Muestrear el humo de los incendios forestales a veces significa sacar un tubo por la ventana de un avión. Brett Palm / Universidad de Washington, CC BY-ND
El año 2020 será recordado por muchas razones, incluida su incendios forestales récord que convirtió los cielos de San Francisco en tono apocalíptico de rojo y cubrió de humo gran parte de Occidente durante semanas.
California experimentado cinco de sus seis incendios más grandes registrado en 2020, incluido el primer "gigafuego, ”Un incendio forestal que quemó más de 1 millón de acres. Colorado vio su tres incendios más grandes en expediente.
Si bien el humo puede generar hermosas puestas de sol, también puede tener graves consecuencias para la salud humana.
Soy 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 crecer. más tóxico a medida que envejece. Para 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, debemos comprender qué sustancias químicas se emiten y cómo cambia el humo con el tiempo.
Para averiguarlo, mis colegas y yo volamos aviones hacia las columnas de humo de algunos de los grandes incendios forestales de Occidente.
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.
In 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.
Ningún instrumento puede medir todas estas moléculas a la vez. De hecho, es difícil medir algunos compuestos específicos. Muchos científicos, incluyéndome a mí, dedicamos sus carreras al diseño y la construcción de nuevos instrumentos para mejorar nuestras mediciones y continuar mejorando nuestra comprensión de la atmósfera y cómo nos afecta.
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 estaban evaporando 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, se estaban produciendo reacciones químicas que cambiaban las propias moléculas.
Cuando estas moléculas reaccionaron con la luz solar y otros gases en 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 convertirse 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 problemas cardíacos y pulmonares.
Las partículas PM2.5 son diminutas de menos de 2.5 micrones de diámetro. Ambiental de los EE.UU. Agencia de Protección
Las reacciones químicas controlan la cantidad de PM2.5 que hay en el humo de los incendios forestales cuando se transporta lejos de los incendios y hacia los centros de población. Usando nuestras mediciones de aviones para comprender estos procesos, los químicos podemos predecir mejor la cantidad de PM2.5 que estará presente en el humo envejecido.
Combinado con el pronóstico meteorológico que predice a dónde irá el humo, esto podría conducir a modelos mejorados de calidad del aire que pueden indicar a las personas que están a favor del viento si estarán expuestas a aire no saludable.
Mejor pronóstico de la calidad del aire
Con los incendios forestales cada vez más en las noticias, más personas se han dado cuenta de su propia calidad del aire. Recursos como AIRNow de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. proporcionan datos actuales y previstos sobre la calidad del aire, junto con explicaciones de los peligros para la salud. La información local a menudo también está disponible en agencias estatales o regionales.
El humo de los incendios forestales volvió naranja el cielo del mediodía en San Francisco el 9 de septiembre de 2020. Imagen AP / Tony Avelar
Las mediciones y los pronósticos de la calidad del aire pueden ayudar a las personas evitar situaciones poco saludables, grupos especialmente sensibles como las personas con asma. Durante los períodos previstos de mala calidad del aire, los gobiernos locales o estatales pueden utilizar los pronósticos para reducir otras fuentes de contaminación, como desalentar la quema de madera residencial o las actividades industriales de alta emisión.
Mirando hacia el futuro, es probable que el humo de los incendios forestales se extienda por todo el oeste cada año por varias razones. Aumento de las temperaturas están dejando el paisaje más seco y más inflamable. Al mismo tiempo, más personas están construyendo viviendas en interfaz urbano-forestal, creando más oportunidades para que se inicien incendios.
Una gran comunidad de científicos, incluido yo, estamos trabajando para comprender mejor las emisiones de incendios forestales y cómo cambian a medida que soplan en las comunidades a favor del viento. Ese conocimiento mejorará los pronósticos sobre la calidad del aire y los impactos en la salud del humo de los incendios forestales, para que las personas puedan aprender a adaptarse y evitar las peores consecuencias para la salud.
Sobre la autora
Brett B. Palm, investigador postdoctoral en química atmosférica, Universidad de Washington
Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.
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