Nueve de las diez ciudades más contaminadas de Sudamérica son chilenas. Así lo estableció un informe de este año elaborado por Greenpeace y AirVisual, que midió los niveles de material particulado fino y concluyó que los sectores centro y sur del país albergan las urbes con mayor polución.

En este ranking figuran Osorno, Temuco y Rancagua, tres ciudades donde un equipo del Laboratorio de Óptica y Semiconductores del Departamento de Física de la Universidad de Santiago de Chile comparará la contaminación generada por estufas a leña versus la producida por estufas a gas al interior de 90 domicilios (30 por cada urbe).

“La gente pasa mucho más tiempo al interior de sus casas. En algunos casos, llega a ser casi el 90% del tiempo, por lo que es muy importante conocer este dato”, afirma el académico de la U. de Santiago y encargado del estudio, Dr. Ernesto Gramsch. “Se sabe que las estufas a leña lanzan material particulado al interior de los domicilios y, además, emiten NO2 y monóxido de carbono, por lo que se están analizando estos dos gases”, explica.

El experto en contaminación atmosférica y ambiental cuenta que ya llevan más de dos semanas de mediciones en Osorno, por lo que están empezando a hacer los análisis de datos. “En dos semanas más, tendremos los primeros resultados preliminares”, asegura el académico. Dado que por cada ciudad demorarán un mes en recabar los antecedentes, comenzarían a procesar todos los datos en agosto.

Para realizar las mediciones, el equipo de la Usach obtuvo sensores de monóxido de carbono y dióxido de hidrógeno, los cuales fueron integrados en una caja con un sistema electrónico donde se encuentra el medidor de material particulado. Gran parte del desarrollo, revela el Dr. Gramsch, se efectuó en el laboratorio de la Casa de Estudios.

Para establecer las casas que se miden, éstas debían cumplir una serie de características: que fueran de familias de estratos socioeconómicos C o D, de 60 metros cuadrados y donde la gente no fumara, para no interferir con las emisiones cuantificadas, entre otros requisitos. El proyecto “Comparación en la contaminación intradomiciliaria con estufas a leña y estufas a gas” fue encargado por la empresa Abastible, indica el académico.

“Vamos a hacer un informe final, pero además intentaremos publicar los resultados en alguna revista científica, ya que la manera de avalar que los resultados sean científicamente correctos es obteniendo publicaciones”, concluye.

El Dr. Valeri Bubnovich, académico del Departamento de Ingeniería Química, inicia sus actividades en la Universidad de Santiago de Chile el 1 de marzo de 1995. El científico nacido en Bielorrusia, ha encontrado su espacio en el país, comentando el gran campo de investigación aplicada nacional: “Para mí como profesor, es mucho más fácil hacer clases y captar la atención de los alumnos con la experiencia de investigación”, cuenta, “pero me gustaría que cada profesor tenga la posibilidad de salir del aula, de la oficina, y capacitarse con los problemas del mundo exterior”.

Con ello, Bubnovich alude a la importancia que tiene para él la investigación aplicada, algo a lo que se ha dedicado por los últimos años. Junto con el ingeniero Jaime González, se adjudicaron los fondos de Innovo-Corfo con el proyecto “Desarrollo de un Sistema Eficiente de Filtración de Gases Combustibles con Óxidos Carbónicos usando PSA con MOFS como material adsorbente”, que ayudará a empresas de rellenos sanitarios y a su vez impactará positivamente a reducir el impacto ambiental de las emanaciones de dióxido de carbono y metano a la atmósfera.

“El contrato tecnológico que estamos trabajando surge de una necesidad industrial relacionada con el tratamiento de residuos, los cuales generan biogás. Originalmente, este gas se quemaba en antorchas, luego en motores para producción de electricidad, pero la baja en el valor de la electricidad ha significado problema para las empresas que realizaron la inversión en generación a valores mucho más altos”, explica Jaime González. “Entonces planteamos la posibilidad de separar los gases, para su uso eficiente”.

El tercer proyecto

El mecanismo de filtración empieza capturando el biogás que emana desde los rellenos sanitarios, pasándolo por un sistema llamado PSA (pressure swing adsorption). Aquí, unas columnas extraen el ácido sulfúrico, quedando solamente dióxido de carbono y metano, los cuales son separados. El metano será quemado para producción de electricidad, mientras que el CO2 se podrá comercializar en diversas funciones, tales como la industria de refrescos y la producción de fertilizantes para cultivos en la industria agrícola.

