T
Se realizó una prueba t para muestras independientes con el objetivo de comparar los niveles de calidad
del aire registrados en los turnos matutino y vespertino.
La prueba t para muestras independientes es una herramienta estadística empleada para identificar si
existe una diferencia significativa entre las medias de dos grupos independientes. En este análisis, los
grupos evaluados corresponden a los turnos matutino y vespertino.
Los resultados indicaron diferencias significativas entre ambos turnos, ya que el valor p obtenido (p =
0.0006) fue inferior al nivel de significancia establecido de 0.05, como se muestra en la Tabla 1.
Un valor de significancia de 0.0006 en la prueba t indica que la probabilidad de que las diferencias
observadas entre los niveles de calidad del aire en los turnos matutino y vespertino sean producto del
azar es extremadamente baja, apenas un 0.06%.
Se utilizo un nivel de significancia convencional de 0.05, este resultado está muy por debajo del umbral
establecido, lo que me permite concluir que las diferencias entre los turnos son estadísticamente
significativas. Esto significa que es altamente probable que los cambios en los niveles de calidad del
aire entre ambos turnos sean reales y no se deban únicamente a la variabilidad aleatoria. Por lo tanto,
se rechaza la hipótesis nula.
Prueba de U de Mann-Whitney
Los valores de significancia obtenidos en las pruebas U de Mann-Whitney indican la probabilidad de
que las diferencias observadas en las distribuciones entre las categorías sean atribuibles al azar,
considerando las hipótesis planteadas Tabla 2.
Valor de significancia de 0.038 para la tarde
Hipótesis nula (H₀): La distribución de los datos del turno de la tarde es la misma entre las categorías
de clasificación.
Como el valor de significancia (p = 0.038) es menor que el nivel de significancia convencional (α =
0.05), se rechaza la hipótesis nula. Esto implica que existen diferencias estadísticamente significativas
en la distribución de los datos del turno de la tarde entre las categorías de clasificación.
pág. 5760
Valor de significancia de 0.17 para la mañana:
Hipótesis nula (H₀): La distribución de los datos del turno de la mañana es la misma entre las categorías
de clasificación.
Como el valor de significancia (p = 0.17) es mayor que el nivel de significancia convencional (α = 0.05),
no se puede rechazar la hipótesis nula. Esto sugiere que no hay evidencia estadística suficiente para
afirmar que las distribuciones del turno de la mañana difieran entre las categorías de clasificación.
Tabla 1. Resultados Prueba T
Grafica
1.
Prueba
T
entre
horarios
Matutino
y
Vespertino
Tabla 2. Resultados Prueba de U de Mann-Whitney
70
50
30
20
pág. 5761
CONCLUSIONES
Este estudio ha proporcionado una comprensión detallada de la distribución espacial de la calidad del
aire en Ciudad Victoria, Tamaulipas, revelando patrones significativos de variación a lo largo del día y
entre diferentes categorías de clasificación. Los resultados obtenidos a través del análisis del Índice de
Calidad del Aire (ICA) y las pruebas estadísticas (Prueba t de Student y Prueba U de Mann-Whitney)
subrayan la influencia de factores temporales en la dinámica de la contaminación atmosférica urbana.
De manera destacada, la Prueba t para muestras independientes reveló diferencias estadísticamente
significativas en los niveles de calidad del aire entre los turnos matutino y vespertino. El valor p
obtenido (p = 0.0006) fue muy inferior al nivel de significancia establecido de 0.05 , lo que indica que
las variaciones en la calidad del aire entre ambos periodos son consistentes y no atribuibles al azar.
Específicamente, el turno vespertino mostró una media del ICA de 94.05, mientras que el turno matutino
fue de 76.00 , evidenciando un deterioro en la calidad del aire durante la tarde.
Asimismo, los hallazgos de la Prueba U de Mann-Whitney refuerzan esta temporalidad. Se encontró
una diferencia estadísticamente significativa en la distribución de los datos del turno de la tarde entre
las categorías de clasificación (p = 0.038) , lo que implica una mayor sensibilidad a los factores que
influyen en la calidad del aire durante este periodo. Esto podría deberse a un aumento en las actividades
humanas, como el tráfico vehicular, o a cambios en las condiciones climáticas que intensifican la
concentración de contaminantes. En contraste, la distribución de los datos del turno matutino no mostró
diferencias significativas entre las categorías de clasificación (p = 0.17) , sugiriendo una mayor
homogeneidad en las condiciones ambientales durante la mañana.
La representación visual de la distribución espacial del ICA a través de la Figura 1 y la Figura 2
corroboró estos patrones, evidenciando niveles elevados del ICA, especialmente en áreas con alta
densidad de tráfico vehicular y la permanencia de partículas contaminantes durante periodos
prolongados.
En síntesis, este estudio confirma la complejidad de la contaminación atmosférica urbana y la necesidad
de considerar la variabilidad temporal en su análisis y gestión. Los resultados resaltan la importancia
de ajustar estrategias de intervención y políticas públicas, tales como la regulación del tráfico vehicular
o la promoción de alternativas de movilidad sostenible, basándose en los patrones específicos de cada
pág. 5762
horario del día, para optimizar su efectividad en la mejora de la calidad del aire y la protección de la
salud pública en entornos urbanos como Ciudad Victoria. Para futuras investigaciones, se sugiere
ampliar el periodo de monitoreo para identificar tendencias estacionales y explorar la correlación directa
entre los niveles de contaminantes específicos (PM2.5, PM10, etc.) y la incidencia de enfermedades
respiratorias en la población local.
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