Energías

El ¿aire? de las capitales

CC CONTAMINACIÓN AIRE LOS ANGELES

Los científicos del clima comenzaron a olfatear alrededor de las megalópolis. Tiene sentido: ahí es donde se concentran las personas y los recursos. Ahora sospechan que las ciudades son de lo peor cuando se trata de la generación de gases de efecto invernadero (…)

Mount Wilson, en el sur de California, es un monte solitario y hostil, propenso a los repentinos desprendimientos de rocas y a veces sitiado por los incendios, pero aun así ha atraído a algunas de las mentes más brillantes de la ciencia moderna.

George Ellery Hale, uno de los padrinos de la astrofísica, fundó el Observatorio de Mount Wilson en 1904 y determinó que las manchas solares eran de origen magnético. Su acólito, Edwin Hubble, usó un telescopio enorme, arrastrado hasta allí por mulas, para probar que el universo se estaba expandiendo. Incluso Albert Einstein hizo una peregrinación al monte en la década del 30 para codearse con los astrónomos.

Hoy, Mount Wilson es el sitio de un esfuerzo más terrenal pero no menos ambicioso. Los científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, y otros están convirtiendo toda la región metropolitana de Los Ángeles en un laboratorio de clima de última generación.

Desde este cordón montañoso, están desplegando un pulmón mecánico que detecta sustancias químicas en el aire y un analizador de rayos solares que analiza los cielos sobre Los Ángeles. En un sitio gemelo del Instituto de Tecnología de California (Caltech), los investigadores “cortan” las nubes en rodajas con un láser verde brillante, atrapan muestras de aire en frascos de vidrio, y contemplan el Sol con un espejo enorme artilugio que parece un microscopio de Dios.

Estas personas son los soldados de a pie en una ambiciosa iniciativa interinstitucional, llamada el Proyecto de Carbono en las Megalópolis. Han estado investigando el espacio aéreo de Los Ángeles por más de un año, con la ayuda de patrocinadores de renombre como el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, el Instituto de Estudios Espaciales de Keck y el California Air Resources Board. Si todo va bien, en 2015 el equipo de las megalópolis y sus colegas de trabajo en las pequeñas ciudades como Indianápolis y Boston habrá delimitado una parte importante de la ciencia del clima: una medición empírica de la huella de carbono de una ciudad.

Si bien no suena tan fácil como que Einstein devorara unas barritas de cereales y corriera montaña arriba para probar su aporte energético, sólo hay que darle tiempo: promete ser una iniciativa innovadora en la lucha mundial contra el calentamiento global.

Históricamente, los investigadores han tratado de entender el calentamiento global causado por la actividad humana, o antropogénico, con una mirada macro (en primer lugar en todo el planeta, y luego por regiones y países). Sin embargo, dos cosas sucedieron en los últimos años, que le dieron un nuevo marco de referencia. En primer lugar, advirtieron que las emisiones en grandes masas son extremadamente difíciles de medir. La señal procedente de los combustibles fósiles se enreda en un montón de otras cosas, como subproductos de los ecosistemas naturales y de la agricultura.

En segundo lugar, los científicos se encontraron en el propio gobierno de Estados Unidos con un freno a la ola de entusiasmo, con el debate abierto en la cumbre del clima de Copenhague 2009 que terminó en pura confusión y un proyecto de ley sobre sobre disminución de emisiones diluido en el Senado. Quedó claro para los interesados en el medio ambiente que cualquier cosa que pudiera ocurrir sobre reducción de emisiones sería a nivel de estados y ciudades, no del país.

Así es que los científicos del clima comenzaron a olfatear alrededor de las megalópolis. Tiene sentido: ahí es donde se concentran las personas y los recursos. Ahora sospechan que las ciudades son de lo peor cuando se trata de la generación de gases de efecto invernadero, especialmente las de más de 10 millones de habitantes, como Los Ángeles, Nueva York, Tokio y Mumbai. Se estima que las áreas urbanas y sus plantas de energía son responsables del 70 por ciento del total de las emisiones de combustibles fósiles.

Las ciudades será cada vez más importante en el debate sobre el clima según pasen los años. Con la población urbana del mundo duplicándose hacia 2050, el boom de su desarrollo podría generar una inundación de gases de efecto invernadero, a medida que más habitantes urbanos quemen cantidades colosales de carbón y petróleo para alimentar sus coches, sus calefactores y sus acondicionadores de aire.