Llevar a cabo el proyecto es una labor compleja, por lo que Bubnovich y González cuentan con el apoyo de un equipo en el Departamento de Física. El académico Dinesh Singh trabaja junto a un equipo de estudiantes de la Universidad, constituido por Ignacio Chi, Carolina Manquian y Javier Enríquez, produciendo cristales metálicos orgánicos (MOF, metal organic frameworks), “verdaderos legos moleculares”, como los describe Jaime González.

“Este es el primer proyecto en que trabajo junto a Valeri y Jaime. Nuestra parte de la investigación es sintetizar los distintos tipos de material en MOFs y después vamos a hacer un compuesto con grafeno y carbón activado, para ver la filtración de diferentes tipos de gas”, detalla el profesor Singh sobre el rol de su equipo en la generación del sistema.

Los MOFs son desarrollados para absorber determinados gases y son empleados en el mecanismo de filtración con PSA. “El procedimiento consiste en ejercer diferencias de presión para poder lograr que un material absorbente capture ciertos gases, sumado a la capacidad que tienen los cristales de poder selectivamente atrapar los gases. Entonces, en conjunto entre la presión y la selectividad de los cristales, se permite recuperar el CO2 que está en el biogás, y dejar pasar solamente metano”, profundiza González.

Valeri Bubnovich había empleado previamente el sistema PSA en su primer proyecto Innovo-Corfo, donde desarrolló el proceso de separación del vapor de acetato de etilo del aire. Sin embargo, en ese entonces sólo empleó carbón activado para la absorción de los vapores de solventes. “Con el empleo de los MOFs ahora, dada su selectividad, se facilitará el desprendimiento del CO 2 del biogás, aumentando la eficiencia mucho. Las columnas de PSA van a poder ser más pequeñas y más económicas en su desarrollo”, añade el ingeniero.

Apoyo de la DGT

“En el primer proyecto que desarrollé, tuvimos apoyo financiero y asesorías legales de parte de la Universidad. Hoy ya tenemos bastante experiencia en esos temas, por ende se nos hace muy fácil resolver esos detalles”, cuenta Valeri. Sin embargo, un departamento que les ha sido de esencial ayuda es la Dirección de Gestión Tecnológica (DGT). Luego de las gestiones iniciales con empresas y la formulación del proyecto, “ellos revisan las escrituras del proyecto, los aspectos legales y económicos de éste”.

“Una vez que se adjudica un fondo Corfo, viene una complejidad mayor, que es la compra, el pago de honorario. Y la DGT tiene un rol bastante relevante en el punto de ayudarnos a administrar los recursos para que la tramitación sea eficiente”, añade Jaime. “Es un proceso que resulta algo lento, dadas los requerimientos que tiene el sistema público de compras, y es una dificultad mayor para los investigadores y las empresas involucradas el conseguir que las cosas se hagan con tiempo”.
Impacto del proyecto

Tanto Valeri Bubnovich como Jaime González tienen claro el propósito que se persigue con el sistema de filtración que desarrollan. Asímismo, saben que tiene una importante clave en materia de conservación medioambiental, puesto que tanto el metano como el dióxido de carbono son considerados gases de efecto invernadero, contribuyentes al calentamiento global.

“Obviamente, el dióxido de carbono se va a liberar siempre”, señala Jaime González. “Se emana y entra a la cadena atmosférica siendo absorbido por plantas, vegetales y en el mar por las algas. Pero nosotros estamos dándole además un uso positivo que genera rentabilidad y que genera una economía positiva de impacto”.

Como es mencionado previamente, el sistema de filtración mejora la producción de electricidad realizada por las empresas de rellenos sanitarios, puesto que, al separarse el metano y el dióxido de carbono, el proceso de combustión del primero es más eficiente. “La presencia de CO2 en el proceso de combustión del metano le resta eficiencia. Con el metano en estado puro, el motor funciona de manera más eficiente y produce más electricidad”, añaden los participantes del proyecto.

“Para mi este trabajo es muy interesante”, explica Valeri, “porque yo salgo de esta oficina y puedo ver el mundo real, con problemas reales. En ese sentido, es súper importante salir del modelamiento de textos, de hipótesis, y conocer los problemas de la industria. Eso es para mi experiencia que no puedo olvidar y que transmito a mis alumnos”.

Valeri y Jaime conocen las gratificaciones y las complicaciones que vienen de mano con la asociación a empresas externas. “Para la empresa, es muy positivo contar con la experiencia de una institución como la Universidad de Santiago de Chile para abordar problemáticas que aún no se han atendido”, explica Jaime, “pero no está de más decir que para las industrias, innovar es un costo asociado a un alto riesgo”.

Por su parte, Valeri sentencia que a menudo las relaciones entre investigadores y empresas son lo suficientemente colaborativas. “Me gustaría que ese aspecto se fortaleciera. Hay culpas por ambos lados; nosotros estamos con frecuencia muy encerrados en la parte académica, y las empresas en su rutina de producción.”

