Mapeo y análisis multitemporal de carbono negro y gases de efecto invernadero con imágenes satelitales

Pineda Pardo, Sharole Tatiana; Villamil Merchán, Angie Camila

Mapeo y análisis multitemporal de carbono negro y gases de efecto invernadero con imágenes satelitales

dc.contributor.advisor	Orduña Díaz, John Alexander
dc.contributor.author	Pineda Pardo, Sharole Tatiana
dc.contributor.author	Villamil Merchán, Angie Camila
dc.contributor.orcid	Orduña Díaz, John Alexander [0009-0001-9533-5502]
dc.date.accessioned	2025-07-23T17:09:06Z
dc.date.available	2025-07-23T17:09:06Z
dc.date.created	2025-07-01
dc.description	El cambio climático es uno de los desafíos más apremiantes de la sociedad actual, y uno de sus principales impulsores son los gases de efecto invernadero (GEI) y el carbono negro, conocidos por su capacidad de alterar los sistemas climáticos y afectar la salud pública (Zhao et al., 2023). Estos contaminantes, al interactuar con la topografía de una región, influyen en factores críticos como el uso del suelo, la vegetación, la humedad, la temperatura y los patrones de circulación del aire. Este trabajo propone el uso de imágenes satelitales multitemporales y herramientas de Sistemas de Información Geográfica (SIG) para mapear y analizar espacialmente estos contaminantes entre 2019 y 2024, utilizando datos de los programas Copernicus y NASA. El estudio se enfoca tanto a escala nacional como en el departamento de Cundinamarca, identificando patrones y variaciones temporales en las concentraciones de carbono negro y GEI. Los resultados buscan facilitar la interpretación y análisis de los datos. El Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM) es una entidad pública adscrita al Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, con autonomía administrativa, personería jurídica y patrimonio independiente. Su misión es generar conocimiento y producir información científica y técnica confiable, consistente y oportuna sobre los recursos naturales y el medio ambiente en Colombia. Esta información es fundamental para ajustar políticas ambientales y facilita la toma de decisiones en los sectores público, privado y por parte de la ciudadanía en general. Además, el IDEAM se encarga de monitorear, clasificar y zonificar el uso del territorio nacional, estableciendo bases técnicas para la planificación y ordenamiento del territorio. Su visión es convertirse en un instituto modelo para el año 2026, reconocido nacional e internacionalmente por suministrar información clave para el desarrollo sostenible y la prevención de los efectos del cambio climático.
dc.description.abstract	Climate change is one of the most pressing challenges facing modern society, largely driven by greenhouse gases (GHGs) and black carbon, both known for their ability to disrupt climate systems and impact public health (Zhao et al., 2023). These pollutants interact with regional topography, influencing critical factors such as land use, vegetation, humidity, temperature, and air circulation patterns. This study proposes the use of multitemporal satellite imagery and Geographic Information System (GIS) tools to spatially map and analyze these pollutants between 2019 and 2024, using data from the Copernicus and NASA programs. The analysis focuses on both national scale and the department of Cundinamarca, identifying patterns and temporal variations in black carbon and GHG concentrations. The results aim to facilitate the interpretation and analysis of environmental data. The Institute of Hydrology, Meteorology and Environmental Studies (IDEAM) is a public entity under Colombia’s Ministry of Environment and Sustainable Development, with administrative autonomy, legal status, and independent assets. Its mission is to generate knowledge and provide reliable, consistent, and timely scientific and technical information on Colombia’s natural resources and environment. This information is essential for shaping environmental policies and supports decision-making across the public and private sectors, as well as among the general public. IDEAM is also responsible for monitoring, classifying, and zoning land use nationwide, providing a technical basis for territorial planning and management. By 2026, IDEAM aims to be recognized nationally and internationally as a model institute that delivers key information for sustainable development and climate change mitigation.
dc.description.sponsorship	IDEAM
dc.format.mimetype	pdf
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11349/98229
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Distrital Francisco José De Caldas
dc.relation.references	Aman, N., Panyametheekul, S., & Pawarmart, I. (2025). Machine learning-based quantification and separation of emissions and meteorological effects on PM2.5 in Greater Bangkok. Scientific Reports, https://doi.org/10.1038/s41598-025-99094-6.
dc.relation.references	Amarillo, A. C., Curci, G., De Santis, D., Bassani, C., Barnaba, F., Rémy, S., . . . Del Frate, F. (2024). Atmospheric Environment. Obtenido de Validation of aerosol chemical composition and optical properties provided by Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) using ground-based global data: https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2024.120683.
dc.relation.references	CEAC, C. E. (2015). Convención Marco de las Naciones Unidas Sobre el Cambio Climático Observatorio del Principio 10 en América Latina y el Caribe. Obtenido de http://www.cec.org/files/documents/publications/11629-north-american-black-carbon-emissions-recommended-methods-estimating-black-en.pdf
dc.relation.references	Cohen, J. B., & Wang, C. (2013). Estimating global black carbon emissions using a top-down Kalman Filter approach. JGR Atmospheres, https://doi.org/10.1002/2013JD019912.