Por supuesto, muchos estudios indican que los habitantes de la ciudad crean una huella ambiental menor por persona que sus homólogos de los suburbios, porque los residentes urbanos tienden a tomar el transporte público y viven en casas más pequeñas. Pero las ciudades, siendo pequeños y potentes géiseres de gases de efecto invernadero, son un lugar ideal para buscar soluciones.

Es por eso que deberíamos haber comenzado a estudiar las emisiones urbanas antes, dice Riley Duren, jefe ingeniero de sistemas en el Laboratorio de Propulsión a Chorro y gerente del proyecto de emisiones en megalópolis. En el pasado, Riley ayudó en la búsqueda de planetas similares a la Tierra en la Misión Kepler de la NASA. Sin embargo, tras un período de introspección, se dijo que sería mejor centrarse en nuestro propio planeta. “Estaba cada vez más motivado por la inacción sobre el cambio climático”, dice. “Me convencí a mí mismo de que era la cosa más grande en que un ingeniero puede trabajar”.

Es un problema complejo. Una cuestión importante es que los gobiernos estiman el volumen de las emisiones de manera indirecta, como por el seguimiento de la producción de carbono de las centrales eléctricas o encuestas de las personas que usan el transporte masivo, o la compra de gasolina. Nadie está realmente testeando los gases de efecto invernadero sobre las ciudades a largo plazo. Es crucial verificar si las medidas que los gobiernos locales usan para tomar decisiones políticas son precisas.

Para controlar y reducir las emisiones de combustibles fósiles, “uno tiene que ser capaz de saber lo que estás emitiendo un seguimiento”, dice Ralph Keeling, director del Programa de Scripps CO2 de la Scripps Institution of Oceanography. “Hay varias maneras de hacerlo, pero todos están plagadas de incertidumbres. Un modo atractivo es ver lo que está sucediendo en la atmósfera. El ambiente no puede mentir”.

El gobierno municipal de Los Ángeles tiene un interés natural en esta línea de investigación. Desde que adoptó un plan sobre el clima en 2007, la ciudad ha cumplido con los objetivos del Protocolo de Kyoto de reducción de emisión de gases, en parte, sacando de las carreteras a miles de camiones diesel y la colocación de lámparas LED en 140.000 farolas de la ciudad. Para 2030, las autoridades quieren reducir las emisiones 35 por ciento desde los niveles de 1990, y para ello van a necesitar un buen sistema de verificación.

Con el Proyecto Megalópolis “se verá que hay un impacto significativo en lo que hacemos”, dice Romel Pascual, secretario de medio ambiente de Los Ángeles. “Cuando hablamos de una Los Angeles verde, a la gente se le ponen los ojos en blanco. ¿Acaso se lo van a creer? Eso es por la historia de Los Ángeles. Pero cuando nos fijamos en las cifras de los principales hitos, LA está cerca de la cima”.

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Una mañana de enero de 2013, me apreté en un Toyota Prius con Duren y otros colegas del proyecto, Stan Sander y Eric Kort, para dar una vuelta por las carreteras de Mount Wilson. Los árboles están sin hojas y arrasados por un reciente incendio forestal, por lo que hay una excelente vista de la contaminación. Parece un volcán que vomitó un océano de inmundicia marrón sobre la cuenca de Los Ángeles y ahora besa las estribaciones de las montañas de San Gabriel.

En muchos sentidos, Los Angeles es un lugar excelente para poner en marcha una nueva campaña para sanar nuestra atmósfera. La calidad del aire de la ciudad es terrible y clama por alguna acción hace mucho tiempo. Cuando apareció la primera crisis importante de smog, durante la Segunda Guerra Mundial, la gente pensaba que los japoneses los bombardeaba con gas venenoso. “Los pulmones duelen y se necesitan horas para aliviarlo”, recuerda Sander, quien creció por aquí. “Era tan malo que los neumáticos de goma se agrietaban, porque el ozono ataca la goma”.

El Los Angeles y sus alrededores del siglo 21 es el hogar de 19 millones de personas que viven en 34.000 millas cuadradas de edificios de hormigón, playas calientes de estacionamiento y unos pocos manchones de espacios verdes. No es sólo la región más contaminada de Estados Unidos, sino también un reactor generador de gases de efecto invernadero. Grandes nubes de dióxido de carbono flotan por encima de carreteras atestadas de autos y son escupidas por chimeneas de las fábricas.

