El satélite de la NASA que permite hacer seguimiento a los días con mala calidad del aire

A principios de agosto, los cielos de Portland, Oregón (Estados Unidos), adquirieron un tono sepia cada vez más familiar, a medida que los vientos del este arrastraban hacia la ciudad columnas de gas y humo procedentes de los incendios forestales. En un momento dado, la calidad del aire de Portland se situó como la peor del mundo, lo que provocó el cierre de campamentos de verano y piscinas públicas, así como la cancelación de conciertos al aire libre. En un verano marcado por el calor intenso y los incendios forestales, se vivieron situaciones similares en ciudades de toda Norteamérica —Nueva York, Denver, Chicago y Toledo—.

Por encima de todo ello, un satélite de la NASA registró el dinámico remolino de gases y partículas que alimentaban estas crisis de calidad del aire. Desde una posición privilegiada a 35.000 kilómetros (22.000 millas) sobre el ecuador, el satélite TEMPO-Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution (control de las emisiones troposféricas contaminantes) ha proporcionado instantáneas cada hora, casi en tiempo real, de los contaminantes que se originan, migran y se disipan en la atmósfera diurna sobre América del Norte desde septiembre de 2025.

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Mientras que los anteriores satélites de seguimiento de la contaminación solo ofrecían una o dos imágenes diarias de la calidad del aire, esta visión continua a escala continental ha ayudado a los investigadores y a las autoridades reguladoras a comprender mejor y a responder ante algunos de los contaminantes más impredecibles e incontrolables de la atmósfera.

TEMPO revela cómo la contaminación —al igual que el estado del tiempo— no es estática. “La contaminación varía de hora en hora, de día en día”, afirma Laura Judd, investigadora científica de la NASA en el Centro de Investigación Langley de Hampton, Virginia. “Lo que obtenemos de TEMPO es esta ilustración de lo que denominamos ‘clima químico’”.

Desde la aprobación de la Ley de Aire Limpio en 1970, Estados Unidos ha logrado avances enormes en la reducción de los niveles de seis contaminantes atmosféricos peligrosos comunes que respiran las personas. Sin embargo, los avances en la reducción de dos contaminantes en particular —el ozono y las partículas de menos de 2,5 micrómetros de diámetro, o PM2,5— se han estancado en los últimos quince años aproximadamente. Ambos son contaminantes secundarios, formados a través de reacciones químicas en la atmósfera que se ven influidas por la luz solar, el calor y otras variables.

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Debido a su compleja química y al hecho de que sus precursores proceden de fuentes difusas, como los aeropuertos, la agricultura y los incendios forestales, los contaminantes secundarios han resultado especialmente difíciles de comprender y controlar. Siguen siendo uno de los principales factores que contribuyen a las aproximadamente 100.000 muertes prematuras, los 10.000 partos prematuros y los 200.000 casos de asma infantil que aún se deben a la contaminación atmosférica en Estados Unidos. Y, tal y como concluía una revisión de 2023 del Annual Review of Pharmacology and Toxicology, cada vez hay más pruebas de que la contaminación atmosférica puede contribuir a enfermedades del desarrollo neurológico, como la esquizofrenia, así como a enfermedades neurodegenerativas, como el alzhéimer y el párkinson.

La capacidad de TEMPO para rastrear cómo se forman los contaminantes secundarios a lo largo del día tiene un amplio potencial para ayudar a reducir esas cifras. Los gobiernos estatales y locales pueden utilizar TEMPO para identificar y mitigar los precursores, lo que les ayuda a cumplir mejor con las normas federales de calidad del aire. Los científicos pueden crear modelos de predicción para los contaminantes secundarios y emitir alertas más oportunas sobre la calidad del aire peligrosa. Y los investigadores en salud pública pueden fundamentar las medidas de control de la contaminación con información más precisa sobre dónde y cuándo los contaminantes secundarios afectan a la salud humana.