dc.relation.references	Corradino, C., Jouve, P., La Spina, A., & Del Negro, C. (Diciembre de 2024). Monitoring Earth's atmosphere with Sentinel-5 TROPOMI and Artificial Intelligence: Quantifying volcanic SO2 emissions. Remote Sensing of Environment.
dc.relation.references	Cromar, K. (2019). Air Pollution Monitoring for Health Research and Patient Care. An Official American Thoracic Society Workshop Report. ATS Journals.
dc.relation.references	Duncan, B. N., Lamsal, L. N., Thompson, A. M., Yoshida, Y., Lu, Z., Streets, D. G., . . . Pickering, K. E. (2016). A space-based, high-resolution view of notable changes in urban NOx pollution around the world (2005–2014). Journal of Geophysical Research.
dc.relation.references	Feng, L. (2023). Methane emissions are predominantly responsible for record-breaking atmospheric methane growth rates in 2020 and 2021. Obtenido de Atmospheric Chemistry and Physics: https://acp.copernicus.org/articles/23/4863/2023/
dc.relation.references	Google Earth Engine. (s.f.). Sentinel-5P OFFL NO2: Offline Nitrogen Dioxide . Obtenido de Earth Engine Data Catalog: https://developers.google.com/earth-engine/datasets/catalog/COPERNICUS_S5P_OFFL_L3_NO2?hl=es-419#description
dc.relation.references	IDEAM, I. d. (2022). Informe del estado de la calidad del aire en Colombia. Obtenido de https://colaboracion.dnp.gov.co/CDT/Sinergia/Documentos/Informe%20Calidad%20del%20Aire%202021.pdf
dc.relation.references	Instituto de Hidrología Meteorología y Estudios Ambientales - Ideam. (2024). Inventario Nacional de Emisiones y Absorciones Atmosféricas de Colombia. Gases de Efecto Invernadero (1990-2021), Contaminantes Criterio y Carbono Negro (2010-2021). Obtenido de https://www.minambiente.gov.co/cambio-climatico-y-gestion-del-riesgo/inventario-nacional-de-emisiones-y-absorciones-de-gases-de-efecto-invernadero-ingei/
dc.relation.references	Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios . (2024). Informe del estado de la calidad del aire en Colombia 2022.
dc.relation.references	IPCC. (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.
dc.relation.references	IPCC, P. I. (2013). Glosario. Obtenido de https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/sites/2/2019/10/SR15_Glossary_spanish.pdf
dc.relation.references	Jansen, K. L. (2005). Associations between Health Effects and Particulate Matter and Black Carbon in Subjects with Respiratory Disease. Environmental Health Perspectives, https://doi.org/10.1289/ehp.8153.
dc.relation.references	John Jairo Posada-Henao, Paula A. Penagos-Rodríguez, Carlos A. Gonzalez-Calderon, Juan Galeano-Gallego, Ricardo Quintero-Giraldo. (2025). CO2 emission modeling for intercity trucking demand in Colombia,. ScienceDirect.
dc.relation.references	Landau, M. D. (2024). El ozono troposférico está empeorando: esto es lo que significa para tu salud. Obtenido de National Geographic: https://www.nationalgeographicla.com/ciencia/2024/06/el-ozono-troposferico-esta-empeorando-esto-es-lo-que-significa-para-tu-salud
dc.relation.references	Makhdoomi, A., Sarkhosh, M., & Ziaei, S. (2025). PM2.5 concentration prediction using machine learning algorithms: an approach to virtual monitoring stations. Scientific Reports, https://doi.org/10.1038/s41598-025-92019-3.
dc.relation.references	Martinelli, N. e. (2013). Air particulate matter and cardiovascular disease: A narrative review. Obtenido de https://doi.org/10.1016/j.ejim.2013.04.001
dc.relation.references	MinAmbiente. (2015). Decreto 1076. Obtenido de https://www.funcionpublica.gov.co/eva/gestornormativo/norma.php?i=78153
dc.relation.references	NASA. (2022). Cambios en el ozono troposférico en las últimas décadas y su contribución al ozono total mundial. Obtenido de https://ntrs.nasa.gov/citations/20220016093
dc.relation.references	NASA. (2022). Disminución global del monóxido de carbono. Obtenido de NASA: https://ciencia.nasa.gov/ciencias-terrestres/disminucion-global-del-monoxido-de-carbono/
dc.relation.references	NASA. (2024). Signos Vitales. Obtenido de NASA: https://climate.nasa.gov/en-espanol/signos-vitales/metano/?intent=111
dc.relation.references	NASA, A. N. (2024). ¿Qué es el efecto invernadero? Obtenido de https://ciencia.nasa.gov/cambio-climatico/preguntas-frecuentes/que-es-el-efecto-invernadero/
dc.relation.references	ONU. (2024). What is climate change? Obtenido de https://www.un.org/en/climatechange/what-is-climate-change
dc.relation.references	Posada-Henao, J. J. (2025). CO2 emission modeling for intercity trucking demand in Colombia,. ScienceDirect.
