Exploración del rol de los compuestos orgánicos volátiles en los niveles de ozono actuales en Santiago de Chile

Abstract

Esta tesis analiza las tendencias del ozono troposférico y sus precursores en la Región Metropolitana de Santiago, Chile, para el periodo 1997-2023, así como la formación fotoquímica de ozono (O3) durante los veranos de 2021, utilizando observaciones de compuestos orgánicos volátiles (COVs). El O3 troposférico es un gas de efecto invernadero con efectos adversos en la salud humana y la vegetación. Su formación depende de la interacción entre óxidos de nitrógeno (NOx), COVs y radiación solar. Se emplearon datos de la red de monitoreo del Ministerio del Medio Ambiente (SINCA) para calcular las tendencias de ozono en 10 estaciones de la región. A través de una regresión de cuantiles con puntos de cambio, se observó una disminución de ozono entre 1997 y 2017, seguida de un aumento desde 2017, atribuido a un cambio en el régimen de precursores, especialmente en la relación entre el monóxido de carbono (CO) -un indicador de COVs antrópicos- y NOx, favoreciendo la formación de ozono. La regresión de cuantiles permite excluir eventos extremos, como los mega incendios de 2017 y 2023. Complementariamente, se realizó una simulación fotoquímica con el modelo AtChem2, utilizando el Master Chemical Mechanism (MCM) para estudiar la producción de ozono en enero y marzo de 2021. El modelo, alimentado con datos de COVs y observaciones de NOx y CO, reprodujo adecuadamente los niveles de ozono (IOA > 0,68 y r > 0,8) en condiciones despejadas. Los resultados evidencian el rol clave de la oxidación de COVs, especialmente del acetaldehído e isopreno, en la producción de O3, debido a sus altas concentraciones y actividad biogénica respectivamente. Los resultados sugieren que el régimen fotoquímico en el centro de Santiago está cambiando, lo que llevó a un aumento de ozono que no está siendo abordado adecuadamente por las políticas públicas actuales.