La UPC participa en una campaña para estudiar la contaminación atmosférica en el Mediterráneo

El grupo Remote Sensing Laboratory (RSLab) de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) participa en la campaña de medición de las partículas atmosféricas en la cuenca occidental del Mediterràneo, que se realiza desde el 10 de junio hasta el 5 de julio, en el marco del proyecto internacional ChArMEx (Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment), cuyo objetivo es conocer mejor la interacción entre la contaminación atmosférica y el clima.

La calidad del aire en todo el Mediterráneo y en particular en las islas se deteriora y tiene consecuencias sobre la salud de las personas y sobre el clima. El mar Mediterráneo es un laboratorio natural que permite estudiar el efecto del calentamiento climático y validar la predicción de la calidad del aire en gran parte de Europa. Y es que en esta cuenca se acumulan partículas atmosféricas y aerosoles procedentes de Europa y del norte de África, especialmente en verano, cuando los picos de contaminación y las intrusiones de polvo mineral procedentes del desierto del Sahara son más frecuentes. Para estudiar mejor como se produce este fenómeno en la zona occidental norte del Mediterráneo, el grupo Remote Sensing Laboratory (RSLab) de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) participa este verano en la medición de partículas atmosféricas, a través de diversas técnicas, desde Barcelona y desde Menorca. Estas medidas se realizan en el marco del proyecto Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment (ChArMEx), cuyo objetivo es conocer mejor la interacción entre la contaminación atmosférica y el clima. En esta interacción podría encontrarse el origen de la degradación de las condiciones meteorológicas (más cálidas y secas) y del deterioro de la calidad del aire que se dan en la cuenca mediterránea, especialmente en verano.

El proyecto está coordinado por el Laboratorio de Ciencias del Clima y del Medio Ambiente (LSCE), un centro de investigación de la Agencia Nuclear Francesa (CEA); la Agencia de Investigación Nacional Francesa (CNRS) y la Universidad de Versailles Saint-Quentin (UVSQ) de Francia. 

Unas 150 personas, procedentes de unos 30 entidades, mayoritariamente de España, Francia e Italia, y también de Alemania, Argelia, Chipre, Grecia, Italia, Malta, Marruecos y Turquía, investigan sobre las partículas de la cuenca mediterránea para elaborar el inventario más completo de las especies químicas presentes en la atmósfera, y estudian sus transformaciones a lo largo del transporte de las masas de aire, así como sus impactos sobre el clima regional. Además del grupo RSLab de la UPC, participan en el proyecto el Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) del Ministerio de Economía y Competitividad; el Instituto de Diagnosis Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA) y el Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados —ambos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)—; la Consejería de Medio Ambiente del Gobierno Balear; la empresa GESA-ENDESA; la Universidad de Granada, la Universidad de las Islas Baleares y la Universidad Miguel Hernández, de Elche.

El grupo de investigación Remote Sensing Laboratory (RSLab), situado en el Campus Norte de la UPC, en Barcelona, es el responsable de la campaña de mediciones que se realiza, desde el 10 de junio al 5 de julio, en la capital catalana y en Menorca, coordinada por el profesor Michaël Sicard, del Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones de la UPC en Barcelona, y por el profesor François Dulac, del LSCE de Francia y coordinador del proyecto ChArMEx. El RSLab aporta sistemas lidar atmosféricos, que utilizan una técnica de sondeo vertical de la atmósfera para detectar partículas en suspensión. Esta técnica se basa en el mismo principio que utilizan los sistemas radar para medir remotamente, pero en este caso utilizando frecuencias ópticas, a partir de la emisión de un láser. 

Esta fase de la campaña de medición, consistirá en el lanzamiento de globos presurizados desde el Aeródromo de Sant Lluís (Menorca); medidas de teledetección con multinstrumentación en el Cap d'en Font (Menorca), y de teledetección en el Campus Norte de la UPC (Barcelona). La campaña continuará después en Mallorca, hasta el 9 de agosto. 

Desde el Campus Norte de la UPC se utilizan dos sistemas lidar para el sondeo vertical de la atmósfera: uno automatico con 2 canales de adquisición que funciona en régimen continuo las 24 horas del día y otro, con 6 canales de adquisición, que funciona a demanda para casos identificados y que requiere un operador. Ambos sistemas permiten dar una estimación de la intensidad y del origen de la contaminación, y determinar la altura de los penachos que forman las partículas detectadas.

