¿Por qué es indispensable la calibración ?
La calibración de los sensores de calidad del aire no es un simple detalle técnico: es la base de la fiabilidad de las mediciones ambientales, especialmente en los sistemas IoT de monitoreo ambiental, donde los datos se utilizan a gran escala y a largo plazo.
Sin una calibración rigurosa:
- Los datos son inexactos y pueden inducir a error.
- Las mediciones no son comparables entre sitios, entre sensores ni con las referencias normativas.
- Las decisiones estratégicas basadas en estas mediciones (alertas de contaminación, políticas ambientales, gestión industrial, control de molestias por olores) pueden resultar costosas o peligrosas para la salud y el medio ambiente.
En este contexto, la calibración constituye un requisito previo para las pruebas de aceptación en fábrica (FAT) y las pruebas de aceptación en sitio (SAT) de los dispositivos IoT ELLONA, garantizando que cada instrumento sea conforme antes y después de su despliegue en campo.
Los principales desafíos de la calibración:
- Precisión: asegurar que los valores medidos reflejen exactamente la concentración real de los contaminantes (gases, partículas, olores).
- Linealidad: garantizar una respuesta proporcional en todo el rango de medición, indispensable para los análisis regulatorios y comparativos.
- Transferibilidad: permitir la comparación fiable de los datos entre distintos sitios, instrumentos y campañas de medición.
- Robustez: mantener la fiabilidad de los sensores en condiciones ambientales variables y a largo plazo (temperatura, humedad, deriva, contaminación compleja).
En resumen: mediciones precisas requieren una calibración sin concesiones. ¡Calibrar es garantizar la confianza en cada dato!
La calibración en el centro de la fiabilidad
En ELLONA, la calibración no es una opción, es una exigencia científica e industrial, integrada desde la fase de FAT (Factory Acceptance Tests) IoT.
Cada sensor instalado en la placa electrónica de los WT1 se calibra individualmente para garantizar:
- Precisión: las mediciones reflejan exactamente las concentraciones reales de los contaminantes.
- Linealidad: los valores son proporcionales a la concentración real en todo el rango de medición.
- Transferibilidad: los datos son comparables entre sitios y conformes con las normas internacionales.
- Robustez: la fiabilidad se mantiene en condiciones ambientales extremas y a largo plazo.
Para encuadrar este proceso, ELLONA ha desarrollado dos procedimientos operativos estándar (SOP), directamente alineados con los requisitos FAT/SAT de los sistemas IoT:
- SOP de fábrica (FAT): garantiza la calibración inicial, la validación multipunto, la verificación de las derivas iniciales y la conformidad funcional antes de la entrega.
- SOP de campo (SAT): describe las operaciones de recalibración, la compensación de la deriva y la adaptación a las condiciones reales después de la instalación en el sitio. De hecho, la recalibración debe realizarse regularmente, en función de la naturaleza de los sensores y, sobre todo, del tipo de entorno.
Nuestros dispositivos WT1 han sido reconocidos por su excelencia durante evaluaciones independientes:
- Desafío Airlab de Airparif 2021: Mejor sensor multipolutante
- Desafío Airlab de Airparif 2023: Mejor sensor para NO₂
Estos resultados confirman que la metodología ELLONA, que combina la calibración en fábrica (FAT), algoritmos integrados y la recalibración en campo (SAT), proporciona mediciones fiables, precisas y trazables desde su despliegue.
Selección de los sensores desplegados en nuestras placas electrónicas
- Cada sensor (electroquímico, partículas, olores) se prueba individualmente antes de su integración en una placa electrónica.
- Solo se seleccionan los sensores que cumplen criterios estrictos de precisión, linealidad, repetibilidad y estabilidad.
- Cada instrumento ELLONA cumple con FAT específicos para las tecnologías IoT ambientales:
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FAT gases electroquímicos (cero, span, linealidad, sensibilidades cruzadas)
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FAT partículas (repetibilidad, estabilidad, coherencia entre sensores)
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FAT olores (repetibilidad de las firmas, deriva, tiempo de respuesta)ELLONA selecciona exclusivamente sensores de fabricantes de referencia, reconocidos por su rendimiento y estabilidad a largo plazo.
Las placas electrónicas y sensores no conformes se descartan sistemáticamente.
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Ventaja:
Este enfoque permite una calibración fina e individualizada, garantizando un control científico completo desde el diseño del dispositivo IoT.