El metano se derrama desde rellenos sanitarios, plantas de tratamiento de aguas residuales y grandes plantas lácteas hacia el Este (una vaca satisfecha puede producir cientos de litros de metano al día). Y a pesar de que hemos reducido los gases en gran medida, los puertos de Los Ángeles y Long Beach son todavía potentes emisores, por los buques cargueros, la combustión del transporte marítimo y aéreo, las grandes grúas de carga y el tráfico de las dársenas.

En una mañana típica, la brisa del mar empuja estas sustancias químicas nocivas hacia las montañas del Este. Allí, en la cima de Mount Wilson, los vapores se depositan en el umbral de un objeto curioso, el llamado el Laboratorio de California para la Teledetección Atmosférica, o CLARS.
En constante funcionamiento, CLARS elabora un mapa de cómo las emisiones de gases se desplazan por la ciudad.

El observatorio es una gran cúpula blanca con un nutrido fleco negro corriendo alrededor de su base, como un mostacho. El módulo se apoyó en la cima de la montaña hace varios años desde un helicóptero, y en la actualidad está equipado con montones de equipos de alto precio y un técnico al acecho en la oscuridad. Cada dos minutos, el domo zumba y gira apuntando a un nuevo objetivo distante cielo arriba. Un espejo curvo refleja la luz del sol hacia abajo, donde un espectrómetro la analiza según sus diferentes elementos. La cúpula entonces zumba nuevamente hacia el nuevo punto, de los 27 posibles en total que contempla su rotación completa.

El CLARS permite la construcción de un mapa de cómo las emisiones se distribuyen por la ciudad. Su eficiencia es difícil de criticar. “La ventaja es que se puede apuntar a cualquier lugar y obtener un mapa de toda el área básicamente en una hora y media”, dijo Sander, que supervisa la máquina, “mientras que si se hacía con una red de estaciones de control en tierra tendrían que haber sido unas 50 o una cifra así de grande para poder obtener una información similar”.

Los científicos esperaban que las emisiones fueran bastante uniforme, teniendo en cuenta la topografía plana de la región. Pero el CLARS recogió un número de puntos calientes con concentraciones anormalmente altas de metano -un increíblemente poderoso agente de cambio climático- en el norte del Condado de Orange y en City of Industry. La gente del proyecto Megalópolis está empezando a identificar las fuentes de vapor de estas zonas anómalas.

“La cuenca de Los Ángeles es geológicamente muy activa”, explica Sander. “Usted probablemente ha oído hablar de los hoyos de La Brea Tar? Es un área donde hay una gran cantidad de organismos que producen metano anaeróbicamente. “Una teoría es que el metano escapa a través de las filtraciones terrestres”. Sander también sospecha de la red laberíntica de ductos que transportan gas natural a través de la ciudad. “Hay millones de kilómetros de tuberías que van desde pequeñas estaciones de distribución hasta las viviendas”, dice. Muchos de ellos sufren fugas, y “las fugas pueden ser muy importantes”.

Las emisiones de origen dudoso se denominan emisiones fugitivas, y representan una buena parte de las emisiones de gases de efecto invernadero en cualquier ciudad. Funcionarios de Los Ángeles estiman que la huella de carbono de la ciudad equivale a 39 millones de toneladas anuales, divididas así: 43 por ciento por emisiones de vehículos, 21 por ciento por edificios comerciales, 19 por ciento el consumo de energía municipal, 16 por ciento “fugitivo industrial o de otro tipo”, y 1 por ciento desde aguas residuales.

Ese 16 por ciento es un poco confuso porque, otra vez, los emisores están juzgando su producción usando modelos. “Eso es lo mejor que podemos hacer”, dijo Duren. “Podrían venir junto con las mediciones atmosféricas y resultar luego que se están subestimando hasta la mitad”.
Detrás de la instalación de CLARS hay un cobertizo que alberga un Picarro, un dispositivo de muestreo de aire que exhibe en tiempo real las lecturas de gases ambientales. Sander se ve afectado por un repentino aumento del CO2 en el monitor de la máquina, pero se da cuenta de que somos simplemente nosotros, exhalando.

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Este es otro componente de la presión del Proyecto Megalópolis en todo el campo de juego: una red de una docena de Picarros se montarán este año en diferentes barrios de Los Ángeles, donde inspeccionarán constantemente el aire. Un componente satelital completará la detección de gases.

