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Aire limpio para el futuro

Hoy en día sabemos con certeza que el aire que respiramos puede ser una amenaza para nuestra salud y bienestar. Muchos de nosotros que vivimos en grandes ciudades comprobamos el índice de calidad del aire local y el tiempo mientras nos tomamos el café por la mañana. Ver imágenes en las noticias de edificios asomándose a través de una nube espesa de color amarillo-marrón no es infrecuente. Por ejemplo, la contaminación en Beijing fue un tema de gran repercusión durante los Juegos Olímpicos de 2008, cuando millones de vehículos fueron retirados de las calles al ponerse en marcha medidas de emergencia para tratar de reducir la contaminación del aire antes de que los atletas y espectadores llegaran (ref. 1).

Photo on sunset Los Angeles smog

Una imagen familiar de la contaminación del aire para los estadounidenses —una puesta del sol en un día de verano lleno de smog en Los Ángeles durante la década de 1990. Los edificios más altos del centro de la ciudad y el río de Los Ángeles son algunos puntos de referencia visibles a través de la bruma. (Crédito de la imagen: NASA/JPL/Barbara Gaitley)

La preocupación por la calidad del aire que respiramos se remonta a varias décadas atrás en Estados Unidos. La Ley Federal de Aire Limpio ("Clean Air Act") se introdujo en 1963, y trajo consigo una serie de normas (en particular, con las enmiendas de 1970, 1977 y 1990) que estaban destinadas a controlar la contaminación del aire y proteger a los ciudadanos. Se espera que las políticas actuales que la Agencia Estadounidense de Protección del Medio Ambiente ("Environmental Protection Agency") ha puesto en marcha prevengan 230.000 muertes prematuras hacia el año 2020 (ref. 1). Pero eso es sólo en Estados Unidos. La contaminación atmosférica es un problema global, y los países en todos los rincones del planeta están implementando índices de calidad del aire y estrategias de mitigación para ayudar a abordar el problema.

Muchas de las estrategias para reducir la contaminación atmosférica se han propuesto todo el mundo. Recientemente, un equipo de científicos, incluidos miembros del Goddard Institute for Space Studies de la NASA, examinaron catorce medidas específicas de control de emisiones que se dirigen a dos principales contaminantes: el ozono y el carbono negro (o hollín). El objetivo fue determinar si, y en qué medida, estas medidas de control afectarían al numero de muertes prematuras a nivel global vinculadas a estos dos contaminantes. Los resultados del estudio muestran que tal vez no sea demasiado tarde para asegurar un aire mas limpia en el futuro.

O(h-No)zono

El ozono (O3) es un componente natural de la atmósfera de nuestro planeta. En la estratosfera (la segunda capa de la atmósfera, que se encuentra justo debajo de la mesosfera), el ozono constituye lo que llamamos la "capa de ozono". Esta barrera natural ayuda a proteger a la Tierra de la radiación solar perjudicial. El ozono también está presente mucho más cerca de la superficie del planeta, en la troposfera, la región en la que se encuentra el aire que respiramos. Aquí abajo, en la troposfera, el ozono puede ser un contaminante peligroso.

Diagram showing the layers of the atmosphere

La troposfera es la región de la atmósfera más cercana a la superficie de la Tierra e incluye el aire que respiramos. (Crédito de la imagen: NASA ESPO/INTEX-NA Educational Outreach)

En las capas altas de la troposfera, el ozono actúa como un gas de efecto invernadero. Absorbe parte de la energía infrarroja que emite la Tierra causando un efecto de calentamiento que contribuye al cambio climático global que experimentamos actualmente. En la baja troposfera, el ozono tiene efectos directos sobre la salud de la biosfera de nuestro planeta. Muchos estudios han demostrado que el ozono puede causar problemas respiratorios en las personas, vinculando el contaminante a condiciones como el asma, la bronquitis y la muerte prematura.

Las actividades humanas como el consumo de combustibles fósiles, la producción de arroz, los vertederos y la ganadería han provocado un importante aumento del ozono troposférico en nuestro planeta en los últimos siglos. Estas actividades no producen directamente ozono, pero sí producen los precursores del ozono - como óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono y metano.

