La pandemia del COVID-19 ha enfrentado a la humanidad con nuevas paradojas. Las ciudades que implementaron medidas de aislamiento experimentaron reducciones en gases contaminantes como dióxido de nitrógeno – NO2 y Ozono -O3, y material particulado PM 10 y PM 2.5. Sin embargo, estos niveles pueden aumentar, tal como ha sucedido en diferentes capitales de América Latina y el Caribe en los últimos meses.

En este nuevo webinar del CODSpace, un proyecto del Centro de los Objetivos de Desarollo Sostenible para América Latina y el Caribe (CODS) y la Facultad de Ingeniería de la Universidad de los Andes ,presentamos los análisis de tres personas expertas en la medición de la calidad del aire utilizando Sistemas de Información Geográfica (SIG): Luis Belalcázar, profesor de la Universidad Nacional de Colombia; Karen Ballesteros, investigadora de la Universidad de los Andes y María del Carmen Cazorla, directora del Instituto de Investigaciones Atmosféricas de Ecuador.

En la presentación del webinar, Felipe Castro, director (e) del Centro ODS, explicó que la calidad del aire se ha convertido un tema central en la discusión sobre la sostenibilidad en las ciudades. De hecho, solamente en Colombia, como contó, mueren aproximadamente 8.000 personas al año por enfermedades asociadas a la mala calidad del aire, según el Departamento Nacional de Planeación (DNP). Para Castro, la medición de la calidad del aire es clave para evaluar diferentes metas asociadas a ODS como el 11, sobre ciudades sostenibles, y el 3, sobre salud y bienestar. 

Calidad del aire en 84 ciudades 

El primer expositor fue el profesor Luis Belalcázar, PhD en Ingeniería Ambiental y profesor e investigador de la Universidad Nacional. Su presentación se centró en los resultados de una investigación que ha adelantado con otros profesionales de las áreas de ingeniería química y ambiental. 

En uno de los estudios más recientes analizó 84 ciudades de América Latina con una población de más de un millón de habitantes. De estas, señaló,  solamente 24 cuentan con un monitoreo continúo y solo 15 cuentan con información en línea. En general, teniendo en cuenta todos los datos disponibles, los investigadores concluyeron que existe información de los últimos 20 años para evaluar la calidad del aire en estas ciudades de la región. 

Todas las ciudades evaluadas, señaló el profesor, exceden los límites de materiales contaminantes establecidos por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Las que presentan niveles más preocupantes son Mexicali, Lima y Santiago de Chile. Bogotá y Medellín, ambas colombianas, se encuentran en el medio, excediendo los límites recomendados por la OMS, pero sin llegar a los niveles de contaminación de otras ciudades. 

Con el modelo Prophet, los investigadores lograron evaluar las tendencias de los últimos 20 años y encontraron que en las concentraciones de material particulado PM 2.5, ciudades como Bogotá y Medellín han reducido sustancialmente los niveles. Para los niveles de NO2, las disminuciones fueron leves y, en el caso de Santiago de Chile, aumentaron. Esto puede relacionarse, dijo Belalcázar, con el aumento del parque automotor en las ciudades. 

De acuerdo con Belalcázar, gracias a instrumentos como Tropomi se han podido evaluar, a escala satelital, la escala del aire en las ciudades, encontrando una correlación positiva con las mediciones de las estaciones físicas de las ciudades. Para las investigaciones también han evaluado otros indicadores, como los AOD (Aerosol Optical Depth). A través de estos datos y herramientas, el grupo de investigación encontró que en la cuarentena estricta, los niveles de contaminación no se redujeron significativamente pese a la disminución en la circulación de vehículos. La principal razón que encontraron para el aumento de contaminación fue el incremento de incendios forestales en el norte de Suramérica. 

