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¿Qué es la contaminación por calor?

Publicado en 15 julio, 2019

Envira,

En primer lugar, conviene aclarar que la contaminación por calor (1) no es un impacto que afecte de manera especial a la atmósfera, ya que esta energía tiende a disiparse con celeridad en el aire. La principal afección de la contaminación térmica se produce sobre el agua cuando, por ejemplo, se produce un vertido a cauce de efluentes procedentes de torres de refrigeración.

No obstante, el calor también influye en la calidad del aire. De hecho, a fecha de redacción del presente texto, julio de 2019, tanto España como Europa dejan atrás una inusual ola de calor que ha pulverizado las temperaturas registradas en un mes de junio. Y esta coyuntura también se ha dejado notar en los niveles de contaminación, como se verá en este artículo.

Olas de calor, el escenario perfecto para una calidad del aire ínfima

Una ola de calor, según Aemet (2), es «un episodio de al menos tres días consecutivos, en que como mínimo el 10% de las estaciones consideradas registran máximas por encima del percentil del 95% de su serie de temperaturas máximas diarias de los meses de julio y agosto del periodo 1971-2000».

Estas altas temperaturas ambientales comportan riesgos para la salud humana. Pero, junto con la luz solar, también generan un “caldo de cultivo” propicio para que las concentraciones de ciertos contaminantes como el ozono, los compuestos orgánicos volátiles o las partículas en suspensión se disparen. Y por si fuera poco, la propia urbanización de la ciudad y el tráfico constante tienden a incrementar la sensación térmica, agravando el fenómeno de “isla de calor”, que exacerba aún más si cabe las consecuencias de las emisiones (Swamy, Nagendra & Schlink, 2017).

En estas circunstancias ambientales, las redes de control y vigilancia de la calidad del aire
permiten monitorizar en continuo las concentraciones de contaminantes mediante una red de estaciones fijas y/o móviles distribuidas en diferentes puntos de una ciudad. Estas estaciones disponen de analizadores calibrados con métodos de referencia, proporcionando datos exactos de los distintos parámetros de medida. Para complementar la información que proporcionan estas estaciones, las redes de sensores son una opción idónea para conocer cómo es la calidad del aire en más puntos de un núcleo urbano. ENVIRA IoT posee una dilatada trayectoria profesional en la instalación, explotación y mantenimiento de redes de calidad del aire y el desarrollo de dispositivos IoT para redes de sensores.

Ozono, el contaminante secundario que se intensifica con el calor

El ozono es un contaminante secundario que encuentra unas condiciones adecuadas para su formación cuando concurren:

  • Altas temperaturas.
  • La presencia de precursores tales como los NOx, COVs, CO y CH4, que inician la reacción.
  • Radiación solar intensa.
  • Muchas horas de luz.
  • Baja velocidad del viento.

Estas características suelen darse de manera habitual durante los períodos de calor intenso (Pyrgou, Hadjinicolaou & Santamouris, 2018).

Un ejemplo claro de la relación entre concentración de ozono y temperatura se pudo apreciar durante la referida ola de calor de junio de 2019.

Así, en la siguiente imagen, se puede observar que el día 20 de junio, que registró valores de temperatura normales para la época estival, los valores octohorarios (valor límite en periodos de 8 horas) correspondientes al ozono estaban, en términos generales, dentro de los valores objetivo para la protección de la salud humana (120 µg/m3) establecidos por el Real Decreto 102/2011 (3).

La situación cambia de manera drástica el día 29 de junio, fecha en la que amplias zonas del país superaron los 40 ºC. Como se puede comprobar, la concentración de ozono registró altos valores, superándose en muchos casos los 140 µg/m3 (cabe recordar que el valor que marca el umbral de información está establecido en 180 µg/m3).

Mapa de España con la concentración de ozono en junio

Fuente: Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación (MAPA)

Compuestos orgánicos volátiles, cuando la vegetación contribuye a reducir la calidad del aire

Numerosos estudios demuestran que la presencia de árboles en la ciudad es positiva, ya que reducen las temperaturas con su sombra, incrementan la captura de carbono, ayudan a regular la escorrentía y proporcionan espacios de ocio.