Cielos Negros Como el ozono, se ha demostrado que el carbono negro (BC son sus siglas en Inglés) causa numerosos problemas respiratorios en los seres humanos. El BC esta compuesto de partículas en el aire provenientes de la combustión incompleta de gas y biomasa. Básicamente, son pequeños trozos de hollín emitidos al quemar cosas, que flotan en el aire que respiramos hasta mucho después de que los incendios han remitido y los motores se han apagado. Existen fuentes naturales de BC en la Tierra pero las actividades humanas también emiten cantidades importantes. El BC es creado por todo lo que quemamos, desde la leña y el carbón hasta los bosques y el combustible diesel, y se produce tanto en nuestras fábricas como en nuestras casas.

Photo of field burning Satellite photo of smoke plumes from field burning

El uso de biocombustibles en países en vias de desarrollo y la quema de biomasa en los trópicos también han contribuido al aumento del ozono troposférico. En algunas áreas, como Zambia, la práctica de la quema de biomasa es visible via satélite. (Créditos de las imágenes: NASA, izquierda; derecha, NASA/GSFC/MODIS)

Con la introducción de diversos controles de la contaminación en Estados Unidos y Europa, una gran parte del BC producido en estas regiones ha ido disminuyendo desde 1950. Hoy en día, la mayor parte del BC producido por el hombre proviene de las naciones en desarrollo de Asia, América Latina y América del Sur. Desafortunadamente, esta tendencia creciente de producción de BC en el mundo en desarrollo no muestra signos de desaceleración.

Jadeando

En su estudio, el equipo de investigadores examinó los efectos que las medidas de control de emisiones podrían tener en el futuro de la calidad del aire de la Tierra. En concreto, se centraron en 14 medidas específicas dirigidas al metano (el precursor del ozono) y al BC. Con el uso de dos modelos químico-climáticos (modelos que incluyen la diferentes especies químicas en la atmósfera, sus interacciones químicas, y procesos físicos como el viento, la radiación y las nubes que son importantes para el clima), los investigadores examinaron cómo una disminución de las concentraciones de metano y BC en el aire se traduciría en una reducción de la tasa de mortalidad.

"El modelo toma como entradas las emisiones de diversos contaminantes", explica Drew Shindell, del Goddard Institute for Space Studies de la NASA y colaborador en el estudio. "A continuación, calcula la influencia de esas emisiones — variables en el tiempo y el espacio — en la composición de la atmósfera al mismo tiempo que las reacciones químicas y otros procesos — como la lluvia — eliminan compuestos. Finalmente, el modelo calcula el impacto de los cambios en la composición debido a las 14 medidas. Los impactos en la salud son evaluados en función del impacto de las medidas sobre la contaminación en superficie. "

Photo of diesel exhaust

Las emisiones del diesel son una fuente importante de emisiones de carbono negro (Crédito de la imagen: New York State Department of Environmental Conservation)

Para decidir sobre las 14 medidas de control de emisiones que iban a examinar, el equipo primero revisó la políticas de emisiones y las recomendaciones que existen en la actualidad. Se utilizaron cinco escenarios de emisiones desarrollados por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y la Organización Meteorológica Mundial (OMM). Estos escenarios incluyen cinco casos. El primer caso se basó en datos de emisiones actuales (2005) y las políticas de emisiones que ya están en vigor (por ejemplo, las emisiones de automóviles estándar en los EE.UU. y Europa). El segundo incluyó las emisiones previstas para 2030, las estimaciones de uso de energía de la Agencia Internacional de la Energía y todas las políticas de emisiones que se han acordado hasta el momento. Los casos tercero, cuarto y quinto incluyeron diversos grados de control de emisiones adicionales que se han sugerido pero que no se han acordado o implementado hasta el momento. Esto abarca desde la simple mejora de la tecnología de cocinas rurales para reducir el BC que producen (es decir, no muchos nuevos controles), a la eliminación de todos los vehículos con altas emisiones y de la quema de todos los residuos agrícolas (es decir, controles de emisión muy estrictos). Después de analizar todos estos datos, el equipo llegó a las 14 medidas que van desde un control de emisiones relativamente bajo a políticas muy estrictas que afectan a la producción de metano y BC.

