Investigación realizada por el Centro de Tecnologías Ambientales de la USM en conjunto con el Instituto del IEK-7-FZJ de Alemania y las empresas PARTICULAS SpA y TechForYou (T4Y), busca comparar mediciones en tierra de O3 y aerosoles en Portillo, Región de Valparaíso, que sitúan al sector como el más contaminado de Chile por ozono y, además, prever futuros escenarios de cambio climático.
Una inédita campaña que se realiza por primera vez en el continente americano se encuentra realizando un equipo de investigadores nacionales y extranjeros en conjunto con empresas tecnológicas, cuya misión es lanzar 20 globos sonda a la estratosfera, los que contienen en su interior instrumentos de telecomunicaciones, monitoreo meteorológico y atmosférico que miden el ozono (O3) y aerosoles en la cordillera de Los Andes.
Los científicos, liderados por el profesor Dr. Francisco Cereceda, director del Centro de Tecnologías Ambientales de la Universidad Técnica Federico Santa María, tienen como propósito comparar mediciones realizadas en tierra, específicamente en el sector de Portillo, donde se ubica el NUNATAK-1 – laboratorio refugio del CETAM-USM – en donde desde hace unos años se ha estado midiendo O3 troposférico en tiempo real y continuamente. Esto permitirá otorgar mayor confiabilidad a los datos y así prever futuros escenarios ligados al cambio climático, donde ya se han detectado altas concentraciones de este gas, con niveles que superan a Santiago y la comuna de Los Andes, hasta hace poco el lugar con mayor concentración de O3 de Chile.
El equipo, compuesto también por investigadores del Institute of Energy and Climate Research (IEK-7) de Alemania y las empresas PARTICULAS SpA y TechForYou (T4Y), logró con este trabajo una hazaña inédita en la ciencia y el desarrollo tecnológico de sensometría bajo condiciones extremas, ya que existe muy poca información en esta materia en la cordillera de Los Andes y en esta parte del continente sudamericano.
Altas concentraciones de O3
El ozono troposférico es un contaminante atmosférico secundario, altamente oxidante y muy dañino para la salud de la población, la flora y fauna, y los materiales. Según explica el Dr. Cereceda – también profesor titular del Departamento de Química de la USM- “el ozono se produce por reacciones fotoquímicas, en donde participan contaminantes denominados primarios o precursores, como los óxidos de nitrógeno (NOx) y los compuestos orgánicos volátiles (COVs), asistidos por la luz solar que actúa como catalizador de su formación”.
Agrega que “los contaminantes precursores normalmente están presentes en grandes concentraciones en las ciudades muy contaminadas, como Santiago, ciudad que fue por muchos años era la que mayor concentración de ozono tenía en Chile, sin embargo, desde que se instalaron equipos de monitoreo de O3 troposférico en la comuna de Los Andes el año 2017, sorpresivamente esta pasó a tener las concentraciones más altas de Chile. Motivados por este hallazgo, CETAM-USM en conjunto con el Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos de la Universidad de Santiago de Chile, decidieron explorar las concentraciones de este O3 en la estación de monitoreo NNTK-1, encontrándose con la gran sorpresa que, las concentraciones medidas allí en plena cordillera de Los Andes era incluso más alta que en Santiago y que en la ciudad de los Andes”.
Por su parte, el Dr. Luis Alonso Díaz, actualmente Gerente General de PARTICULAS SpA, manifestó que “este hallazgo también se ha repetido en otras zonas cordilleranas del mundo, tales como en el Smoky Mountains National Park de los EE. UU., Himalayas, entre otras”.
Para intentar explicar este curioso y complejo fenómeno fotoquímico, CETAM ha estado realizando numerosos experimentos y campañas de monitoreo atmosférico en la cordillera de Los Andes, manejándose algunas hipótesis como que, las altas concentraciones de O3 troposférico pudieran deberse a ozono envejecido que llega desde la ciudad de Santiago, o que sus precursores son los que viajan arrastrados por los vientos hasta Portillo y allí debido a la alta radiación UV, reaccionan produciendo más ozono.
También se piensa que la gran cantidad de vehículos que circula por la carretera que une Chile con Argentina en el paso Los Libertadores, pudiera estar generando los precursores necesarios para la formación de este contaminante en Portillo, los que se suman a los NOx y COVs que se generan en la cuenca de Santiago. Esta última hipótesis es la que se está explorando con la cooperación del IEK-7, uno de los institutos con más experiencia mundial en las interacciones entre la estratósfera y la tropósfera, perteneciente al Foschunszentrum Jülich (FZJ), Alemania.
Campaña
La campaña se viene preparando desde hace varios años y logró concretarse entre el 25 de febrero y se prolongará hasta el 8 de marzo de 2024. Ha logrado concretar el lanzamiento de 20 globos sonda de 2 metros de diámetro cada uno, rellenos con helio, los que transportan diversos instrumentos de telecomunicaciones, monitoreo meteorológico, atmosférico, ozono y aerosoles, entre otros.