Jaime agrega que es importante comprender que “los intereses que gobiernan en la universidad no son los mismos que en las empresas”. La clave de establecer un vínculo firme entre ambas entidades está en “enfocarnos en que el resultado sea tan bueno para la universidad como para las empresas. De modo que para las primeras existan recursos para hacer investigación y desarrollar nuevas cosas, y las últimas incorporen estas novedades que solucionen sus problemáticas, o les permita generar valor”.

Valeri Bubnovich es enfático en invitar a los alumnos de nuestra Casa de Estudios a tomar la iniciativa y conocer tanto el mundo que les espera como sus propias virtudes. “Visiten las industrias, regresen a la Universidad y formen grupos de trabajo e investigación. Hay que preguntarse que se podría hacer con nuestras propias manos, y no esperar a salir de aquí y que nos pasen un trabajo y un sueldo”. Para el académico de larga trayectoria, aprender y poner en práctica desde la experiencia es fundamental. “Es mucho mejor si tienes claridad respecto a lo que quieres hacer con tu vida, pero sobre todo si es con tus propias manos”.

Un 37,9% subieron los episodios críticos de contaminación en la Región Metropolitana este año, en comparación a 2017. De acuerdo al balance del periodo de Gestión de Episodios Críticos (GEC) 2018, que finalizó este viernes, se registraron 40 jornadas con aire de mala calidad, 11 más que las vividas en 2017.

Para el experto en modelos de pronóstico de contaminación atmosférica y ambiental, y académico de la Universidad de Santiago, Dr. Patricio Pérez, la situación podría haber sido peor si la selección nacional de fútbol hubiese clasificado al mundial de Rusia, que se jugó este año entre el 14 de junio y el 15 de julio. Es decir, en medio del lapso que comprende la GEC.

“En las últimas emergencias del año antepasado, la mayoría era atribuible a los días en que Chile había jugado en la Copa América (Centenario), por los asados. Este año Chile no fue al mundial y esa es una de las razones de que no hayamos vivido situaciones tan críticas”, afirma.

En 2016, el intendente de la RM de aquel entonces, Claudio Orrego, criticó a quienes realizaron asados durante el partido de Chile contra México por cuartos de final, ya que los índices habrían aumentado considerablemente producto de esta incidencia.

“Para que haya emergencias, tiene que conjugarse una situación de mala ventilación con un gran volumen de emisiones”, explica el doctor en física. Este año, pese a la mayor cantidad de episodios críticos, no se alcanzaron niveles de emergencia, al igual que en 2017.

“La principal causa del aumento son meteorológicas, ya que las condiciones estuvieron más desfavorables este año. Los días que hubo mala ventilación fueron significativamente más”, señala. “Si se cuentan las horas en que estuvimos en preemergencia este 2018, en comparación al año pasado, hubo un 900% de aumento, pasando de 5 horas a más de 60”, grafica.

Finalmente, el especialista no descarta que la forma en que se ejecutó el Plan de Descontaminación puede haber influido en esta subida, pero señala que no puede cuantificarse de manera categórica.

“Aunque se esperaba que las emisiones de leña por calefacción sufrieran una baja, no disminuyó lo esperado, dado que los días de mayor contaminación fueron los más fríos”, indica. “Los esfuerzos nunca son suficientes. Aunque es indudable que se ha hecho mucho, siempre se puede hacer más, sobre todo en cuanto a fiscalización”, concluye.

Emanaciones por gas dejaron alrededor de 300 personas intoxicadas en Quintero, en la región de Valparaíso. Los episodios, ocurridos la semana pasada, obligaron a las autoridades a decretar alerta amarilla. El Gobierno culpó a Enap por la emergencia química, en una zona donde también se encuentran firmas como Oxiquim, Codelco, GNL Quintero, AES Gener y Gasmar.

Independiente de quién sea el responsable del hecho, el doctor en ingeniería medioambiental y académico del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Santiago, Dr. Luis Díaz Robles, sostiene que el hecho deja al descubierto la falta de un plan de descontaminación en la zona (recién ayer se anunció la implementación de uno) y la ausencia de una normativa que permita monitorear y fiscalizar contaminantes que son normales en un sector tan industrializado como este, como isobutano, nitrobenceno y metilcloroformo.

“Tiene que haber mayor control de las emisiones y mayor fiscalización de parte del Estado, pero para eso, tiene que legislarse respecto de esas sustancias porque, actualmente, no tenemos normativa secundaria de calidad del aire ni de emisiones”, afirma. “Las estaciones de monitoreo no miden esas sustancias, porque no están legisladas, solo material particulado, dióxido de azufre, monóxido de carbono e hidrocarburos totales. Ni siquiera los específicos. Mientras no haya legislación, no habrá obligación de monitorear esto por parte del Estado ni de las empresas”, critica.