Caracterización en laboratorio y calibración multipunto en fábrica (FAT)
Cada sensor se somete a una campaña completa de FAT en laboratorio, que abarca condiciones cercanas a las del entorno real.
- Los sensores se prueban bajo condiciones ambientales extremas (temperatura, humedad, presión, gases cruzados), con el fin de anticipar los comportamientos observados en entornos reales (zonas industriales, climas cálidos o fríos, atmósferas complejas).
- Las cámaras de los sensores WT1 integran sensores de temperatura y humedad relativa, lo que permite una compensación dinámica de la deriva.
- Se generan varias concentraciones conocidas mediante un banco de dilución de alta precisión (MFC), lo que permite:
- la calibración multipunto de los sensores electroquímicos (gases),
- la validación funcional de los sensores de olores (MOX / narices electrónicas).
- Cada curva de respuesta se establece sensor por sensor y luego WT1 por WT1.
- Los coeficientes de calibración se registran, se aseguran y se cifran en el sistema WT1.
Así, cada estación WT1 se entrega con su certificado de calibración de fábrica, validado en el marco de los FAT.
Impactos:
- Mediciones estables, precisas y lineales desde la puesta en servicio.
- Alta robustez ambiental.
- Máxima transferibilidad de los datos entre estaciones y territorios.
Calibración y correcciones en sitio (SAT)
Después de la calibración multipunto realizada en fábrica en el marco de los FAT, es indispensable una adaptación a las condiciones reales de despliegue. Los entornos reales (composición química del aire, clima, fuentes locales, interferencias) no pueden reproducirse completamente en laboratorio.
Por ello, ELLONA ha desarrollado tres métodos complementarios, activables de forma independiente o combinada, con el fin de garantizar la continuidad metrológica, la robustez y la transferibilidad de los datos a lo largo de todo el ciclo de vida de las estaciones WT1.
Co-localización con una estación de referencia (Recalibración en campo tipo SAT – método de referencia)
Principio:
La co-localización consiste en instalar temporalmente una estación ELLONA WT1 muy cerca de una estación de medición reglamentaria (red oficial o laboratorio acreditado), que mida los mismos contaminantes en condiciones estrictamente idénticas.
Ambos sistemas recopilan datos simultáneamente durante un período representativo (generalmente de 7 a 30 días), cubriendo diferentes regímenes de contaminación (nivel de fondo, picos, variaciones meteorológicas).
Parámetros ajustados:
- Sensibilidad (ganancia) de los sensores electroquímicos
- Linealidad real en el rango de concentraciones observado
- Corrección de sesgos sistemáticos
- Ajuste de los modelos algorítmicos integrados (regresión, compensación cruzada)
Especificidades por tipo de sensor:
- Gases electroquímicos: recalibración completa (cero + span + pendiente)
- Partículas: ajuste de los factores de corrección ambientales (humedad, estacionalidad)
Ventajas:
- Método más robusto y reconocido científicamente
- Alineación directa con los estándares regulatorios
- Excelente transferibilidad de los datos
Limitaciones:
- Movilización logística
- Indisponibilidad temporal de la estación
- Las estaciones de referencia a veces están limitadas en cuanto a contaminantes (H₂S, NH₃, olores)
Casos de uso preferentes:
- Inicio de proyectos sensibles
- Auditorías regulatorias
- Sitios industriales altamente exigentes
- Validación inicial de nuevas redes IoT
Sin embargo, requiere el desmontaje temporal del instrumento, provoca una indisponibilidad de los datos durante varios días o semanas, y algunas estaciones de referencia no miden ciertos gases como el H₂S o el NH₃.
Calibración con gases certificados – CalBox (Calibración en campo tipo ALPHA 2 – trazabilidad metrológica)
La CalBox ELLONA es un sistema portátil de calibración diseñado exclusivamente para sensores electroquímicos. Permite la inyección controlada de gases patrón certificados ISO/NIST (National Institute of Standards and Technology) directamente en el sitio, sin desmontar la estación WT1.
Reproduce, a escala de campo, las condiciones de calibración de fábrica realizadas durante los FAT, garantizando la trazabilidad metrológica de las mediciones para los sensores electroquímicos.
Capacidades técnicas:
- Regulador de caudal de doble canal de alta precisión para generar una amplia gama de concentraciones y caudales, adaptados a sensores individuales o múltiples.
- Banco de dilución portátil multigás, que permite analizar hasta 4 gases diferentes o más, gracias a cilindros de gas intercambiables.
