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La contaminación por ozono en un futuro más cálido

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©   -   Derechos de autor  Getty Images

Este verano, los servicios meteorológicos y los expertos en calidad del aire de Europa estuvieron en alerta máxima no solo debido al pronóstico de una secuencia de olas de calor sin precedentes: también preocupaban los potenciales episodios de contaminación provocados por el calor. En julio y agosto, muchos lugares de Europa registraron episodios extremos de contaminación por ozono superficial, con valores que superaban los niveles de seguridad en Portugal, España e Italia, y en muchas capitales europeas como Londres, París o Bruselas.

Aunque las medidas de reducción de emisiones pueden disminuir gradualmente la presencia de otros contaminantes, la polución por ozono superficial sigue siendo más difícil de controlar, ya que se espera que aumente la frecuencia de los períodos cálidos y las altas temperaturas. Eso hace que vigilar la contaminación por ozono sea cada vez más importante para la salud pública.

¿Por qué nos debe importar la contaminación por ozono?

Hemos oído hablar mucho de la capa de ozono. Resulta vital para nosotros, porque protege a la Tierra de la peligrosa radiación ultravioleta. Ese ozono se sitúa en altitudes muy elevadas. Pero cuando hablamos de contaminación, nos centramos en el ozono a la altura de la nariz, que puede afectar a nuestra salud cuando se respira.

Para que se forme ese ozono deben darse varios factores concomitantes: luz solar, temperaturas cálidas y compuestos químicos que reaccionan con la radiación solar para producir dicho ozono. Estos compuestos se conocen como precursores del ozono, e incluyen hidrocarburos y óxidos de nitrógeno producidos por las actividades humanas o la vegetación.

«El ozono presente en la troposfera es un contaminante secundario que se forma a partir de reacciones fotoquímicas de otros contaminantes», afirma la Dra. Patricia Tarín-Carrasco, investigadora posdoctoral del Instituto de Salud Global de Barcelona. Tarín-Carrasco ha estado estudiando el efecto combinado de las olas de calor y los episodios de ozono sobre las personas.

«El ozono tiene varios efectos sobre la salud humana: puede causar irritación de las vías respiratorias y las membranas mucosas, dolores de cabeza, náuseas, un aumento de los casos de asma y bronquitis, enfermedades cerebrovasculares o incluso muertes prematuras», dice la Dra. Tarín-Carrasco. La Organización Mundial de la Salud recomienda una concentración máxima de ozono de 100 µg/m3 (media durante 8 horas), y la UE recoge un valor ligeramente superior de 120 µg/m3. Según datos de la Agencia Europea de Medio Ambiente, el verano pasado 16 países de la UE observaron concentraciones de ozono por encima del umbral recomendado por la propia UE, y 33 países de toda Europa se situaron por encima del estándar de seguridad de la OMS.

Según la Dra. Cristina Guerreiro, directora de investigación del Instituto Noruego de Investigación del Aire (NILU, por sus siglas en noruego), los efectos a largo plazo del ozono sobre la salud están menos claros, e incluyen un aumento de los casos de asma infantil y un empeoramiento de los síntomas para personas que ya padecen esta enfermedad. «En 2019, se estimó que la contaminación aguda por ozono provocó 16 800 muertes prematuras en Europa», dice la Dra. Guerreiro.

Las olas de calor y su impacto en la contaminación por ozono

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Según el [Servicio de Vigilancia de la Atmósfera de Copérnico (CAMS, por sus siglas en inglés)](https://atmosphere.copernicus.eu/repeated-summer-heatwaves-trigger-new-ozone-level-peaks-throughout-europe#:~:text=The rise in ozone concentrations,chemical reactions involving increased amounts), las altas presiones atmosféricas de las olas de calor, que van asociadas a velocidades de viento más bajas y estancamiento del aire, permiten que los precursores del ozono se concentren; por otra parte, los cielos despejados y la luz solar intensa favorecen las reacciones químicas que conducen a la formación de ozono. Cuando las olas de calor empeoran, también puede producirse contaminación por ozono, a no ser que se disminuyan las emisiones de precursores.

El vínculo entre las emisiones de precursores, las condiciones climáticas y la producción de ozono es complejo. Sin embargo, los científicos advierten que el fuerte vínculo entre el cambio climático y la calidad del aire hace que la reducción de las emisiones a largo plazo para combatir el calentamiento global sea fundamental para mitigar la contaminación por ozono y mejorar el aire que respiramos.

«En Europa, hay dos motores principales de contaminación por ozono que esperamos cambiar en el futuro», dice la Dra. Guerreiro. «El primero es el esperado aumento de la frecuencia de las olas de calor a causa del cambio climático, que exacerbará los problemas de contaminación por ozono. El segundo es una probable reducción de las concentraciones de precursores del ozono, que debería darse gracias a los esfuerzos para disminuir las emisiones de carbono». Guerreiro explica que, a largo plazo, las reducciones de emisiones serán más relevantes para la formación del ozono, por lo que las concentraciones de ozono disminuirán incluso si las olas de calor se vuelven más intensas y frecuentes.

