En abril de 2020, mientras Delaware y los estados de todo el país adoptaron medidas de distanciamiento social para hacer frente a la crisis de salud pública causada por el coronavirus (COVID-19), Cristina Archer, profesora de la Universidad de Delaware, recordó que un grupo de personas le dijo que el cielo se veía más azul de lo habitual.

Esta simple observación llevó a Archer a investigar una importante y complicada pregunta de investigación:¿Las medidas de distanciamiento social adoptadas en los Estados Unidos, y el menor número resultante de personas que utilizan diversos medios de transporte, causar una mejora en la calidad del aire en todo el país?

Desafortunadamente, a diferencia de los observados claros, cielos azules, la respuesta es un poco turbia.

"Solo porque la gente se quedó en casa y solo porque condujeron menos, no significaba necesariamente que la calidad del aire fuera mejor, "dijo Archer, profesor de la Facultad de Ciencias y Políticas Marinas del College of Earth de la UD, Océano y Medio Ambiente (CEOE). "Según algunos parámetros, la calidad del aire era mejor, pero por algunos otros parámetros, no era. Y de hecho empeoró en numerosos lugares ".

Los resultados del estudio se publicaron recientemente en la Boletín de ciencia y tecnología atmosférica . El estudio fue dirigido por investigadores de la UD, Penn State y la Universidad de Columbia.

Desde UD, los coautores incluyen a los estudiantes de doctorado Maryam Golbazi y Nicolas Al Fahel. Otros coautores del estudio son Guido Cervone, profesor de geografía, y meteorología y ciencias atmosféricas en Penn State, y Carolynne Hultquist, ex estudiante de doctorado en el laboratorio de Cervone y ahora investigador postdoctoral en el Earth Institute de la Universidad de Columbia.

Para evaluar la calidad del aire, Archer se centró en el dióxido de nitrógeno y las partículas finas, específicamente PM2.5. Los dos contaminantes están regulados a nivel federal y son contaminantes primarios y secundarios. lo que significa que pueden emitirse directamente a la atmósfera o indirectamente a partir de reacciones químicas.

Todos los vehículos de motor y aviones emiten dióxido de nitrógeno durante la combustión de combustible, mientras que los aviones emiten partículas y, entre los vehículos de motor, principalmente por vehículos diésel, como camiones diesel comerciales de servicio pesado. Ambos también son emitidos por plantas de energía de combustibles fósiles, aunque el material particulado es emitido principalmente por las centrales eléctricas de carbón.

"El dióxido de nitrógeno es un buen indicador del tráfico, ", dijo Archer." Ya teníamos evidencia de algunos documentos preliminares en China de que el dióxido de nitrógeno había caído significativamente en las áreas de China donde había un bloqueo ".

Los investigadores compararon las mediciones de estos dos contaminantes en abril de 2020 con las de abril durante los cinco años anteriores, de 2015 a 2019.

Eligieron abril porque prácticamente todos los estados tenían algún tipo de medida de distanciamiento social en vigor antes del 1 de abril. lo que llevó a cambios en el estilo de vida.

"Incluso en los estados donde no hubo tantas infecciones, hubo un cambio en la movilidad de las personas, "dijo Archer.

Para cuantificar el distanciamiento social, los investigadores utilizaron un índice de movilidad calculado y distribuido por Descartes Labs, una empresa de inteligencia predictiva que recopila grandes conjuntos de datos de todo el mundo. Sus algoritmos contabilizaron la distancia máxima recorrida por las personas en un día al rastrear la ubicación del usuario varias veces al día mientras usaban aplicaciones seleccionadas en sus teléfonos inteligentes.

"Una de las grandes incertidumbres al intentar pronosticar la calidad del aire en el futuro es cómo responderá la atmósfera a las emisiones más bajas de ciertos contaminantes, ", dijo Cervone." COVID-19 nos dio algunas ideas sobre los efectos de las tasas de emisión más bajas en el medio ambiente. Tuvimos esta situación única que nos mostró lo que sucede si la gente deja de conducir ".