- Generación de concentraciones programables.
- Calibración simultánea de varios sensores electroquímicos con el mismo dispositivo, aumentando así la versatilidad y la fiabilidad de las calibraciones en campo.
- Control mediante ELLONASOFT (PC) para una gestión fluida y una actualización automática de los parámetros del sensor.
Parámetros ajustados para los sensores electroquímicos:
- Cero y span (verificación y ajuste de la sensibilidad)
- Verificación de la repetibilidad
- Validación de los tiempos de respuesta
- Actualización automática de los coeficientes en el WT1
Ventajas:
- Sin desmontaje ni retorno a fábrica
- Continuidad de servicio casi total
- Método rápido, preciso y reproducible
- Perfectamente adaptado a entornos industriales
Casos de uso preferentes
- Mantenimiento preventivo planificado
- Sitios remotos o de difícil acceso
- Entornos agresivos (H₂S, disolventes, alta humedad)
- Redes IoT extensas que requieren estandarización de las intervenciones
Compensación de la deriva a distancia mediante tratamiento avanzado de datos (Correcciones de tipo BETA – continuidad operativa)
Principio:
Cuando la recalibración en campo inmediata no es posible, ELLONA aplica correcciones algorítmicas avanzadas basadas en el análisis de datos históricos, tendencias ambientales y el comportamiento típico de los sensores.
Atención: estos métodos no reemplazan una calibración con referencia externa, pero permiten mantener la coherencia de los datos entre dos operaciones de recalibración. Estas correcciones no ajustan la sensibilidad, sino únicamente la línea base.
- BETA 1 – Corrección manual de la línea base:
- Ajuste del punto cero a partir de los datos históricos
- Activada al detectar una deriva lenta
- Validación por un experto de ELLONA
- BETA 2 – Corrección automática de la línea base (ABC):
- Algoritmo integrado que detecta automáticamente los períodos de ruido de fondo
- Corrección continua sin intervención humana
- BETA 3 – Corrección certificada para partículas (MCERTS):
- Aplicación de factores de corrección derivados de la certificación MCERTS
- Uso exclusivo de sensores certificados
- Consideración de la humedad y del tamaño de las partículas
Gestión y supervisión a distancia mediante
Gracias a la plataforma ELLONASOFT y al equipo de Customer Success, todo el proceso de calibración, corrección y seguimiento de los sensores puede realizarse a distancia, sin intervención en el sitio.
Funcionalidades principales:
- Supervisión en tiempo real: estado de los sensores, anomalías, batería y rendimiento.
- Gestión completa de la calibración: calibración remota, correcciones de la línea base, actualizaciones automáticas.
- Historial completo: todas las operaciones se registran para auditorías, trazabilidad y cumplimiento normativo.
Impacto:
- Garantiza una trazabilidad completa y datos fiables en tiempo real.
- Ofrece un nivel máximo de seguridad, flexibilidad y rendimiento, minimizando al mismo tiempo las intervenciones en campo.
- Permite optimizar la robustez, la precisión y la transferibilidad de las mediciones WT1, incluso en entornos complejos y variados.
Síntesis de los puntos fuertes de ELLONA:
ELLONA propose une approche complète et rigoureuse de la calibration des capteurs de qualité de l’air, garantissant des données précises, linéaires, transférables et robustes.
- Sélection des capteurs : seuls les capteurs les plus performants du marché et conformes aux FAT internationaux sont intégrés.
- Laboratoire et calibration : tests sous conditions extrêmes, compensation de dérive en ligne et courbes de réponse établies sur banc de dilution haute précision.
- Calibration et recalibration sur site : co-localisation avec stations de référence, étalonnage avec gaz certifiés via CalBox, corrections de dérive en absence de référence.
- Supervision et maintenance à distance : suivi en temps réel, gestion complète des calibrations et corrections via ELLONA Cloud.
- Performances prouvées : meilleur capteur multi-polluants Airparif 2021, meilleur capteur NO₂ Airparif 2023.
Conclusion
Las mediciones precisas requieren una calibración sin concesiones. Calibrar es garantizar la confianza en cada dato. ELLONA adopta un enfoque científico, riguroso y totalmente trazable para la calibración de los sensores de calidad del aire. Desde la selección de los sensores más avanzados hasta la supervisión remota a través de ELLONA Cloud, cada etapa está diseñada para garantizar mediciones precisas, lineales, fiables y robustas, incluso en los entornos más exigentes.