Ozono troposférico en Albacete

En marzo de este año tuvimos la oportunidad de realizar una primera aproximación a la calidad del aire de Albacete, nuestra ciudad, hablando de la evolución de las partículas en los últimos años, todo ello gracias a una referencia aparecida en prensa escrita que creímos en su día necesario aclarar.

Tras aclarar el concepto de contaminación por partículas y ver su evolución en la última década, utilizando herramientas de minería de datos, vamos a analizar en esta ocasión otro contaminante que suele ponerse muy de moda en verano y que aparece cada cierto tiempo en prensa. Hablamos del Ozono.

El Ozono que respiramos.

Los más veteranos aún recordamos cómo en la década de los 80 salió a la luz pública el que quizás fue el primer problema ambiental global de verdadero alcance mediático: El agujero en la capa de Ozono.

Agujero en la Capa de Ozono

Agujero en la Capa de Ozono

Como este problema ambiental repercutía claramente en nuestra salud, las herramientas para su resolución aparecieron relativamente pronto, y en 1987 un nutrido grupo de países firmó el conocido Protocolo de Montreal, prohibiendo el uso de los perjudiciales CFC's (clorofluorocarbonos) que acababan con el ozono. Tres décadas después el problema parece estar comenzando a remitir y el agujero observado en la Antártida comienza a presentar una reducción efectiva de su superficie en sus niveles de detección más bajos.

Sin embargo, este problema ambiental convirtió en amigable al Ozono, una molécula compuesta por tres oxígenos que, si bien en las capas superiores nos protege de las peligrosas radiaciones ultravioleta del Sol, cuando se encuentra en el aire que respiramos (lo que los técnicos llamamos troposfera), se convierte en un contaminante especialmente relevante debido igualmente a su alta capacidad oxidante.

De hecho, el ozono en el aire que respiramos puede afectar a las mucosas, generando irritación o incluso agravando dolencias respiratorias, a los tejidos de los seres vivos, e incluso a los materiales de construcción de nuestras ciudades, cuando su exposición a altas concentraciones se prolonga en el tiempo.

Buscando al culpable del delito.

Representación tridimensional de la molécula de Ozono.

Representación tridimensional de la molécula de Ozono.

Nadie, o mejor dicho, casi nadie, emite ozono a la atmósfera de forma deliberada (no es momento de hablar de los generadores de ozono para desinfección).

El Ozono es un contaminante secundario, y se genera en situaciones en las que se dan condiciones meteorológicas adecuadas para que ciertos contaminantes primarios o precursores, ya presentes en el aire, reaccionen y lo generen en su descomposición.

También se puede generar en la ionización dada en el aire en una tormenta de rayos, o incluso por el intercambio de flujos entre estratosfera y troposfera, en perturbaciones muy puntuales, aunque ambos casos son excepcionales y difícilmente causantes del ozono que nos aqueja como contaminante en nuestra vida diaria.

En la mayoría de ciudades los precursores son los óxidos de nitrógeno (NOx). Este mismo contaminante, que sí que genera el hombre y que por lo tanto se denomina como primario, es a la vez responsable de la destrucción del ozono, al generar reacciones cruzadas que permiten su destrucción, presentando un comportamiento similar a un "tampón químico".

NO2 + hv → NO + O

O + O2 → O3

O3 + NO → NO2 + O2

En determinados sitios, con un importante grado de contaminación por tráfico, o con la influencia de ciertas actividades industriales, el ozono también puede venir también de otros precursores como los compuestos orgánicos volátiles (COVs).

 

Y en Albacete, ¿Cuándo tenemos Ozono?

En ciudades con una concentración de contaminantes primarios dentro de la media, como podría ser el caso de Albacete, el Ozono se produce fundamentalmente por la influencia de los condicionantes meteorológicos y en concreto por la existencia de una elevada temperatura, una baja humedad y una radiación solar alta.

De esta forma, tal y como muestra la siguiente gráfica, si estudiamos la variación temporal del Ozono en Albacete durante la última década, podremos comprobar como las medias obtenidas presentan la siguiente casuística:

  • Alcanzan su máximo a las horas medias del día.

¿Por qué? - Porque es cuando más radiación solar se registra y mayores temperaturas se alcanzan, entre las 12:00 y las 18:00.

  • En los picos máximos de generación de NOx, a primera hora de la mañana, es cuando se alcanzan los mínimos de Ozono

¿Por qué? - Porque el ozono existente, ante la falta de radiación solar  que lo genere, reacciona con los contaminantes primarios producidos por el hombre, procedentes de las emisiones del tráfico rodado registradas entre semana, descomponiéndose.

  • Los niveles basales (valores mínimos), registrados en fin de semana, son superiores a los registrados entre semana.

¿Por qué? - Porque el fin de semana no hay emisiones de primarios relevantes, que en Albacete proceden fundamentalmente del tráfico. De esta forma, el ozono, al carecer de una concentración suficiente de primarios que lo generen, pero que también lo agoten, registra los mínimos más altos de toda la semana.

  • Los principales meses de verano, y fundamentalmente junio y julio, es cuando se producen los niveles medios más elevados de ozono.

¿Por qué? - Porque es cuando se combinan los condicionantes meteorológicos que hemos comentado al principio en su máximo apogeo: una elevada temperatura, una baja humedad y una radiación solar alta.

Evolución temporal de Ozono y NO2 en Albacete.

Evolución temporal de Ozono y NO2 en Albacete en la última década.

 

Y en Albacete, ¿Cómo evoluciona el Ozono?

Si buscamos una tendencia para el ozono en la última década, una vez desestacionalizados los datos (eliminadas las fluctuaciones debidas a las condiciones meteorológicas que se dan en cada época del año, que tanto afectan al ozono), podemos observar que el Ozono presenta un incremento paulatino de sus concentraciones medias que año a año se traduce en una subida media de 0,99 µg/m3 al año.

Sin embargo, esta tendencia de incremento en los niveles parece estar más relacionada con la evolución de los condicionantes meteorológicos que con un incremento paralelo de los precursores. De hecho, si analizamos la tendencia para el NO2, este contaminante primario de origen antropogénico parece haber experimentado un descenso de sus concentraciones medias que es prácticamente equivalente al experimentado por el ozono, con niveles de -9,92 µg/m3 al año.

Evolución del Ozono en Albacete en la última década.

Evolución del Ozono en Albacete en la última década.

Evolución de la media de NO2 en la última década.

Evolución de la media de NO2 en la última década.

 

Lo que también parece haber presentado una evolución negativa, al igual que ya observamos en su día para los datos de partículas, es la calidad de los datos del Ozono.

Durante los años 2013 y 2014 la pérdida de datos en el equipo de ozono hace que el volumen de datos válidos no supere los porcentajes del 60,6% y del 75,2%, respectivamente, estando en el 2015 aún en porcentajes del 88,7%, pese a los cambios realizados en la red.

Estos valores están muy por debajo de lo que suele ser aceptable para una red de control, e incluso de los propios valores de años anteriores (por ejemplo, durante el 2012 el ozono se encontraba en valores del 93% de datos válidos), poniendo incluso en riesgo la validez del equipo para la determinación de la calidad del aire.

 

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