TEMPO recopila datos mediante un espectrómetro que mide los patrones de absorción de la luz ultravioleta y visible en la atmósfera, lo que permite obtener concentraciones estimadas de dióxido de nitrógeno (NO_₂), formaldehído, aerosoles y ozono troposférico con una resolución de aproximadamente cuatro millas cuadradas (unos 10 km²). El satélite cubre las lagunas que deja el sistema de monitorización terrestre de la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU., que proporciona datos de alta calidad, pero solo de aproximadamente un tercio de los más de 3.000 condados estadounidenses.

“Supone un cambio revolucionario”, afirma Tracey Holloway, científica atmosférica de la Universidad de Wisconsin-Madison que dirige el Equipo de Ciencias Aplicadas a la Salud y la Calidad del Aire de la NASA y es coautora de una revisión de 2021 en el Annual Review of Biomedical Data Science sobre el seguimiento de la calidad del aire mediante satélite. “Va a cambiar realmente nuestra percepción de quién respira qué”.

Donde hay humo

El pasado verano, en toda América del Norte, ese “qué” fue a menudo el humo de los incendios forestales. Especialmente en el oeste de Estados Unidos, los distritos de calidad del aire se enfrentan constantemente a los enormes impactos de los devastadores incendios forestales. Un estudio reveló que el 23 % de las partículas PM2,5 presentes en la atmósfera durante el verano de 2020 procedía de incendios forestales que batieron récords. Como consecuencia, se registraron 3.720 casos en los que se superaron las Normas Nacionales de Calidad del Aire Ambiente (NAAQS) de la EPA, los límites establecidos para seis contaminantes clave.

TEMPO está ayudando a los investigadores a demostrar exactamente cómo el humo de incendios forestales lejanos transporta los precursores de los contaminantes secundarios a lo largo de cientos o miles de millas, lo que ayuda a los responsables de la calidad del aire a determinar cuándo las fuentes locales son las culpables de un pico de contaminación y cuándo no lo son.

“En las columnas de humo siempre hay grandes concentraciones de formaldehído”, afirma Shobha Kondragunta, investigadora en ciencias físicas del Centro de Aplicaciones e Investigación Satelital de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, en College Park, Maryland. Esto se debe a que, en presencia de la luz solar, los compuestos orgánicos volátiles se descomponen para formar esta sustancia química. A continuación, el formaldehído reacciona con los óxidos de nitrógeno de la atmósfera para producir ozono y PM2,5. TEMPO realiza un seguimiento de ambos precursores.

El satélite también permite a los investigadores estimar la altura de las columnas de humo, lo que puede ayudarles a calcular cuánta luz solar penetra a través de la neblina y favorece la formación de ozono en el aire a nivel del suelo que respiran las personas.

Los datos por hora y de alta resolución de TEMPO también facilitan la elaboración de la documentación que necesitan las agencias de calidad del aire para hacer un seguimiento de la contribución del humo de los incendios forestales a la calidad del aire, especialmente a largas distancias. Esto les ayudaría a evitar imponer restricciones innecesarias.

“No queremos que se declare una zona como en incumplimiento debido al humo de los incendios forestales o a tormentas de polvo, situaciones que un estado nunca podrá solucionar”, afirma Mary Uhl, directora ejecutiva del Consejo de Recursos Atmosféricos de los Estados del Oeste, una asociación formada por 15 agencias de calidad del aire de los estados del oeste.

Amanda Fritz, ingeniera de control de la contaminación atmosférica del Departamento de Energía y Protección Medioambiental de Connecticut, con sede en Hartford, afirma que las columnas de humo de incendios forestales procedentes de Canadá, a cientos de millas de distancia, contribuyeron este verano a muchos —aunque no a todos— de los 13 casos de superación de los límites de ozono que su estado registró hasta el 4 de julio de este año —la fecha más temprana en la que la región ha alcanzado este alarmante hito—. El ozono siempre ha sido un problema en Connecticut debido a que el smog se desplaza hacia el noreste desde la ciudad de Nueva York. Incluso una pequeña cantidad de humo puede aportar los precursores adicionales justos para provocar un rebasamiento de los límites de ozono.

Con TEMPO, podemos identificar “dónde se está produciendo el ozono”, afirma Jennifer Kaiser, investigadora de calidad del aire en el Instituto Tecnológico de Georgia, en Atlanta. “Nunca antes habíamos medido el ozono cercano a la superficie desde un satélite”, añade. Esa información puede señalar fuentes locales clave de precursores del ozono que, a su vez, pueden ser objeto de medidas por parte de las autoridades reguladoras.