Las mediciones de ozono en la estratósfera las está liderando el lEK-7, FZJ. En el caso de los aerosoles, gracias a una colaboración entre la empresa PARTICULAS SpA, T4Y y el CETAM-USM, se incluirá por primera vez al radiosondeo realizado por el IEK-7 y el monitoreo en tiempo real de aerosoles atmosféricos, durante todo el trayecto.
Los globos alcanzan una altitud de 35 Km de altura, sobrepasando la tropósfera, cuyo límite es los 10 Km de altitud, permitiendo entonces medir durante todo su trayecto las concentraciones de O3 y de los aerosoles, las cuales son trasmitidas por radiofrecuencia a una base de operaciones provista de una antena receptora de telecomunicaciones que está instalada en el NNTK-1 en Portillo. Los datos son transmitidos en tiempo real hasta la base y son almacenados en un PC. Una vez alcanzada la altura máxima, los globos revientan y los instrumentos caen apoyados con un paracaídas, en este caso en territorio argentino previa autorización del gobierno trasandino, perdiéndose irremediablemente todos los instrumentos, dice el director del CETAM-USM.
Iniciativa inédita
Para el director del IEK-7-FZJ, Dr. Martin Riese, “esta campaña es absolutamente inédita, es la primera vez que se hace un radiosondeo de este tipo en la cordillera de Los Andes a esta altitud, y según sus datos y modelos, es única en todo el continente. Este tipo de información es tremendamente necesaria para poder comprender este tipo de fenómenos a cabalidad, ya que sólo hay información de cómo ocurren en Europa y América del norte, y en esta parte del mundo hay muy poca información. De hecho, en paralelo otro grupo de investigadores del mismo centro está realizando una campaña similar de Ozono en Sudáfrica, que está en el mismo paralelo que Portillo, pero al otro lado del mundo, con la intención de observar si hay alguna relación entra los fenómenos que se producen en ambos lugares del planeta”.
En tanto, el Dr. Christian Rolf, también parte del equipo científico, indica que “esto permite validar los resultados de estos modelos atmosféricos, entregando con ello mayor confiabilidad a los resultados de su aplicación a la generación de futuros escenarios de cambio climático o en la generación de eventos meteorológicos extremos, tan relevantes actualmente”.
Nuestra expectativa
Mejor Comprensión de los Impactos Ecológicos: El monitoreo detallado de ozono y aerosoles mediante radiosondas en la Cordillera de Los Andes generará datos más precisos sobre la concentración y distribución de estos contaminantes. Esta información es crucial para evaluar de manera más precisa el riesgo ecológico asociado a estas sustancias, permitiendo entender mejor cómo afectan la salud de la flora y fauna local. La capacidad de medir las variaciones temporales y espaciales del ozono y aerosoles aportará una base sólida para estudios de impacto ambiental y conservación de ecosistemas en zonas de alta montaña.
Identificación de Áreas Críticas para la Conservación: La data recabada ofrecerá una visión detallada de las zonas más afectadas por la contaminación por ozono y aerosoles en la cordillera, lo que facilitará la identificación de áreas críticas que requieren medidas de conservación urgente. Esto es especialmente relevante para la preservación de ecosistemas únicos y especies endémicas de la zona central de la Cordillera de Los Andes, permitiendo diseñar estrategias de manejo y conservación más efectivas que minimicen el impacto negativo de estos contaminantes.
Fundamento para Políticas Ambientales y de Salud Pública: Los resultados del monitoreo contribuirán a la elaboración de políticas ambientales y de salud pública más informadas, dirigidas a mitigar los efectos nocivos del ozono y los aerosoles en la Cordillera de Los Andes. Al proporcionar evidencia científica sobre los riesgos ecológicos para la flora y fauna, estos datos pueden ser utilizados para promover regulaciones más estrictas sobre emisiones de precursores de ozono, como por ejemplo, en la generación de información para una futura y anhelada norma secundaria de la calidad del aire para ozono troposférico, así como para desarrollar programas de monitoreo continuo y acciones preventivas que protejan estos ecosistemas vitales y la salud de las comunidades cercanas.
Gran colaboración con empresas tecnológicas chilenas:
Ingeniería y Gestión Ambiental PARTICULAS SpA, fundada en 2014, se dedica a proveer servicios y productos de alta calidad en ingeniería y gestión estratégica de la calidad del aire. Reconocida por su compromiso con el medio ambiente y la eficiencia energética, esta empresa chilena colabora con importantes entidades nacionales e internacionales, aspirando a ser líder en el control de la contaminación atmosférica y la calidad del aire. Con un equipo de expertos altamente especializados con grado de doctor en importantes universidades de los EE.UU. y de Chile, PARTICULAS se enfoca en soluciones innovadoras para el bienestar de la sociedad y la protección del medio ambiente.
TechForYou (T4Y), nace de la unión de un equipo profesional apasionado por la ciencia y la tecnología, abordando diversos desafíos que requieren de monitoreo, control y acción en línea, robusta y real. T4Y se orienta al desarrollo y operación de integraciones tecnológicas de alto desempeño, apoyados de sistemas informáticos agnósticos y herramientas de inteligencia de imágenes. Sus clientes valoran sus servicios aplicándolos en minería, medio ambiente, transporte, smart city, biotecnología, agroindustria, energía y ciencia aplicada. Más información en go@t4y.cl
