Un equipo de investigación del Instituto Max Planck de Química en Maguncia y de la Universidad de Heidelberg ha logrado, por primera vez, utilizar el satélite medioambiental alemán EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) para detectar simultáneamente dos contaminantes clave del aire: el dióxido de carbono (CO2) y el dióxido de nitrógeno (NO2) en plumas de emisión de centrales eléctricas, alcanzando una resolución espacial sin precedentes de tan solo 30 metros.
Este método recientemente desarrollado permite el seguimiento de las emisiones industriales desde el espacio con gran precisión y facilita el análisis detallado de los procesos atmosféricos. Los resultados de esta investigación han sido publicados en la revista Environmental Research Letters.
El CO2 y los óxidos de nitrógeno (NOx) son considerados como algunos de los contaminantes atmosféricos más significativos de origen antropogénico, con graves consecuencias para el clima, la salud y la calidad del aire. Las mediciones por satélite se han convertido en una herramienta clave para el monitoreo independiente de las emisiones. Sin embargo, anteriormente se encontraban limitadas por la resolución espacial de muchos sensores, que resultaba insuficiente para detectar de manera fiable fuentes de emisión aisladas, como las centrales eléctricas.
Avances en la medición de emisiones
Los procesos atmosféricos, como las nubes o las reacciones químicas de los óxidos de nitrógeno, complican además la interpretación de los datos. En el caso del CO2, los altos valores de fondo a menudo enmascaran las señales de emisión relativamente débiles. Hasta ahora, las mediciones de NO2 se han utilizado para estimar las emisiones de CO2 basándose en relaciones de emisión conocidas, pero no existía un instrumento capaz de detectar ambos gases simultáneamente con alta resolución espacial.
La metodología presentada cierra esta brecha: por primera vez, se pueden medir ambos gases simultáneamente y con alta resolución directamente sobre las fuentes de emisión, permitiendo una determinación precisa de su ratio. Esto abre la puerta a un monitoreo de emisiones más transparente e independiente basado en satélites.
Los gases traza atmosféricos como el CO2 y el NO2 dejan patrones de absorción característicos en la luz solar, que pueden ser detectados mediante espectrómetros. Los instrumentos de muy alta resolución espectral suelen ser utilizados para mediciones basadas en satélite, pero normalmente solo logran alcanzar una resolución espacial de 3 a 5 kilómetros. En contraste, el satélite de observación terrestre EnMAP fue diseñado originalmente para el monitoreo de superficies terrestres, ofreciendo imágenes con un nivel de detalle espacial excepcional de 30 x 30 metros, aunque con una resolución espectral relativamente baja.
El estudio demuestra que, contrariamente a suposiciones previas, es posible realizar mediciones fiables de gases traza incluso con un instrumento no diseñado específicamente para la observación atmosférica. Según el investigador Christian Borger, primer autor del estudio, «utilizando los datos de EnMAP, pudimos determinar la distribución de CO2 y NO2 en plumas de emisión de centrales eléctricas, como las de Arabia Saudita y la región de Highveld en Sudáfrica, uno de los mayores focos de emisión del mundo».
Esto significa que el satélite EnMAP puede ser utilizado para determinar simultáneamente las emisiones de CO2 y NOx de centrales eléctricas individuales y, además, se pueden derivar ratios de NOx/CO2, lo que permite extraer conclusiones sobre la tecnología, eficiencia y modo de operación de los sistemas. En el futuro, estos ratios podrían emplearse para estimar las emisiones de CO2 únicamente a partir de datos de NO2.
Los datos también ofrecen nuevas perspectivas sobre la conversión química de NO a NO2 dentro de las plumas de emisión. Este proceso central en la química atmosférica solo había podido ser estudiado a través de complejas campañas de mediciones aéreas. El uso de datos satelitales presenta grandes ventajas en este contexto, ya que permite la detección coherente y comparable de emisiones industriales de contaminantes a nivel mundial.
El estudio indica cómo los satélites con alta resolución espacial pueden contribuir al monitoreo específico de las emisiones industriales en el futuro, además de misiones a gran escala como el satélite europeo CO2M. El satélite medioambiental EnMAP abre nuevas perspectivas para un sistema de monitoreo global de contaminantes atmosféricos y gases de efecto invernadero basado en satélites.
