Durante la actual pandemia de Covid-19 se ha usado el distanciamiento social como una de las principales estrategias para disminuir el número de contagios entre la población. En marzo de este año se declararon cuarentenas a nivel mundial, restringiendo todas aquellas actividades consideradas no esenciales con el fin de mantener a la población en aislamiento en sus hogares.
Debido a ello, numerosos negocios cerraron temporalmente, diversas industrias redujeron su actividad, y muchas empresas solicitaron a sus empleados trabajar desde su hogar; las escuelas también cerraron sus puertas y comenzaron a impartir la educación de forma virtual. El efecto directo e inmediato de estas medidas fue una reducción sustancial en la movilidad de la población, así como en la producción industrial.
Las expectativas generadas por estas medidas en la comunidad científica dedicada a estudiar la atmósfera fueron inmensas, debido a que estas circunstancias implicaban un “experimento” único que permitiría estudiar los efectos sobre la calidad del aire al disminuir de manera significativa las emisiones de contaminantes en zonas urbanas por quema de combustibles fósiles, principalmente por disminución del tráfico. La hipótesis, por supuesto, era que la calidad del aire mejoraría sin lugar a dudas.
Sin embargo, las observaciones no siempre resultaron consistentes con esta suposición y fueron muy variadas en diferentes lugares del mundo. Si bien es cierto que algunas ciudades en Estados Unidos y Europa presentaron cielos tan limpios como no había sido vistos en años por la población; en otras ciudades (como Ciudad de México y Querétaro) no se observó una mejoría en la calidad del aire que pudiera ser atribuida a la disminución de emisiones a la atmósfera.
Para poder explicar estas observaciones, es importante considerar que la concentración de los contaminantes en el aire es causada por procesos complejos que incluyen tanto emisiones a la atmósfera, como transformaciones químicas y meteorológicas; además, las relaciones que existen entre los tres tipos de procesos no siempre son lineales.
Algunos contaminantes a la atmósfera (como el monóxido de carbono (CO) y los óxidos de nitrógeno (NOx) se denominan primarios porque son emitidos directamente, siendo la quema de combustibles fósiles una de sus fuentes más importantes. Sin embargo, otros contaminantes como el ozono (O3) se denominan secundarios al generarse en la atmósfera por transformaciones químicas de los contaminantes primarios; las reacciones químicas involucradas requieren de luz como fuente de energía. La velocidad de formación de los contaminantes secundarios depende de variables ambientales como cantidad de radiación solar, humedad y temperatura. Adicionalmente, las concentraciones de todos los contaminantes se ven afectadas por eventos meteorológicos como el viento puede transportar contaminantes hacia o desde la región de interés; inversiones térmicas que estancan el aire; o lluvia que “lava” la atmósfera. La interrelación entre todos estos procesos hace que el pronóstico de la calidad del aire no se pueda llevar a cabo de una forma sencilla y directa.
En general, las concentraciones de los NOx disminuyeron durante los inicios de la cuarentena a nivel mundial, debido a que estos son contaminantes de origen primario emitidos principalmente por vehículos. Otros contaminantes como los compuestos orgánicos volátiles (COVs), el dióxido de azufre (SO2) y el amoniaco (NH3), no siguieron la misma reducción debido a que sus principales fuentes a la atmósfera no son vehiculares, sino industriales, agrícolas o domésticas. Sin embargo, estos contaminantes no son los que atraen mayor atención debido a que, aunque pueden tener efectos negativos a la salud, su concentración es relativamente baja con respecto a las concentraciones de riesgo. Los contaminantes más relevantes, debido a las altas concentraciones que se pueden encontrar en zonas urbanas, son el ozono y al material particulado (PM, por sus siglas en inglés).
El ozono se forma en la atmósfera a partir de reacciones de NOx y COVs (denominados gases precursores) en presencia de luz. La relación entre la concentración de los precursores y la concentración de ozono es no lineal y depende del cociente entre concentraciones de COVs y NOx. Cuando la concentración de COVs es muy alta, una menor cantidad de NOx implica que se generará menos O3. Sin embargo, cuando las concentraciones de NOx son altas con respecto a la de COVs, puede ocurrir lo contrario: que una diminución de NOx genere una mayor cantidad de O3. Debido a que el cociente COV/NOx es diferente en cada región, y a que la reducción en cada uno de los precursores es diferente, la variación de la concentración de ozono durante la cuarentena ha sido diferente en las ciudades alrededor del mundo. La formación de material particulado en la atmósfera es aún más complicada, debido a que este tiene una fracción de origen primario y otra secundaria. Además, la química de sus precursores incluye un mayor número de especies, reacciones químicas, y procesos de evaporación y condensación, por lo que la respuesta a la diminución de emisiones puede ser aún más imprevista.
La cuarentena por Covid-19 sobre la calidad del aire resultó ser una oportunidad única para estudiar lo procesos involucrados en la calidad del aire a nivel local, y brindarán nueva información y modelos mejorados que se podrán usar para proteger la salud humana.