Fuentes locales

TEMPO ya ha ayudado a los responsables de la calidad del aire en Maryland a comprender cómo se combinan los factores locales para generar aire nocivo y evitar que sus jurisdicciones cumplan las normas de calidad del aire. En 2022, Maryland cumplió por primera vez todas las normas NAAQS. Sin embargo, este año, el estado ya había registrado 10 días de superación de los límites de ozono en agosto.

Dada la fragilidad de este logro estatal, Joel Dreessen, meteorólogo especializado en calidad del aire del Departamento de Medio Ambiente de Maryland, utilizó TEMPO para determinar de dónde procedían las masas de ozono. Dado que la formación de ozono se intensifica con las altas temperaturas, Dreessen y sus colegas compararon los datos de NO_₂ de TEMPO correspondientes a mañanas calurosas con y sin picos de ozono. Descubrieron que el NO_₂ era un factor determinante clave en la formación local de ozono, afirma, y que sus fuentes eran las zonas industriales y el corredor de la Interestatal 95, con un intenso tráfico.

Con esta información, Dreessen puede predecir mejor los episodios de altos niveles de ozono, y los reguladores y responsables políticos pueden identificar soluciones normativas. Afirma que las observaciones horarias de TEMPO fueron fundamentales para comprender cómo el aire relativamente frío atrapado cerca del suelo por la mañana acumulaba una burbuja de precursores del ozono, que luego se desplazaba por la región impulsada por los vientos del día. “Pudimos ver realmente cómo las cosas cambian constantemente a lo largo del día”, afirma.

Establecer conexiones

Esta capacidad de observar cómo se desarrollan los fenómenos tiene un valor incalculable en la Ciudad de México, la ciudad más poblada de América del Norte, situada en un valle montañoso que atrapa de forma natural los contaminantes atmosféricos cerca del suelo. Iván Gutiérrez-Ávila, profesor de medicina ambiental en la Facultad de Medicina Icahn de Mount Sinai, en la ciudad de Nueva York, ha descubierto que las mediciones de NO_₂ realizadas por TEMPO alcanzan su máximo durante la hora pico matutina de esta enorme zona urbana. Antes de TEMPO, las mejores estimaciones de NO_₂ disponibles por satélite solo proporcionaban una lectura al día, a primera hora de la tarde.

“Si utilizamos información que no es la más relevante para la exposición, nos perderemos detalles importantes para los modelos epidemiológicos de salud”, afirma Allan Just, colega de Gutiérrez-Ávila y epidemiólogo ambiental de la Universidad de Brown, en Rhode Island.

Además, Gutiérrez-Ávila y Just han demostrado que las visitas a urgencias aumentan durante los picos de NO_₂, lo que ofrece a las autoridades información útil sobre la relación entre la exposición y los efectos sobre la salud. “Las comunidades deben poder tomar decisiones: ¿debemos cancelar el partido de fútbol, trasladar el recreo al interior o indicar a la gente que adopte medidas de protección al aire libre?”, señala Just.

Tomar estas decisiones con sensatez puede salvar vidas. En México, se estima que la contaminación atmosférica exterior causa aproximadamente una de cada 17 muertes. Se calcula que las muertes y enfermedades debidas a la contaminación atmosférica tienen un impacto económico de unos 800.000 millones de dólares al año en Estados Unidos, lo que supera con creces el costo de amenazas mucho más visibles, como los desastres naturales relacionados con el clima.

Gracias a su capacidad para monitorizar algunos de los contaminantes atmosféricos más nocivos, del mismo modo que los satélites meteorológicos rastrean peligros naturales como tornados y huracanes, el satélite de “clima químico” ofrece a los investigadores y a los responsables de la calidad del aire una nueva y valiosa herramienta para reducir el impacto de la contaminación atmosférica en cientos de millones de vidas.

Artículo traducido por Debbie Ponchner

*Este artículo fue publicado, originalmente, en Knowable en Español.

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