Además, utilizaron 240 sitios de monitoreo en tierra para medir el dióxido de nitrógeno y 480 para el material particulado, así como datos satelitales del Instrumento de Monitoreo de Ozono (OMI) de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) para medir la columna troposférica total, la capa más baja de la atmósfera terrestre, de dióxido de nitrógeno.

En general, encontraron que eran grandes, Disminuciones estadísticamente significativas de dióxido de nitrógeno en el 65% de los sitios de monitoreo. con los datos del satélite OMI de la NASA que muestran una caída promedio en 2020 del 13% en todo el país en comparación con la media de los cinco años anteriores.

Las concentraciones de materia particulada, sin embargo, no fueron significativamente más bajos en 2020 que en los últimos cinco años. También era más probable que fueran más altos que más bajos en abril de 2020 en comparación con los cinco años anteriores.

"No es sorprendente, encontramos que la calidad del aire mejoró en términos de dióxido de nitrógeno en todas las estaciones. Tan pronto como la gente empezó a quedarse en casa, se redujo el tráfico y la calidad del aire fue mejor para el dióxido de nitrógeno, "dijo Archer." Pero cuando miramos el material particulado, casi no hubo diferencia. No hubo una mejora en promedio con respecto al material particulado y en el 24% de los sitios, Abril de 2020 fue peor que los cinco años anteriores para las concentraciones de material particulado ".

Golbazi se hizo eco de estos sentimientos y dijo que los investigadores "esperaban que la reducción en el transporte reduciría las concentraciones de dióxido de nitrógeno. Sin embargo, nuestros resultados sobre PM2.5 fueron sorprendentes porque aprendimos que esta escala de reducción en la movilidad humana no redujo realmente las concentraciones de PM2.5 ".

Esto es significativo porque si bien el dióxido de nitrógeno es un precursor de otros contaminantes, como la formación de ozono troposférico y la formación de ácido nítrico en la lluvia ácida, que eventualmente conducirá a impactos negativos en la salud humana, el material particulado es peligroso por sí solo.

El material particulado fino es un contaminante del aire que consiste en partículas microscópicas que representan un gran riesgo para la salud humana porque pueden penetrar directamente en los pulmones humanos. el torrente sanguíneo e incluso el corazón.

Archer dijo que están trabajando en una hipótesis sobre por qué la materia particulada podría haberse elevado mientras que el dióxido de nitrógeno disminuyó.

Una posible explicación es que los vehículos diésel emiten partículas que manejan la mayoría de las entregas del país. Si bien el tráfico de vehículos de pasajeros a gasolina disminuyó en abril, los camiones diesel y el tráfico regular de carga no cambiaron significativamente.

Además, Se emite más materia particulada cuando las personas usan el calor para calentar sus hogares personales en comparación con los espacios de oficina.

"En la oficina, es muy poco probable que tenga una estufa o una chimenea, mientras que en casa estás, ", dijo Archer." Y en abril de 2020, aunque en muchos estados ya es la temporada cálida, En el noreste, tuvimos un abril increíblemente frío. Así que el material particulado probablemente está respondiendo a esos cambios de calefacción residencial, así como a la normalidad o incluso por encima de la normalidad del tráfico de carga y los vehículos diésel ".

Archer dijo que los próximos pasos en la investigación son realizar más estudios para confirmar su hipótesis. Además, el trabajo se presentará en la próxima reunión virtual de otoño de la Unión Geofísica Americana.

En cuanto a los brillantes, días soleados observados en Delaware al comienzo del cierre en abril, Archer dijo que probablemente era solo una cuestión de percepción.

"La gente me decía:'Me parece que los cielos son más azules, 'pero no lo eran, ", dijo." Probablemente fue una coincidencia que hubo algunos días soleados y despejados. En Delaware, actualmente, nuestros cielos estaban más contaminados en abril de 2020 debido a concentraciones de partículas en suspensión superiores al promedio ".