Analizando la contaminación del tráfico mediante infrarrojos

Científicos de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) prueban una tecnología de teledetección infrarroja para evaluar las emisiones contaminantes asociadas al tráfico rodado que permite analizar todos los gases de interés medioambiental con un único instrumento y una sola medida.

L a metodología que han empleado en esta investigación, realizada en colaboración con la Universidad Europea de Madrid, se basa en la técnica Open-Path FTIR, que aprovecha una propiedad específica de los gases para poder detectarlos: absorben radiación sólo en determinadas longitudes de onda, que son siempre las mismas y características de cada gas. Muchos gases tienen líneas o bandas de absorción en el infrarrojo, por lo que esta región del espectro electromagnético es muy útil para la detección remota de gases, comentan los autores de la investigación, del Departamento de Física de la UC3M. "Con esta técnica se pueden medir simultáneamente todos los gases que tienen bandas de absorción en el infrarrojo, que son casi todos los de interés medioambiental: monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno, ozono, metano, hidrocarburos, dióxido de azufre, ácido clorhídrico, etc.", indica uno de los responsables del estudio, el profesor Antonio de Castro. l objetivo de su investigación es la determinación experimental de las concentraciones de los principales gases contaminantes asociados al tráfico rodado. Para ello han desarrollado una metodología que permite medir en campo las concentraciones de diferentes gases, principalmente monóxido y dióxido de carbono. "Esta técnica conlleva las ventajas inherentes a una técnica de medida no intrusiva, evitando la toma de muestras gaseosas en recipientes especiales y proporcionando concentraciones promediadas a lo largo de una 'línea de medida' definida en tiempo real", explica este investigador del Laboratorio de Infrarrojo de la UC3M. Además, la técnica ofrece otra ventaja importante: la capacidad de calcular simultáneamente la concentración de todos los gases de interés a partir de una misma medida.
Posibles aplicaciones

Esta técnica es muy valiosa para resolver numerosos problemas medioambientales asociados a la contaminación atmosférica, especialmente cuando la toxicidad de los contaminantes hace peligrosa la recogida de muestras in situ, ya que no es necesario acceder al emplazamiento contaminado para realizar la medida. "La posibilidad de monitorizar un amplio espectro de gases a distancia y observar zonas amplias de esta forma tan sencilla hace de esta técnica una herramienta única", asegura la coautora del estudio, la profesora Susana Briz, que apunta que esta técnica permite, además de la medida de la concentración de contaminantes, calcular las emisiones asociadas a diversos problemas medioambientales, como la caracterización y estudio de las emisiones asociadas a los incendios forestales, de emisiones de gases de efecto invernadero en vertederos e instalaciones agropecuarias, la monitorización de gases volcánicos, etc. "Podría decirse - concluye Briz - que esta técnica es útil en casi todos los problemas asociados a contaminación atmosférica y en general a la detección de gases".
Para tomar una medida es necesario tener una fuente de infrarrojo, como un objeto muy caliente, y un espectrorradiómetro, un aparato que analiza la radiación infrarroja que llega de la fuente en sus longitudes de onda, lo mismo que hace un prisma cuando separa la luz blanca en los colores del arco iris, explican los investigadores. "Si entre la fuente de infrarrojo y el espectrorradiómetro hay un determinado gas, su longitud de onda característica es absorbida y eso es detectado por el aparato - explica Susana Briz -. Después, los programas de análisis son capaces además de averiguar en qué concentración está el gas", añade.

De momento, han realizado varias campañas experimentales en las poblaciones de Villaviciosa de Odón y Leganés para comprobar la validez del método de cálculo de emisiones basado en medidas de concentración realizadas mediante la técnica Open-Path FTIR, verificando la metodología con equipos homologados (extractivos). La metodología propuesta, basada en modelos de dispersión, ha sido comprobada de forma inversa: se han introducido en el modelo las emisiones calculadas de forma independiente (EMFAC2007) y las concentraciones calculadas han sido comparadas con las experimentales. "A la luz de estos resultados, puede afirmarse que la metodología propuesta es una herramienta efectivas para estimar experimentalmente los factores de emisión asociados a una determinada vía", concluyen los investigadores.