Sensibilidad de ozono respecto de los niveles de compuestos orgánicos volátiles y óxidos de nitrógeno en Santiago

Abstract

El ozono (O3) es un gas oxidante secundario de vida corta presente en nuestra atmósfera, el cual, entre otras funciones, genera radical hidroxilo (OH), primer responsable de la capacidad oxidativa de la atmósfera. El O3 es el tercer forzante climático positivo de origen antrópico con mayor impacto de nuestra atmósfera y cerca de la superficie es de carácter nocivo para la salud humana y animal, y dañino para la vegetación. Además, su presencia está ligada a la formación de material particulado secundario. El estudio de este oxidante es complejo al depender de forma no-lineal de la existencia e interacción de sus precursores, tales como los óxidos de nitrógeno (NOx) y compuestos orgánicos volátiles (COV). En la Región Metropolitana, la norma primaria de 8 horas de 61 ppbv ha sido continuamente excedida a lo largo de los años, mayormente durante el verano y en la zona oriente de la ciudad. Actualmente, el Sistema de Información Nacional de Calidad del Aire contempla un monitoreo de niveles de material particulado, ozono y óxidos de nitrógeno, entre otros, pero no cuenta con mediciones de COV. Sin embargo, recientemente se ha tenido acceso a mediciones sin precedentes de COV. En este trabajo se consideran datos registrados en Santiago centro en marzo de 2021. Esto permite explorar la fotoquímica de Santiago a través de un estudio numérico de sensibilidad de la formación de O3. En efecto, este trabajo tiene como finalidad reproducir los niveles de O3, NOx y COV en Santiago centro (-33.46° latitud, -70.66° longitud, 500-550 msnm), consistentes con las observaciones disponibles para condiciones estivales, específicamente marzo de 2021, utilizando un inventario nacional de emisiones, un modelo numérico de mesoescala que simula la dinámica y termodinámica y un modelo de química y transporte. Para ello se prueba la configuración de los modelos y se evalúan distintos escenarios de emisiones. En particular, se busca analizar la sensibilidad de ozono respecto de los niveles y especiación de los compuestos orgánicos volátiles y de óxidos de nitrógeno. Si bien la simulación numérica de los distintos escenarios muestra diferencias con las observaciones, nuestro estudio de sensibilidad muestra que existe una fuerte subestimación de las emisiones de COV en el inventario y que el isopreno, compuesto orgánico producido por la vegetación, es crucial para explicar el máximo de ozono y oxidantes. Se entiende que este es un primer estudio de sensibilidad y que se requieren mejoras en el sistema de modelación, así como más observaciones para mejor caracterizar la fotoquímica de la cuenca de Santiago. Sin embargo, este es un primer paso de muchos que ahora se hacen posibles gracias a la disponibilidad de observaciones especiadas de COV y que permitirá la elaboración de mejores políticas públicas.