Cómo el satélite TEMPO de la NASA Mejora el Monitoreo de la Calidad del Aire en Días Críticos

A principios de agosto, los cielos de Portland, Oregón, se tiñeron de un tono sepia cada vez más habitual, a medida que los vientos del este arrastraban hacia la ciudad nubes de humo y gases provenientes de incendios forestales. En un momento crítico, la calidad del aire de Portland alcanzó niveles alarmantes, convirtiéndose en la peor del mundo. Esto llevó al cierre de campamentos de verano, piscinas públicas y la cancelación de conciertos al aire libre. Este fenómeno no fue exclusivo de Portland; ciudades a lo largo de toda Norteamérica, incluyendo Nueva York, Denver, Chicago y Toledo, enfrentaron circunstancias similares en un verano marcado por extremas temperaturas y devastadores incendios forestales.

Desde lo alto, un satélite de la NASA observó el complejo remolino de gases y partículas que provocaban crisis de calidad del aire. Situado a 35,000 kilómetros sobre el ecuador, el satélite TEMPO (Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution) ha proporcionado imágenes casi en tiempo real de los contaminantes que emergen, se desplazan y se disipan en la atmósfera diurna de América del Norte desde septiembre de 2025. A diferencia de satélites anteriores que ofrecían solo una o dos imágenes diarias, esta vigilancia continua a gran escala ha facilitado a investigadores y reguladores una mayor comprensión y respuesta ante algunos de los contaminantes más difíciles de controlar.

Un nuevo enfoque para la contaminación

TEMPO demuestra que la contaminación, al igual que el clima, no es estática. “Los niveles de contaminación fluctúan de hora en hora y de día en día”, explica Laura Judd, investigadora de la NASA en el Centro de Investigación Langley en Hampton, Virginia. “Lo que obtenemos de TEMPO es una representación de lo que llamamos ‘clima químico’”. Desde la promulgación de la Ley de Aire Limpio en 1970, Estados Unidos ha avanzado significativamente en la reducción de seis contaminantes atmosféricos peligrosos. Sin embargo, los progresos en la disminución de dos de estos, el ozono y las partículas de menos de 2.5 micrómetros (PM2.5), se han estancado en los últimos 15 años.

Ambos contaminantes son secundarios, formados a través de reacciones químicas en la atmósfera influenciadas por factores como la luz solar y el calor. Su compleja química y la diversidad de fuentes que los generan, incluyendo aeropuertos, actividades agrícolas e incendios forestales, han dificultado su control y comprensión. Estos contaminantes siguen siendo responsables de aproximadamente 100,000 muertes prematuras, 10,000 partos prematuros y 200,000 casos de asma infantil en Estados Unidos. Además, estudios recientes han comenzado a vincular la contaminación atmosférica con enfermedades neurodegenerativas y trastornos del desarrollo neurológico, como la esquizofrenia, el Alzheimer y el Parkinson.

Herramientas para la acción

La capacidad de TEMPO para rastrear la formación de contaminantes secundarios a lo largo del día ofrece un potencial significativo para reducir estos impactos negativos. Las agencias estatales y locales pueden utilizar los datos de TEMPO para identificar y mitigar los precursores de la contaminación, facilitando así el cumplimiento de las normas federales de calidad del aire. Los científicos pueden desarrollar modelos predictivos y emitir alertas más precisas sobre la calidad del aire. Asimismo, los investigadores en salud pública pueden fundamentar sus estrategias de control de la contaminación en información más detallada sobre cómo y cuándo los contaminantes afectan la salud humana.

TEMPO recopila datos mediante un espectrómetro que mide los patrones de absorción de la luz ultravioleta y visible en la atmósfera, permitiendo estimar las concentraciones de dióxido de nitrógeno (NO2), formaldehído, aerosoles y ozono troposférico con una resolución aproximada de cuatro millas cuadradas (alrededor de 10 km²). Este satélite llena los vacíos que deja el sistema de monitoreo terrestre de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA), que aunque proporciona datos de alta calidad, solamente cubre cerca de un tercio de los más de 3,000 condados del país.