Sólo una nave espacial en órbita controla ahora mismo los gases de efecto invernadero, la GOSAT (Greenhouse Gases Observing Satellite) de Japón, y su resolución no es suficiente para dar una idea exacta de las emisiones de una ciudad. Pero en los próximos años, la NASA planea lanzar el Observatorio Orbital de Carbono (OCO-2) por satélite e instalar un nuevo instrumento (OCO-3) en la Estación Espacial Internacional.

Ambos dispositivos tomarán periódicamente fotografías del “tiempo químico” sobre los centros poblados. “OCO-3 tendrá un “modo ciudad” en el que rápidamente las barrerá de lado a lado como un cepillo de ropa”, dice Duren. Se espera que el satélite tome unas 3.000 muestras de más de una ciudad en tan sólo unos segundos.

Con esta abultada caja de sorpresas, el equipo del Proyecto Megalópolis espera esculpir un modelo de emisiones tan detallado que sea capaz de determinar, por ejemplo, exactamente qué y cuántos gases está arrojando el tráfico en horas punta o el sistema portuario o los vertederos de gran tamaño. Una vez que consigan una línea de base de emisiones para Los Angeles, esperan ayudar a otras ciudades en el inicio de sus propias redes de lectura con el clima.

El equipo de Duren ya está coordinando con científicos franceses que ejecutan un proyecto hermano de Megalópolis en París (los investigadores tuvieron que subir un equipo Picarro a la Torre Eiffel, ya que sus lecturas resultaban sesgadas por la influencia de áreas con mucha actividad turística). Los estadounidenses también están tratando de conectarse con un tercer grupo en San Pablo, Brasil, una gran ciudad que durante mucho tiempo luchó contra una grave contaminación del aire.

La idea es preparar un conjunto de arquetipos climáticos que se puedan aplicar a diferentes megaciudades. El área de Los Ángeles está sobre el océano, rodeada de montañas, y con frecuencia se comporta como en un recipiente con tapa. Tal vez lo que el equipo de Megalópolis aprenda sobre las emisiones aquí también se aplique en Mumbai, India, que tiene una geografía similar. Por el contrario, la disposición de París forma columnas de emisiones que el viento arrastra.

“La idea del proyecto es elegir un número representativo de las ciudades de arquetipos diferentes”, dice Duren, “y si podemos caracterizarlas con este laboratorio gigante, de algún modo conseguiremos un sistema confiable para ser aplicado en todas partes. ”

Pero, finalmente, ¿para qué?

El objetivo es tener algún día montada una amplia red de detección de gases de efecto invernadero en todas las grandes ciudades de todo el país e, incluso, de todo el mundo.

Una aplicación obvia sería el cierre de las fuentes de emisiones fugitivas. Un satélite con ojos de águila podría detectar fugas turbulentas en las tuberías de gas natural causadas por envejecimiento de la infraestructura, o desastres como huracanes y terremotos. A continuación, las ciudades podrían dar prioridad a las cuadrillas de reparación siguiendo esos datos.

Si los investigadores pueden extraer el plano de emisiones del tráfico de una autopista, se podría encargar a un municipio cómo y dónde construir carreteras en el futuro, o instalar peajes, o asignar carriles de viaje compartido. También podría alterar el sentido de los desplazamientos: si uno vive en los suburbios pero conduce todos los días a través de la ciudad para ir a trabajar, ¿puede ser blanco financiero y moral por engrosar el smog urbano? Esta es una importante cuestión en Los Ángeles, donde sin duda habitantes de la región que la atraviesan tienen responsabilidades ambientales aun sin vivir en ella”, dice Pascual, de la oficina del alcalde.

A medida que el dibujo de nuestras huellas queda más claro, tal vez el legado de Meagalópolis pueda motivar a algunos de nosotros a recuperar la vieja bicicleta del garaje, en lugar de buscar las llaves del coche.

“Creo que la gente es consciente de que cuando utilizan sus automóviles, hay algo que sale de los tubos de escape. Pero debido a que no se puede ver, en realidad no tienen una idea de cuánto es lo que va a salir”, dice Keeling de Scripps. “Y eso ha creado una mayor tolerancia”.

Texto original aquí: http://m.theatlanticcities.com/technology/2013/02/how-nasa-scientists-are-turning-l-one-big-climate-change-lab/4824/

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