Los científicos trabajan con muchas incertidumbres. Todavía no se conoce del todo cómo influyen las olas de calor sobre el ozono. «Las olas de calor podrían producir una sequía generalizada (como hemos visto este año), que a su vez conduciría a una menor absorción de ozono biogénica (por los organismos vivos), con lo que quedaría más ozono en la atmósfera. [Este proceso] es difícil de modelizar correctamente», dice la Dra. Guerreiro.

Dado el complejo vínculo entre las condiciones meteorológicas, los precursores y la producción de ozono, todavía existen incertidumbres con respecto al comportamiento del ozono, y esto hace que su interacción con otros fenómenos resulte más difícil de descifrar. «Las principales carencias de la ciencia son consecuencia de la compleja química que conduce a la formación del ozono, especialmente debido a la gran cantidad de hidrocarburos volátiles que participan», dice el Dr. Augustin Colette, jefe de la Unidad de Vigilancia de la Calidad del Aire del Instituto Nacional del Medio Ambiente Industrial y los Riesgos de Francia (INERIS, por sus siglas en francés) y científico principal de las actividades regionales de calidad del aire de CAMS. «La situación es aún más compleja porque no solo tenemos que entender qué tipos de hidrocarburos están relacionados con las actividades humanas: la vegetación es también una importante fuente de esos compuestos, y esas emisiones todavía no están del todo claras. Por lo tanto, para crear modelos de química atmosférica se necesita una buena comprensión de los intercambios entre el suelo, la cubierta vegetal y el aire».

Vigilando el ozono

Para proteger la salud humana, es fundamental predecir cuándo podría ocurrir la contaminación por ozono, especialmente en el caso de personas vulnerables como niños o ancianos. Según el Dr. Colette, en algunos países, como Francia, los pronósticos sobre la calidad del aire pueden activar medidas de emergencia para reducir las actividades contaminantes de la industria y el transporte que producen precursores del ozono. «A lo largo de los años, se han desarrollado varios tipos de modelos predictivos», dice el Dr. Colette, y explica que estos incluyen modelos de aprendizaje automático y también físicos, que tienen en cuenta la química del aire y elementos del transporte de ese aire.

«Tenemos modelos que habitualmente se ocupan de un país, o un continente como Europa, e incluso modelos globales que abarcan toda la Tierra. Pero esos modelos están mejor acotados en zonas en las que podemos aprovechar las estaciones de vigilancia in situ, aunque los satélites también ofrecen información valiosa de lugares remotos», añade el Dr. Colette.

En Europa, CAMS ofrece pronósticos diarios de concentración de ozono, y también produce mapas de última generación que recogen condiciones pasadas y ayudan a los responsables políticos a entender mejor la exposición a la contaminación del aire, según afirma el Dr. Colette. «En su Servicio de políticas, CAMS diseña productos con valor añadido que van más allá de los mapas de concentraciones de ozono. Hoy es posible indicar qué parte de la polución por ozono se debe a contaminantes del aire local y qué parte se ha transportado desde un país vecino. Se trata de una información de enorme importancia para responsables políticos que necesitan saber la eficacia que tendrían las políticas ambientales si se aplicaran solo a una ciudad determinada».

Para mejorar la calidad del aire se necesitan políticas climáticas sólidas

Según la Dra. Guerreiro, la reducción de las concentraciones de ozono es un asunto con alcance regional, nacional e internacional, ya que el ozono se forma a grandes distancias. «Aunque las autoridades locales son a menudo las que vigilan el cumplimiento de los estándares de calidad del aire, no pueden gestionar eficazmente este problema solo con políticas locales. En la práctica, la concienciación y la acción se han dado más a escala europea y nacional, y tienen poca presencia a escala local», afirma Guerreiro.

Según ella, las políticas eficientes para hacer frente a la contaminación por ozono requieren ciencia sólida, lo que se traduce en estrategias de seguimiento y estudio adecuadas que se basan en la investigación y los modelos climáticos y de calidad del aire. «En general, los protocolos internacionales de mitigación deben tener en cuenta el efecto combinado sobre el ozono troposférico (a nivel del suelo) y el clima, que tradicionalmente se consideraban cuestiones separadas», añade Guerreiro. «Para diseñar buenas estrategias políticas, también se necesita potenciar la investigación sobre los niveles de ozono durante las olas de calor. Aunque se conocen bastante bien los procesos generales que controlan el ozono, las condiciones especiales que se dan durante las olas de calor y la influencia de estas sobre el ozono no están tan claras».

Combatir el cambio climático es una herramienta clave para abordar, entre otros fenómenos peligrosos, la contaminación por ozono. «Es enormemente importante establecer un alto grado de cooperación entre las autoridades a todos los niveles, desde el local al internacional, y a través de diferentes sectores y ámbitos políticos. También es muy importante seguir evaluando los efectos de las políticas ya implantadas y del cambio climático sobre los niveles de ozono».