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El 90% de la población mundial respira aire contaminado

La contaminación del aire en el planeta ha llegado a niveles críticos tan sólo en México los problemas ambientales causan la muerte de 18.000 personas al año.

Anualmente fallecen 7 millones de personas por causas relacionadas con la contaminación atmosférica y las enfermedades infecciosas, cardíacas, oncológicas y complicaciones asociadas con el embarazo se han disparado.

Científicos de las universidades rusas que integran el Proyecto 5-100 nos cuentan cuáles son las soluciones que podrían ayudar a mejorar la situación.

La amenaza está en el aire

Los avances tecnológicos han brindado a la humanidad inmensas oportunidades, y a la vez han tenido un impacto aterrador en el medio ambiente. Ahora tenemos a nuestro alcance la posibilidad de desarrollar tecnologías de ensueño, pero en muchas regiones del planeta sufrimos la escasez de aire puro y agua limpia.

Según alerta el secretario general de la ONU, António Guterres, millones de especies animales y vegetales están en peligro de extinción, y los mares también son vulnerables a este impacto negativo.

De acuerdo a las estimaciones de la Organización Mundial de la Salud, solo en México los problemas ambientales causan la muerte de 18.000 personas cada año.

El relator especial de las Naciones Unidas, David Boyd, insta a los países a combatir la contaminación del aire, cumpliendo así sus compromisos en materia de derechos humanos. Y es que según Boyd, el aire limpio es un elemento clave del derecho a un medio ambiente sano.

Hay que ver lo que respiramos

Para proteger la atmósfera, es imprescindible contar con un sistema fiable y eficaz de vigilancia de su estado en tiempo real. De ahí que se necesiten herramientas para evaluar la calidad del aire, identificar las fuentes de contaminación y determinar el grado de peligro de estas. Hoy en día, las universidades rusas están trabajando en distintos proyectos en esta materia, desde la creación de un inventario de partículas de polvo hasta la construcción de minilaboratorios voladores.

Un estudio conjunto de la Universidad Federal de Siberia (SFU, por sus siglas en ruso) y ecologistas permite crear una base de datos de partículas de polvo tóxicas. Utilizando un filtro especial y haciendo pasar el aire a través de este, podemos conocer la composición elemental de las partículas de polvo, así como su ‘aspecto’ detallado, es decir la forma, el tamaño, el carácter de la superficie y la fuente de origen.

«El polvo urbano (sobre todo, el fino, de menos de 2,5 micrómetros) es el ‘medio de transporte’ principal y universal de la mayoría de las sustancias contaminantes hacia los pulmones humanos. Y sin entender la composición del polvo, es difícil evaluar correctamente su posible impacto en el medio ambiente y la salud del hombre, así como identificar con precisión la fuente de contaminación», sostiene Ruslán Sharafutdínov, director del Instituto de Ecología y Geografía de la SFU.

El monitoreo ambiental también se puede hacer en línea.

El programa informático Ecomonitor desarrollado por científicos de la Universidad Estatal de los Urales del Sur (SUSU, por sus siglas en inglés) calcula en tiempo real las emisiones del transporte y de las empresas. El proyecto ayudará a definir actividades para disminuir la emisión de agentes contaminantes, por ejemplo, establecer horarios del transporte. El programa no sólo recopila información sobre los niveles de sustancias contaminantes en un lugar determinado en tiempo real, sino que también es capaz de calcular su evolución en los próximos tres días a partir de la previsión meteorológica.

«Tenemos que saber cuáles son los niveles de cada sustancia en uno u otro territorio, si es seguro estar allí. Y si una zona determinada de la ciudad alberga varias plantas industriales, hay que tomar en consideración el aporte de cada una de estas a la contaminación del aire, los niveles base de contaminantes y la huella del transporte», explica Dmitri Drozin, responsable del proyecto y docente del Área de Matemáticas Aplicadas y Programación de la SUSU.

De la misma manera, el equipo aeromóvil diseñado por científicos de la Universidad Estatal de Investigación de Samara evalúa la calidad del aire en tiempo real. Este dispositivo portátil, con un peso de poco más de un kilogramo, es una alternativa totalmente válida a los armatostes de laboratorio. Se monta sobre la plataforma de un dron, lo que le permite realizar un vuelo en modo autónomo por una ruta preestablecida y transmitir datos sobre la calidad del aire al centro de control. El análisis de las muestras obtenidas se completa en menos de tres minutos. Se trata de una tecnología única en el país y el mundo por su rapidez y facilidad de uso.

La velocidad y la eficacia del monitoreo también aumentan con la ayuda de las partículas de aerosol. Un equipo de investigadores de la Universidad Federal del Lejano Oriente (DVFU, por sus siglas en ruso) y de la Delegación en Lejano Oriente de la Academia de Ciencias de Rusia (Febras, por su siglas en inglés) han descubierto que la reflectividad de las partículas de aerosol ayuda a evaluar con precisión los niveles de contaminación sin tener que usar medios técnicos adicionales.

A partir de estudios anteriores, los astrofísicos han desarrollado y patentado un nuevo método para la evaluación práctica de la cantidad de polvo atmosférico.

«El Grupo Intergubernamental sobre el Cambio Climático de la ONU reconoció que las partículas de aerosol eran uno de los factores menos estudiados que influyen en el cambio climático –explica Evgueni Zubko, antiguo investigador de la Universidad Federal de Lejano Oriente (Vladivostok, Rusia) y hoy catedrático de la Escuela de Humanidades de la Universidad de Kyong Hee (República de Corea).– Las partículas dispersan la luz solar redirigiendo una parte de esta hacia el espacio exterior y reduciendo el flujo total de radiación solar que alcanza la superficie terrestre, lo que lleva al enfriamiento de la superficie y de la capa interna atmosférica. Al mismo tiempo, otra parte de la luz solar es absorbida por las partículas de aerosol, lo que hace que se calienten y, por tanto, que se caliente el aire circundante.De esta forma, estamos ante dos procesos contrapuestos. Y todavía no sabemos cuál de estos procesos –el enfriamiento o el calentamiento del aire– predomina».

Una bocanada de aire fresco

El monitoreo y la evaluación del grado de contaminación del aire no sólo ayudará a detectar la fuente contaminante, sino también a seleccionar el método idóneo de depuración.

Para eliminar gases de combustión del aire –estamos hablando, en primer lugar, de las emisiones de centrales termoeléctricas–, los científicos de la Universidad Politécnica de Tomsk sugieren utilizar un haz pulsado de electrones. Han comprobado con experimentos que esta técnica es eficaz para retirar con eficacia los compuestos tóxicos del aire.

«Se supone que en la práctica el sistema de depuración se instalará en las chimeneas de las centrales termoeléctricas y se dividirá en la zona de irradiación y la de filtración. El proceso de depuración podría realizarse de la siguiente manera: en el gas de combustión se añade amoníaco y en algunos casos se introduce adicionalmente humedad. A continuación, se inyecta un haz pulsado de electrones, se produce de facto la formación del plasma y en este plasma se producen reacciones plasmoquímicas cuyo producto son partículas sólidas –sulfatos y nitratos de amonio (compuestos de amoníaco y óxidos de nitrógeno y azufre)–, que ya pueden filtrarse físicamente», dice Román Sazónov, investigador del Laboratorio de Tecnologías de Haces Pulsados, Descargas Eléctricas y Plasma.

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