Muestrear el humo de los incendios forestales a veces significa sacar un tubo por la ventana de un avión. Crédito:Brett Palm / Universidad de Washington, CC BY-ND
El año 2020 será recordado por muchas razones, incluidos los incendios forestales sin precedentes que convirtieron los cielos de San Francisco en un tono apocalíptico de rojo y cubrieron gran parte de Occidente en humo durante semanas y semanas.
California experimentó cinco de sus seis incendios más grandes registrados en 2020, incluido el primer "gigafire moderno", "un incendio forestal que quemó más de 1 millón de acres. Colorado vio sus tres incendios más grandes registrados.
Mientras que el humo puede crear hermosas puestas de sol, también puede tener consecuencias nefastas para la salud humana.
Soy un químico atmosférico, y la atmósfera es mi laboratorio. Cuando miro al cielo Veo una mezcla de muchos miles de compuestos químicos diferentes que interactúan entre sí y con la luz solar.
Las reacciones y transformaciones en la atmósfera hacen que el humo de los incendios forestales cambie drásticamente a medida que viaja a favor del viento. y los estudios han demostrado que puede volverse más tóxico a medida que envejece. Con el fin de pronosticar con precisión los efectos de las emisiones de incendios forestales en las poblaciones a favor del viento y emitir advertencias de calidad del aire más específicas a medida que empeoran las temporadas de incendios forestales, tenemos que entender qué sustancias químicas se emiten y cómo cambia el humo con el tiempo.
Para darme cuenta de eso, mis colegas y yo volamos aviones hacia las columnas de humo de algunos de los grandes incendios forestales de Occidente.
Para probar el humo mientras se mueve a favor del viento, los científicos volaban de un lado a otro a través de columnas de humo. Las líneas grises son los vuelos de 2018. Se vuelven rojas donde el camino cruzó una columna de humo. Crédito:Brett Palm / Universidad de Washington, CC BY-ND
Cómo estudiamos los incendios forestales
Los grandes incendios forestales y la forma en que el viento transporta su humo no se pueden reproducir fácilmente en un laboratorio. Esto los hace difícil de estudiar. Una de las mejores formas de aprender sobre la química real del humo de los incendios forestales es muestrearlo directamente en la atmósfera.
En 2018 y 2019, mis colegas y yo cruzamos el cielo sobre incendios forestales activos en aviones especializados cargados con instrumentos científicos. Cada instrumento está diseñado para muestrear una parte diferente del humo, a menudo sacando literalmente un tubo por la ventana.
El humo de los incendios forestales es mucho más complejo y dinámico de lo que parece. Contiene miles de compuestos diferentes, la mayoría de las cuales son moléculas que contienen diversas cantidades de carbono, hidrógeno, átomos de nitrógeno y oxígeno. Hay gases (moléculas individuales) así como partículas (millones de moléculas coaguladas juntas).
Ningún instrumento puede medir todas estas moléculas a la vez. De hecho, algunos compuestos específicos son un desafío para medir. Muchos científicos Incluyéndome a mi, dedicar sus carreras al diseño y construcción de nuevos instrumentos para mejorar nuestras mediciones y continuar avanzando en nuestra comprensión de la atmósfera y cómo nos afecta.
Los aviones científicos utilizados para estos experimentos están llenos de instrumentos que miden el humo de los incendios forestales de diferentes formas. Crédito:Brett Palm / Universidad de Washington, CC BY-ND
En una investigación recientemente publicada sobre los incendios forestales de 2018, mis colegas y yo mostramos cómo las partículas de humo cambiaban rápidamente a medida que se transportaban a favor del viento.
Algunas de las partículas se evaporaban en gases, similar a un charco de lluvia que se evapora en vapor de agua cuando sale el sol. Al mismo tiempo, algunos de los gases en el humo estaban pasando por reacciones para formar nuevas partículas, similar al vapor de agua que se condensa para formar una nube o gotas de rocío. Mientras tanto, estaban ocurriendo reacciones químicas, cambiando las moléculas mismas.
A medida que estas moléculas reaccionaban con la luz solar y otros gases de la atmósfera, el humo se transformó fundamentalmente. Esto es lo que queremos decir cuando los científicos hablan de que el humo "envejece" o se vuelve "rancio" con el tiempo. Otra investigación reciente ha comenzado a mostrar cómo el humo de los incendios forestales puede volverse más tóxico a medida que envejece.
¿Qué significan todos estos cambios para la salud?
El daño a la salud causado por el humo es en gran parte el resultado de la cantidad de PM2.5 que contiene. Estas son partículas diminutas, una fracción del ancho de un cabello humano, que se pueden respirar profundamente en los pulmones donde pueden irritar el tracto respiratorio. Incluso la exposición a corto plazo puede agravar los problemas cardíacos y pulmonares.
Las columnas de humo de los incendios forestales occidentales alcanzaron los EE. UU. A mediados de septiembre de 2020. Crédito:Joshua Stevens / Observatorio de la Tierra de la NASA
Las reacciones químicas controlan la cantidad de PM2.5 que hay en el humo de los incendios forestales a medida que se transporta lejos de los incendios y hacia los centros de población. Using our aircraft measurements to understand these processes, we chemists can better predict how much PM2.5 will be present in aged smoke.
Combined with meteorology forecasting that predicts where the smoke will go, this could lead to improved air quality models that can tell people downwind whether they will be exposed to unhealthy air.
Better air quality forecasting
With wildfires increasingly in the news, more people have become aware of their own air quality. Resources such as AirNow from the U.S. Environmental Protection Agency provide current and forecasted air quality data, along with explanations of the health hazards. Local information is often available from state or regional agencies as well.
Air quality measurements and forecasts can help people avoid unhealthy situations, especially sensitive groups such as people with asthma. During predicted periods of unhealthy air quality, local or state governments can use forecasts to reduce other pollution sources, such as discouraging residential wood burning or high-emitting industrial activities.
PM2.5 particles are tiny at less than 2.5 microns across. Credit:U.S. Environmental Protection Agency
Mirando hacia el futuro, wildfire smoke is likely to be widespread across the West each year for several reasons. Rising temperatures are leaving the landscape drier and more flammable. Al mismo tiempo, more people are building homes in the wildland-urban interface, creating more opportunities for fires to start.
A large community of scientists including me are working to better understand wildfire emissions and how they change as they blow into downwind communities. That knowledge will improve forecasts for air quality and health impacts of wildfire smoke, so people can learn to adapt and avoid the worst health consequences.
Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original. 