Impacto de los incendios forestales

El pasado verano, el humo de los incendios forestales fue una constante en toda América del Norte. En particular, los distritos de calidad del aire en el oeste de Estados Unidos enfrentan continuamente los efectos devastadores de estos incendios. Un estudio reveló que el 23% de las partículas PM2.5 en la atmósfera durante el verano de 2020 provenían de incendios forestales sin precedentes. Como resultado, se registraron más de 3,720 casos en los que se superaron los límites establecidos por las Normas Nacionales de Calidad del Aire Ambiente (NAAQS) de la EPA.

TEMPO está ayudando a los investigadores a demostrar cómo el humo de incendios forestales lejanos transporta precursores de contaminantes secundarios a lo largo de grandes distancias, lo cual permite a los responsables de la calidad del aire discernir cuándo los picos de contaminación son atribuibles a fuentes locales o a eventos lejanos. “Las columnas de humo contienen significativas concentraciones de formaldehído”, explica Shobha Kondragunta, investigadora del Centro de Aplicaciones e Investigación Satelital de la NOAA. Esto se debe a que los compuestos orgánicos volátiles se descomponen en presencia de luz solar, generando formaldehído, que a su vez reacciona con los óxidos de nitrógeno en la atmósfera para producir ozono y PM2.5.

La conexión entre calidad del aire y salud pública

Los datos de alta resolución y en tiempo real de TEMPO también son cruciales para que las agencias sigan el impacto del humo de los incendios forestales en la calidad del aire, especialmente a largas distancias, evitando así restricciones innecesarias. “No queremos que se declare una zona en incumplimiento debido al humo de los incendios forestales o a tormentas de polvo, situaciones que un estado no puede controlar”, dice Mary Uhl, directora ejecutiva del Consejo de Recursos Atmosféricos de los Estados del Oeste.

En Connecticut, Amanda Fritz, ingeniera de control de la contaminación atmosférica, menciona que las columnas de humo de incendios forestales de Canadá contribuyeron a la superación de los límites de ozono en su estado. Con la ayuda de TEMPO, es posible identificar “dónde se está produciendo el ozono”, lo que permite a las autoridades tomar medidas adecuadas para mitigar sus efectos.

Avances en la investigación y la educación

TEMPO ya ha proporcionado información valiosa a los responsables de la calidad del aire en Maryland, ayudándoles a comprender cómo se combinan factores locales para generar contaminación nociva. A pesar de haber cumplido con las normas NAAQS por primera vez en 2022, el estado ha enfrentado nuevos desafíos este año, registrando múltiples días de superación de los límites de ozono. Joel Dreessen, meteorólogo especializado en calidad del aire, utilizó los datos de TEMPO para rastrear el origen del ozono, descubriendo que las zonas industriales y el tráfico intenso en la Interestatal 95 son fuentes clave de precursores de ozono.

La capacidad de TEMPO para observar el desarrollo de fenómenos atmosféricos tiene un valor incalculable en ciudades densamente pobladas como la Ciudad de México, donde los niveles de NO2 alcanzan su pico durante las horas de mayor tráfico. Los investigadores han encontrado una correlación entre las concentraciones de NO2 y el aumento de visitas a urgencias, lo que proporciona información crucial para la salud pública y la toma de decisiones en las comunidades.

Acceso a datos sobre calidad del aire

NASA está comprometida con la democratización del acceso a los datos de TEMPO. Para ello, se ha desarrollado TEMPO Lite, una herramienta de cartografía en línea diseñada para que cualquier persona pueda utilizarla. Esta plataforma interactiva permite a los usuarios explorar los datos de NO2 del satélite y observar patrones a escala continental a lo largo del tiempo, así como profundizar en el impacto local de diversas fuentes de contaminación.

Sarah Kroening, responsable del programa escolar “Love My Air Wisconsin”, utiliza TEMPO Lite para ayudar a los estudiantes a comprender las causas del asma en su región. “Para las comunidades que no cuentan con estaciones de control reglamentarias, una representación visual resulta de gran utilidad”, concluye.