Mediciones en Quito y Galápagos 

En segundo lugar, la profesora Carmen Cazorla, PhD en Metereología, investigadora asociada en la NASA y directora del Instituto de Investigaciones Atmosféricas de Ecuador, habló sobre su trabajo en medición de calidad del aire, principalmente de ozono, en Quito y San Cristóbal, en Galápagos. De acuerdo con Cazorla, en estas ciudades se está avanzando en mediciones de ozono así como de compuestos orgánicos volátiles y se ha estudiado la variación en sus niveles con fenómenos como los incendios forestales y con medidas como las restricciones de la movilidad. 

Tras estudiar los niveles de contaminación en los meses de aislamiento por la pandemia y otros meses posteriores, Cazorla encontró que hubo reducciones significativas en los niveles de CO y en los VOCs (compuestos orgánicos volátiles). Las disminuciones en los niveles tanto de CO como de C3H6 fue cercana al 50% teniendo en cuenta las restricciones de movilidad. En el estudio del régimen fotoquímico, Cazorla encontró niveles de ozono altos. Según la expositora, “la tasa de producción de ozono se incrementó, pero el ozono no se acumuló gracias a las condiciones meteorológicas: días menos soleados y precipitación. Con el tráfico normal, la formación de ozono se restringe en un ambiente saturado por NO que inhibe la producción de radicales. El régimen químico cambió con las restricciones de movilidad”. 

En cuanto a las herramientas que se pueden utilizar, Cazorla señaló, por ejemplo, que Aerosol Robotic Network (AERONET)  es útil para tomar diferentes medidas con fotómetros solares. Su equipo de investigación, por ejemplo, ha medido la profundidad óptica de aerosoles así como la atenuación de la luz por causa de partículas suspendidas. Al observar datos de 2017 y 2019, Cazorla encontró algunas tendencias de línea base. Por ejemplo: la contaminación de material particulado fino aumentó en meses de turismo, como febrero, abril y julio. Con estas investigaciones también encontraron que la quema de biomasa en el Amazonas es capaz de introducir ozono alto en la capa de las islas Galápagos, afectando la calidad del aire por niveles altos de material particulado. 

Lupa a los incendios forestales 

Los últimos hallazgos que señaló Cazorla fueron complementados por los estudios de la profesora Karen Ballesteros, ingeniera e investigadora doctoral en la Universidad de los Andes. Citando a la Organización Mundial de la Salud (OMS), Ballesteros señaló que, en promedio, 12,6 millones de personas mueren anualmente por enfermedades asociadas a la mala calidad del aire. De ese total, el 23% es atribuible a la contaminación del aire . En el marco de esta problemática, dijo Ballesteros, “se han realizado diferentes estudios para evaluar la calidad del aire, el impacto de las fuentes locales, las emisiones industriales, vehiculares, entre otras”. 

A manera de ejemplo, señaló que las imágenes satelitales de la NASA  han demostrado que los incendios forestales son una fuente importante de contaminación atmosférica, como sucede con los incendios en la Amazonía, al norte de Suramérica, los cuales tienen impactos significativos en la contaminación . Para las mediciones de calidad del aire, dijo, es clave tener en cuenta la estacionalidad  y las quemas de biomasa, midiendo así el Black Carbon y el Brown Carbon. Las mediciones realizadas por Ballesteros y su equipo dieron cuenta  de una correlación entre la estacionalidad, los incendios forestales y la contaminación. 

Tras hacer una evaluación de la temporada seca y los incendios en el norte de Suramérica en febrero de 2010 y febrero de 2018 con imágenes satelitales con diferente profundidad óptica, se pudo evidenciar que los incendios impactan significativamente en el aumento de material particulado. Las zonas más afectadas son las grandes ciudades, como Quito y Bogotá. En la capital colombiana se concentran, por ejemplo, el 11% del total de muertes asociadas al incremento de partículas P.M 2.5 y en Medellín el 9% .

Lo que han demostrado los estudios con herramientas satelitales ligados con la información de las estaciones de monitoreo y los sensores remotos  es que las quemas abiertas de vegetación representan un porcentaje cercano al 15% de los aportes de PM 2.5 de determinadas ciudades en temporadas secas, como Bogotá.

Para ver el webinar, haga clic en el siguiente video: