Estudiar la toxicidad del aire a pequeña escala para tomar grandes decisiones

Las partículas que respiramos en el Valle de Aburrá están llenas de agentes tóxicos, ¿cómo se miden y para qué sirve reconocer sus componentes, causas y efectos? La ponencia magistral de la investigadora Yris Olaya Morales dejó un amplio panorama para investigar estos micro enemigos cotidianos que no vemos, pero que respiramos todos los días y que se traducen en contaminación del aire que afecta y compromete de diferentes maneras la vida y sus dinámicas.

Este fenómeno que desafía nuestras capacidades de medición, interpretación y acción reta a los científicos y autoridades de la región es estudiado en la Facultad de Minas. Lejos de reducirse a nubes negras o humo visible, el verdadero riesgo del aire de la ciudad está en las partículas minúsculas suspendidas en el aire y denominadas PM por sus siglas derivadas del inglés Particulate Matter, cuya peligrosidad aumenta a medida que disminuye su tamaño.

“Las partículas más pequeñas pueden ingresar al sistema circulatorio y afectar órganos que ni siquiera hacen parte del sistema respiratorio. Las más finas, menores a 2.5 micrómetros de diámetro aerodinámico, pueden atravesar los pulmones e impactar directamente el sistema cardiovascular, mientras que las más grandes tienden a alojarse en las vías respiratorias superiores, causando irritación ocular, alergias, y enfermedades respiratorias.”, advirtió Olaya Morales sobre esta mezcla de partículas sólidas y líquidas conocida también como aerosol, cuya peligrosidad varía según el tamaño y la composición química.

En su ponencia magistral con fines de promoción a profesora titular Estrategias multiescala para mitigar la contaminación del aire urbano: desde lo local a lo global, presentada recientemente en el Aula Máxima Pedro Nel Gómez de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional de Colombia, propuso también enfoque integral que combine la tecnología disponible con el compromiso ciudadano y la voluntad política de transformar la ciudad en espacios respirables.

La investigación subrayó el carácter multiescalar y dinámico del fenómeno ya que la contaminación del aire cambia con el tiempo, la distancia a las fuentes emisoras y las condiciones meteorológicas. A menudo, la concentración de contaminantes disminuye al alejarse de las fuentes, pero no siempre. En algunos casos, a más de 400 metros aún no se observa una reducción clara, lo que demuestra la complejidad del fenómeno y la necesidad de un monitoreo preciso y localizado.

“En países como Colombia, los contaminantes llamados criterio —es decir, los de seguimiento obligatorio— incluyen óxidos de azufre y nitrógeno, monóxido de carbono, ozono y material particulado. Sin embargo, el enfoque de su intervención se centró en este último por ser uno de los más estudiados”, detalló la investigadora adscrita al departamento de Ciencias de la Computación y de la Decisión.

La medición de la calidad del aire se hace en varias escalas. En el plano global, existen satélites como el TERRA, equipados con sensores que capturan imágenes en distintas longitudes de onda y permiten estimar la concentración de aerosoles sobre grandes áreas. Estas herramientas permiten estudiar fenómenos a escala continental, como el transporte transatlántico de polvo desde el Sahara. Olaya ilustró esto con un caso registrado en La Guajira en mayo de 2020 y detectados por investigadores de ese mismo departamento, durante el confinamiento por la pandemia. A pesar de la reducción del 70% en la movilidad y las actividades económicas, se registró un pico anómalo de material particulado causado por el polvo proveniente de África y emisiones de incendios forestales en Venezuela. “Eso demuestra que la contaminación no reconoce fronteras: puede viajar miles de kilómetros y aparecer incluso en momentos de baja actividad humana”, comentó.

 Pero la escala satelital tiene un límite: no permite saber qué está ocurriendo en un barrio o en la cuadra. Para eso existen las estaciones de monitoreo fijas, que operan con equipos de referencia validados internacionalmente y están ubicadas estratégicamente para representar diferentes condiciones: tráfico, fondo urbano, zonas industriales, escolares o rurales. Estas estaciones, aunque confiables, son costosas de instalar y mantener, y su alcance es limitado. En Medellín, implica que vastas zonas urbanas no cuentan con una medición directa de la calidad del aire.

Ante este vacío, surge una alternativa innovadora: los sensores de bajo costo que no reemplazan a las estaciones de referencia, pero permiten ampliar la cobertura espacial y acercar la ciencia a la ciudadanía. Con estos dispositivos, colectivos ambientales, colegios y ciudadanos pueden conocer qué tan contaminado está el aire que respiramos. Uno de los proyectos destacados es el Siata, que tiene dos estaciones en la Facultad de Minas y que con sus sensores observa los contaminantes con excelente resolución espacial.

“Además de su bajo costo, estos sensores promueven la participación pública. Existen iniciativas abiertas donde cualquier persona puede construir su propio sensor siguiendo instrucciones disponibles en línea, o comprar un kit con todas las piezas. No se trata solo de obtener datos: se trata de empoderar a la gente para que entienda qué está respirando y por qué”, afirmó Olaya Morales, con lo cual la ciencia sirve para configurar procesos comunitarios para el diagnóstico ambiental.

La validación de estos dispositivos es crucial, en estos estudios se analizó la precisión de tomas de datos sobre repetibilidad de las lecturas y su exactitud. En uno de los estudios, la correlación entre sensores de bajo costo y estaciones oficiales fue alta, lo cual abre la puerta a su uso en contextos comunitarios y también en decisiones de política pública.

Sin embargo, Olaya Morales insistió en que el problema no es solo técnico. Las decisiones sobre transporte, urbanismo y consumo energético impactan directamente en las emisiones. “La conducción agresiva, por ejemplo, está demostrada como una fuente de incremento de emisiones, y, sin embargo, rara vez es contemplada en los modelos de predicción”, explicó. La regulación ambiental, por su parte, es frágil: puede imponerse, pero también desaparecer bajo presiones políticas o cambios administrativos.

Yris Olaya Morales ha participado en varios proyectos de investigación sobre sostenibilidad y calidad ambiental, y sus hallazgos han sido publicados en revistas internacionales como Science of The Total Environment, Energy Strategy Reviews y Resources, Conservation and Recycling. Con este estudio ilumina la urgencia de leer la calidad del aire, no solo como indicador ambiental, sino como un derecho humano