Cuando las 14 medidas fueron examinadas utilizando los dos modelos climáticos, los resultados fueron claros. Ambos modelos mostraron que las concentraciones de ozono y BC cambiarían drásticamente, y que ello "afectaría sustancialmente a la mortalidad debida a la contaminación atmosférica en todo el mundo" (ref. 3).

Un futuro más limpio

Según el estudio, las regulaciones que están actualmente en marcha en Norte América evitarán entre 100.000 y 800.000 muertes prematuras por año relacionadas con el BC en 2030. En Asia oriental, Asia sudoriental y el Pacífico, el número de vidas salvadas podría ser tan alto como 1.1 millones al año. Sin embargo, los efectos en Asia podrían ser compensados por el aumento de las concentraciones de ozono y BC en el sudoeste de Asia y Asia Central, donde se espera que las emisiones de estos contaminantes aumente rápidamente en los próximos años.

Cuando se trata de la aplicación de nuevas medidas de control los resultados son más brillantes. El equipo estima que si todas las medidas que examinaron fueran implementadas, hasta 4,4 millones de muertes relacionadas con el BC y 520.000 muertes relacionadas con el ozono podrían evitarse cada año en 2030. Estas medidas reducirían la mortalidad en todas las regiones de la Tierra, e incluso podrían reducir la tendencia actual de aumento de la mortalidad debido a la contaminación del aire en zonas de áfrica y Asia.

En total, hasta el 8% de todas las muertes por cáncer de pulmón y cardiopulmonares entre las personas de 30 años o más podrían prevenirse mediante los controles de emisiones. Sin embargo, los investigadores piensan que estas cifras en realidad subestiman los verdaderos beneficios de la reducción de emisiones.

"También se reduciría la exposición en interiores que en la actualidad mata a más personas cada año. Es probable que incluyendo la exposición en interiores aumentaría en gran medida los beneficios de reducir las emisiones", dice Drew Shindell. "También habría beneficios para niños y adultos jóvenes que no están incluidas en el estudio ya que los datos epidemiológicos no están disponibles por grupos de edad."

La implementación de controles de emisión también tendría repercusiones positivas más allá de la salud humana. Cuando se compara con los gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono, el metano y el BC tienen tiempos de vida relativamente cortos. Esto significa que no estarían en la atmósfera tanto tiempo. La reducción de metano y BC, por tanto, tiene efectos más inmediatos, y ello podría reducir las tasas de cambio climático en el corto plazo.

Los resultados del estudio son prometedores y muestran que mediante el control de las fuentes humanas de metano y BC, todavía tenemos una oportunidad para mitigar los efectos nocivos de estos contaminantes. Seleccionar e implementar las medidas correctas hoy ayudará a frenar el cambio climático, y, literalmente, salvar millones de vidas en un futuro no muy lejano.

Enlace Relacionado

NASA Ozone Resource Page: www.nasa.gov/vision/earth/environment/ozone_resource_page.html

Referencias

1 Watts, J, 2008: Beijing Olympics: Emergency anti-smog plan announced for 'Greyjing'. The Guardian. 28 Jul 2008. Available online at: www.guardian.co.uk/environment/2008/jul/28/pollution.carbonemissions (URL last verified 2012-10-01).

2 United States Environmental Protection Agency. The Clean Air Act. Available online at: epa.gov/oar/caa/title1.html (URL last verified 2012-10-01).

3 Anenberg, S.C., J. Schwartz, D. Shindell, M. Amann, G. Faluvegi, Z. Klimont, G. Janssens-Maenhout, L. Pozzoli, R. Van Dingenen, E. Vignati, L. Emberson, N.Z. Muller, J.J. West, M. Williams, V. Demkine, W.K. Hicks, J. Kuylenstierna, F. Raes, and V. Ramanathan, 2012: Global air quality and health co-benefits of mitigating near-term climate change through methane and black carbon emission controls. Environ. Health Perspect., 120, 831-839, doi:10.1289/ehp.1104301.