Por otra parte, el ingeniero civil químico, experto en gestión de la calidad del aire y control de la contaminación atmosférica, considera que culpar a Enap es “apresurado”, ya que el monitoreo de contaminantes que no se miden normalmente debiera ser más extendido en el tiempo, a fin de tener resultados concluyentes.

“Lo ideal es que haya una red permanente de monitoreo en un sector industrial tan complejo como el que hay y que es estratégico”, sostiene. “Nadie quiere que haya una Freirina 2, donde debido a un mal manejo ambiental se le tuvo que colocar candado a la empresa Agrosuper, lo que generó un impacto social al disminuir las posibilidades de conseguir empleo”, advierte.

Responsabilidad compartida

Comparte la opinión del Dr. Díaz el experto en modelos de pronóstico de contaminación atmosférica y ambiental, Dr. Patricio Pérez. El académico del Departamento de Física de la Universidad de Santiago insiste en que los contaminantes que miden estaciones de monitoreo en la zona -como Quintero, Puchuncaví, Las Ventanas, La Greda y Los Maitenes- no son los que se precisa fiscalizar cuando ocurren emergencias como la de la semana pasada.

A su juicio, fue ese factor el que provocó que dicha red no arrojara superaciones de la norma en esos días. “Acá hay una responsabilidad compartida entre el Estado y las industrias. El Estado tendría que tener estaciones que midan una variedad más grande de contaminantes y la industria, si bien no tiene la exigencia de controlar ciertos contaminantes, por responsabilidad propia debería tomar medidas cuando detectan que hay emisiones de gases que no están normados, pero que afectan la salud de las personas”, enfatiza.

El doctor en física señala que al no medir regularmente concentraciones que podrían haber causado eta emergencia, autoridades debieron asistir al lugar con estaciones de monitoreo portátiles que tienen una gama más amplia de contaminantes. Sin embargo, una de las falencias de realizar esto es que cuando se llega al lugar con dichas estaciones, el episodio crítico ya ocurrió, lo que impide tener mayores certezas respecto a si lo que se monitorea es o no relevante.

“No es tan extraño este tipo de contaminantes en la zona y es algo que se pudo haber previsto controlando una colección más grande de gases que se monitorean regularmente”, afirma. “Las estaciones de monitoreo portátil son lo mejor que se puede disponer en este caso, pero no tienen la precisión de una estación fija que ha sido calibrada y donde se han hecho test de calidad. Claramente, hay una mayor imprecisión en estas estaciones portátiles. Lo ideal es tener una red que mida de manera permanente estos contaminantes”, concluye.

A un mes de que termine el periodo de Gestión de Episodios Críticos (31 de agosto), estos han aumentado un 26% en comparación al año pasado en la Región Metropolitana. En 2017, las premergencias fueron 2 y las alertas, 25. En 2018, fueron 5 y 29, respectivamente.

Para el experto en modelo de pronóstico de contaminación atmosférica y ambiental, y académico del Departamento de Física de la Universidad de Santiago de Chile, Dr. Patricio Pérez, el Gobierno ha tenido responsabilidad en el aumento de los episodios críticos.

“Se esperaba una mejoría en las condiciones de calidad del aire este año, dado que entró en vigencia este año el plan de descontaminación de material particulado fino (MP 2,5)”, afirma. Sin embargo, considera que “restringir el uso de la leña no ha sido lo eficiente que uno hubiese esperado. Falta mayor fiscalización y sensibilización de la población para evitar este tipo de calefacción”.

El especialista considera que acotar a solo un dígito la restricción vehicular permanente para vehículos con convertidor catalítico, además de restringir la medida solo al anillo de Américo Vespucio, también podría haber afectado este índice.

Sin embargo, es concluyente al considerar que el número de preemergencias es un claro indicio de que la autoridad medioambiental ha incidido en este aumento de episodios críticos. “Las preemergencias pasaron de 2 a 5, lo que implica un aumento de un 120%. Eso no se puede atribuir tan directamente a los días de mala ventilación. Por lo tanto, el factor meteorológico no es el único que provocaría este aumento”, subraya.

Con todo, considera que una de las razones más importantes que provocaron el aumento son las condiciones meteorológicas que han afectado este año a la capital, caracterizadas por la escasez  de lluvias. “En 2017, hubo 18 situaciones de condiciones malas o críticas de ventilación. Este año, llevamos 25, lo que significa un aumento de 39% en cuanto a días con mala ventilación”, concluye.