Beauchef Magazine - Especial recursos hídricos - Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

P ara nadie es un misterio que la con- taminación atmosférica es uno de los mayores problemas que enfrenta el planeta. No solo porque sus altas concentraciones de gases y aeroso- les producen enfermedades respiratorias, sino además porque dañan la capa de ozono, contri- buyen al cambio climático y también a la forma- ción de lluvia ácida. Según cifras del Ministerio del Medio Ambien- te, en Chile fallecen anualmente más de 3.500 personas por enfermedades cardiopulmonares generadas por la exposición a altas concen- traciones de contaminantes. Aunque la cifra podría ser considerada como excesiva, resulta de toda lógica si se toma en cuenta que, según el recientemente publicado Inventario Nacional de la Calidad del Aire, Chile genera un promedio anual de más de 190 mil kilotoneladas de mate- rial particulado grueso (PM10) y 173 kilotoneladas de material particulado fino (PM2,5). Ante tal nivel de polución, realizar pronósticos acertados sobre calidad del aire parece una me- dida indispensable para ayudar a mitigar daños. Si bien en la actualidad el Ministerio del Medio Ambiente es la institución encargada de entre- gar predicciones de contaminación atmosférica con información proveniente de 219 estaciones de monitoreo, la precisión de este pronóstico depende, entre otros factores, del funciona- miento adecuado y la capacidad de cobertura territorial para detectar concentraciones de materiales como ozono, dióxido de azufre, óxi- dos de nitrógeno, hidrocarburos, metano, plomo y monóxido de carbono. “ En Santiago contamos con 11 estaciones en lí- nea que monitorean cuál es la calidad del aire que respiramos. Sin embargo, en otras ciudades de Chile esa red es bastante menos extensa. Además, como las decisiones se toman sobre la base de lo que ocurre en las estaciones, si al- guien se encuentra a más de cinco kilómetros de cualquiera de ellas, no sabrá cuál es la cali- dad del aire que respira ” , dice Nicolás Huneeus, académico del Departamento de Geofísica (DGF) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile e investigador del Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)². En este escenario, una serie de iniciativas provenientes de la industria y la academia han surgido como una manera de complementar el trabajo de las instituciones públicas para prede- cir la calidad del aire. Entre ellas se encuentran dos propuestas de investigadores/as de la FCFM y del (CR)². La primera, en fase de elaboración, busca predecir la calidad del aire con una me- todología determinística. La segunda es un mo- delo desarrollado con inteligencia artificial con prometedores niveles de precisión. La primera propuesta forma parte de un conjun- to de productos y servicios para la plataforma Air Quality Watch (AQ-Watch), cuyo fin es pro- nosticar niveles de contaminación en el aire, conocer las fuentes de emisión responsables de esta y determinar qué efectos tienen distintas medidas de mitigación en mejorar la calidad del aire, explica Hunneus. El investigador afirma que el sistema de pronós- tico para AQ-Watch se ha estado construyendo sobre la base de un modelo determinístico que funciona en modo predictivo y se está probando en el estado de Colorado, Estados Unidos; la ciu- dad china de Beijing; y el norte y centro de Chile. “ Lo que hacemos no es reconstruir relaciones establecidas en el pasado con información so- bre observaciones recientes, sino simular con modelos numéricos el destino de los contami- nantes una vez que son emitidos por medio de ecuaciones de conservación de masa, energía y las reacciones químicas ” , plantea. El propósito es entregar una predicción de la ca- lidad del aire en todo un espacio como una ciu- dad, sin depender de la información emitida por las estaciones de monitoreo de la calidad del aire. “ Esto permitiría tomar decisiones más in- formadas como, por ejemplo, cambiar la ruta de un viaje en bicicleta para usar un camino donde la calidad del aire sea un poco mejor ” , agrega el investigador. Modelos complementarios Sobre este punto, los investigadores del equipo de Datos y Cómputos del (CR)², Camilo Menares y Francisco Gómez, concuerdan en que no pro- nosticar correctamente el nivel de contamina- ción atmosférica podría significar, por ejemplo, que las niñas y niños hagan educación física en un día en que ni siquiera se recomienda que sal- gan de sus casas. Por ello, subrayan la impor- tancia de contar con pronósticos de calidad del aire certeros, como los que se pueden obtener con la aplicación de inteligencia artificial en la que trabajan, especialmente, por medio de có- digos de aprendizaje profundo, que permiten a las máquinas imitar el cerebro humano. Actualmente, el Ministerio del Medio Ambiente es la institución encargada de entregar predicciones de contaminación atmosférica con 219 estaciones de monitoreo. Imagen: Sistema de Información Nacional de Calidad del Aire. I+D 41