Determinación de fuentes de emisión de carbono negro mediante el análisis de retrotrayectorias de masas de aire sobre el Nevado Coropuna, Arequipa

Abstract

En la actualidad, la contaminación atmosférica se ha convertido en un problema que cada vez nos afecta con mayor intensidad. Son varias las fuentes de contaminación que emiten a la atmósfera diferentes sustancias y compuestos químicos. Dentro de esta nueva composición, podemos encontrar un elemento que viene siendo estudiado en los últimos años. El “carbono negro” es el componente del material particulado que más fuertemente absorbe luz. El carbono negro depositado sobre la nieve y hielo oscurece su superficie y disminuye su reflectividad (albedo), lo que aumenta la absorción y acelera su fusión, en contraste con los gases de efecto invernadero, que no afectan directamente el albedo de la Tierra. El Nevado Coropuna, ubicado en la región Arequipa es uno de los más importantes en esta región; en este lugar se ha podido determinar las concentraciones de carbono negro en muestras de nieve, así como también su composición química. Ante la falta de estudios científicos que permitan identificar cuáles son las fuentes de emisión de este contaminante, el presente trabajo tuvo como objetivo investigar y determinar la procedencia de este contaminante, a través de análisis de retro-trayectorias de masas de aire apoyado en valores de espesor óptico de aerosol proveniente de imágenes satelitales. Para esto, fue necesario primeramente, medir las concentraciones de PM 2.5 y posteriormente, las concentraciones de Carbono Negro, en el Nevado Coropuna. Para el primero, se utilizó el equipo MiniVol Ecotech 1100 para recoger muestras de aire, en este nevado. Así se obtuvieron, un valor mínimo y máximo de 4.62963 µg/m3 y 85.64815 µg/m3 de PM 2.5, respectivamente. Así mismo, se calcularon las concentraciones de carbono negro presente en la atmósfera, utilizando el método óptico de absorción de luz con el equipo Transmisómetro SootScan OT-21. Se obtuvo un valor mínimo y máximo de 0.38650 y 2.47892 µg/m3, respectivamente Mediante el uso del HYSPLIT, es que se trazaron un total de 18 trayectorias (en modo retro) de masas de aire, en seis meses del año 2018, para el nevado Coropuna. Los orígenes de masas de aire, responsables del transporte de contaminantes, fueron muy dispersos en todo el continente Sudamericano. Es así que un 5% del total de trayectorias trazadas, tuvieron su origen dentro del territorio nacional; mientras que un 67% lo hicieron en el Océano Pacífico y un 33%, sobre superficie terrestre, fuera de Perú. Se pudo detectar, que fueron tres zonas comunes donde se originaban las trayectorias: Océano Pacífico, Amazonía de Brasil y Sur de Chile. De manera complementaria al trazado de trayectorias, se calculó valores de Espesor óptico de Aerosol (AOD), desde el sensor MODIS, a bordo del satélite Terra. Se obtuvo un valor mínimo y máximo de -0.06 (5ta campaña) y de 2.168 (1ra campaña), respectivamente. Finalmente, obtenidos los datos de retrotrayectorias y valores AOD, se concluyó que las fuentes de emisión de carbono negro, se encontraron fuera de la región Arequipa y que, en su mayoría, fueron fuentes naturales. Debido a las grandes distancias de recorrido de las retro trayectorias trazadas, es muy probables que el carbono negro haya sido añadido de diferentes lugares por donde éstas recorrieron.