Esta información se actualiza en tiempo real en un servidor de Internet que aporta datos para el resto de grupos involucrados en el proyecto y que participan también en la campaña de mediciones de este verano en Menorca. En el aeródromo de Sant Lluís de la isla, la UPC, la Agencia Espacial Francesa (CNES), la CEA, el CNRS y la Universidad Paul Sabatier (UPS), de Toulouse, han instalado una estación de lanzamiento de globos con instrumentación para realizar el seguimiento de los penachos de contaminación, y una estación de instrumentos de teledetección en el Cap d’en Font. Esta estación está equipada con otro lidar, fotómetros solares, contadores de partículas y medidores de las propiedades ópticas de las partículas. 

Una de las innovaciones del proyecto, respecto a la campaña realizada el año anterior, es el despliegue conjunto de globos instrumentados. Desde Menorca se lanzan dos tipos de globos presurizados. Estos globos miden tanto la concentración de ozono como el número de partículas. Uno de ellos deriva con el viento y entonces viaja a la misma altura y con la misma velocidad que los aerosoles, para seguir su evolución durante su trayectoria por la atmósfera, mientras que el otro sube por la columna atmosférica hasta más de 30 kilómetros, proporcionado así un perfil vertical de la contaminación.

En esta recogida de datos se utilizan también aviones con instrumentación a bordo para recoger muestras in situ a diferentes alturas de los aerosoles y contaminantes, que se unen a los diversos tipos de sistemas de teledetección que permitirán conocer las propiedades ópticas de los aerosoles y contaminantes así como su distribución vertical en la atmosfera. 

Los globos sirven de trazadores para los aviones con el objetivo de analizar las mismas masas de aire en varias etapas de su transporte. Estos globos permitirán por primera vez seguir la evolución de la concentración de ozono y del número de partículas en diferentes clases de tamaño, a lo largo de su trayectoria a través de centenares de kilómetros. Se trata de un método particularmente potente para detectar la formación de ozono y/o la sedimentación de partículas naturales, como lo son las partículas de polvo procedentes del Sahara, y confrontarlos a la previsión de modelos de transporte.

El Mediterráneo, laboratorio climático de Europa

En marcha desde 2010, ChArMEx, que forma parte del programa internacional Mediterranean Integrated Studies At Regional and Loacal Scales (MISTRALS) realizó una primera campaña de mediciones en junio-julio 2012, en la que participó el grupo RSLab de la UPC, así como otros equipos españoles. La campaña que tiene lugar ahora, de un alcance sin precedentes en el Mediterráneo occidental norte, permitirá adquirir nuevos datos, en particular sobre lugares con poca instrumentación, como son las islas mediterráneas, muy afectados por la acumulación de contaminantes en verano. Gracias al uso de globos, aviones y tecnologías avanzadas, se podrán obtener, por primera vez en el marco del proyecto, medidas más allá del continente en lugares más remotos, como son las Islas Baleares, Córcega o Lampedusa (Italia). Estos resultados contribuirán a mejorar la representación de los procesos químicos y dinámicos de las partículas en los modelos de climatología y de calidad del aire.

El Mediterráneo es un receptáculo de todo tipo de contaminación, tanto de origen humano como natural. Por un lado, recibe contaminantes desde los continentes que rodean la cuenca, especialmente desde el norte y a través de los grandes valles y de los ríos como el Ródano o el Po, o directamente desde los grandes complejos industriales portuarios, como son los de Barcelona, Marsella, Génova, Argel o Sfax. Por otro, desde el centro del Sahara recibe partículas en forma de gigantescos penachos de polvo desértico.

Todos estos tipos de contaminación convergen en la cuenca que actúa como un inmenso reactor químico. Bajo el efecto del clima mediterráneo, cálido, soleado y seco, esta contaminación evoluciona: nuevas especies químicas aparecen, mientras que otras se transforman o desaparecen. Una parte de esta contaminación como la formación de ozono o de polvo ultra fino, puede causar trastornos respiratorios y cardiovasculares. También puede modificar el clima provocando aun más sequedad. 

Fuente de Datos: Universitat Politècnica de Catalunya