dc.relation.references	Project, G. C. (2024). Global Methane Budget. Obtenido de https://www.globalcarbonproject.org/methanebudget/index.htm
dc.relation.references	Provençal, S., Buchard , V., M. da Silva, A., Leduc, R., & Barrette, N. (2017). Evaluation of PM surface concentrations simulated by Version 1 of NASA's MERRA Aerosol Reanalysis over Europe. Atmospheric Pollution Research, https://doi.org/10.1016/j.apr.2016.10.009.
dc.relation.references	Prunet, P., Lezeaux, O., Camy-Peyret, C., & Thevenon, H. (2020). Analysis of the NO2 tropospheric product from S5P TROPOMI for monitoring. City and Environment Interactions.
dc.relation.references	Rodríguez Jiménez, L., Romero Martín, M., & Gómez-Salgado, J. (2023). Obtenido de Impacto medioambiental de los servicios de Urgencias en la Salud Pública: una herramienta de valoración: https://www.scielosp.org/article/resp/2023.v97/e202306044es/es/#
dc.relation.references	Secretaría Distrital de Ambiente. (s.f.). Dióxido de Azufre Promedio Anual - SO2. Obtenido de Observatorio Ambiental de la Alcaldía de Bogotá: https://oab.ambientebogota.gov.co/dioxido-de-azufre-promedio-anual/#info
dc.relation.references	Secretaría Distrital de Ambiente. (s.f.). Dióxido de Nitrógeno Promedio Anual - NO2. Obtenido de Observatorio Ambiental de la Alcaldía de Bogotá: https://oab.ambientebogota.gov.co/dioxido-de-nitrogeno-promedio-anual/#info
dc.relation.references	Servicio Geológico Colombiano. (Septiembre de 2023). Colombia cambia su esquema de medición de la actividad volcánica. Colombia.
dc.relation.references	Tao Yuan. (2025). Calculation of CO2 emissions from coal-fired power plants based on OCO-2/3 satellite observations and divergence model,. Science Direct. Obtenido de Science.
dc.relation.references	Tello-Cifuentes, L., & Díaz-Paz, J. P. (2021). Análisis de la contaminación ambiental usando técnicas de teledetección y análisis de componentes principales. Obtenido de https://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/1710
dc.relation.references	Theys, N., Hedelt, P., De Smedt, I., Yu, H., Vlietinck, J., Pedergnana, M., . . . Van Roozendael, M. (25 de Febrero de 2019). lobal monitoring of volcanic SO2 degassing with unprecedented resolution from TROPOMI onboard Sentinel-5 Precursor. Scientific Reports.
dc.relation.references	Tiwari, P., Cohen, J. B., & Lu, L. (2025). Multi-platform observations and constraints reveal overlooked urban sources of black carbon in Xuzhou and Dhaka. Communications Earth & Environment, https://doi.org/10.1038/s43247-025-02012-x.
dc.relation.references	U.S. Environmental Protection Agency. (10 de 2015). Criteria Air Pollutants. Obtenido de EPA: https://www.epa.gov/sites/default/files/2015-10/documents/ace3_criteria_air_pollutants.pdf
dc.relation.references	UNGRD. (Junio de 2025). Gestión del Riesgo. Obtenido de Sistema Nacional de Información para la Gestión del Riesgo de Desastres: https://www.gestiondelriesgo.gov.co/snigrd/pagina.aspx?id=150
dc.relation.references	Voiland, A. (2019). Carbon Dioxide Reaches Record Levels, Plus 6 Things to Know About the Greenhouse Gas. Obtenido de NASA: https://earthobservatory.nasa.gov/blogs/earthmatters/2019/06/14/carbon-dioxide-reaches-record-levels-plus-6-things-to-know-about-the-greenhouse-gas/
dc.rights.acceso	Abierto (Texto Completo)
dc.rights.accessrights	OpenAccess
dc.subject	Teledetección
dc.subject	Contaminación atmosférica
dc.subject	Carbono negro
dc.subject	Gases de efecto invernadero
dc.subject	Imágenes satelitales
dc.subject	Análisis multitemporal
dc.subject.keyword	Remote sensing
dc.subject.keyword	Air pollution
dc.subject.keyword	Black carbon
dc.subject.keyword	Greenhouse gases
dc.subject.keyword	Satellite imagery
dc.subject.keyword	Multitemporal analysis
dc.subject.lemb	Ingeniería Topográfica -- Tesis y disertaciones académicas
dc.subject.lemb	Cambios climáticos
dc.subject.lemb	Gases de efecto invernadero
dc.subject.lemb	Atmósfera -- Contaminación
dc.title	Mapeo y análisis multitemporal de carbono negro y gases de efecto invernadero con imágenes satelitales
dc.title.titleenglish	Mapping and multitemporal analysis of black carbon and greenhouse gases using satellite imagery
dc.type	bachelorThesis
dc.type.degree	Pasantía
dc.type.driver	info:eu-repo/semantics/bachelorThesis

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