Pero tal y como afirma Churkina et al. (2017), cuando están expuestos a altas temperaturas y contaminación de origen antropogénico, la vegetación urbana modifica su fisiología y anatomía. Como resultado, crea un mecanismo de retroalimentación que se manifiesta en un aumento en la emisión de compuestos orgánicos volátiles (COVs) que se transforman posteriormente en ozono troposférico. No obstante y aunque las plantas liberan cientos de COVs, solo unas pocas de estas sustancias afectan de manera relevante a la calidad del aire.

Esta conclusión se basa en la comparación de modelos que el equipo de investigación de Churkina et al. (2017) llevó a cabo en el área metropolitana de Berlín en dos períodos diferentes: verano de 2006, bajo una ola de calor, y verano de 2014, que registró temperaturas acordes a la estación y latitud de la zona de estudio. La simulación mostró que durante el verano de 2006, los COV procedentes de la vegetación urbana contribuyeron a generar un 6-20 % de ozono, aumentando su contribución hasta el 60 % durante los días en los que se registraron las temperaturas más altas.

Partículas en suspensión (PM), una mezcla de contaminantes secundarios, ceniza y arena

Las partículas en suspensión, tal y como se pormenoriza en el artículo que describe las PM10 y PM2.5, pueden tener un origen primario, si son emitidas de forma directa (por ejemplo, la ceniza de un incendio) o secundario, si son resultado de reacciones químicas atmosféricas que también pueden iniciarse con la emisión de COV que se describe en el epígrafe anterior. De hecho, se considera que los monoterpenos y sesquiterpenos, dos de los principales COV biogénicos reactivos, están relacionados con el incremento del número y masa de las partículas (Churkina et al., 2017).

Las olas de calor, de igual forma, suelen llevar aparejado un incremento en el riesgo de incendios, un suceso que conlleva un aumento de la concentración de partículas en suspensión.

Asimismo, en muchas ocasiones, las temperaturas extremas suelen llegar acompañadas por vientos de componente sur que transportan polvo sahariano, generando episodios de calima. No obstante y aunque este fenómeno desata la alerta sanitaria pues suele implicar picos en la concentración de partículas en suspensión, en especial de PM10, sirve también para reducir la temperatura ambiental, ya que la arena presente en la atmósfera bloque la radiación solar, como explica Carmen Guirado, del Centro de Investigación Atmosférica de Izaña (4).

Como se puede comprobar, la equivocada contaminación por calor no es tal contaminación, al menos cuando se habla de calidad del aire. No obstante, las altas temperaturas tienen un impacto directo en la concentración y dispersión de los contaminantes hasta el punto de que incluso los árboles pierden su efecto benéfico. Y, si se confirman los modelos, estos calores extremos prometen ser la nueva norma en un clima cada vez más incierto.

Referencias:

– (1) Contaminación térmica. (s.f.). En Wikipedia. https://es.wikipedia.org/wiki/Contaminaci%C3%B3n_t%C3%A9rmica
– (2) Aemet. Olas de calor en España desde 1975. Área de Climatología y Aplicaciones Operativas. https://www.aemet.es/documentos/es/noticias/2016/Olas_Calor_ActualizacionJun2016-B.pdf
– (3) España. Real Decreto 102/2011, de 28 de enero, relativo a la mejora de la calidad del aire. Boletín Oficial del Estado, 29 de enero de 2011, núm. 25, pp. 9574 a 9626. https://www.boe.es/boe/dias/2011/01/29/pdfs/BOE-A-2011-1645.pdf
– (4) EFE Verde. (2014). La calima se asocia al calor pero en realidad enfría la atmósfera. https://www.efeverde.com/noticias/la-calima-se-asocia-al-calor-pero-en-realidad-enfria-la-atmosfera/
– Churkina, G., Kuik, F., Bonn, B., Lauer, A., Grote, R., Tomiak, K., & Butler, T. (2017). Effect of VOC emissions from vegetation on air quality in Berlin during a heatwave. Environmental Science & Technology, 51(11), 6120-6130. doi: http://doi.org/c7tr
– Pyrgou, A., Hadjinicolaou, P., & Santamouris, M. (2018). Enhanced near-surface ozone under heatwave conditions in a Mediterranean island. Scientific Reports, 8(1). doi: http://doi.org/gdr9mn
– Swamy, G., Nagendra, S., & Schlink, U. (2017). Urban heat island (UHI) influence on secondary pollutant formation in a tropical humid environment. Journal Of The Air & Waste Management Association, 67(10), 1080-1091. doi: http://doi.org/c7tq

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