Producto de la mala calidad del aire, en Santiago se han declarado reiteradas alertas y preemergencias ambientales en los últimos días, activándose las respectivas medidas, en el marco de los Planes de Prevención y/o Descontaminación Atmosférica (PPDA), según sea el caso.

Si bien las autoridades están enfocadas en proteger la salud de las personas, los esfuerzos resultan insuficientes. Más bien, a través de la gestión de episodios críticos, se estancan entregando paliativos frente a un problema estructural, que requiere soluciones profundas y de alta complejidad. Así lo plantea Patricio Pacheco Hernández, docente del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Naturales, Matemática y del Medio Ambiente (FCNMMA), de la Universidad Tecnológica Metropolitana (UTEM), quien lidera una investigación pionera sobre contaminación del aire.

Con el fin de entender y mitigar los efectos de la polución atmosférica, producto de la actividad humana, el principal objetivo de esta investigación consiste en desarrollar nuevos indicadores de calidad de aire. Se trata de un proyecto financiado por el Fondecyt Regular 2024 y en el que también trabajan, como co-investigadores, Eduardo Mera Garrido y Gustavo Navarro Ahumada, del Departamento de Física de la FCNMMA.

La investigación, que se extenderá hasta marzo de 2028, se centra en medir la entropía en sistemas de meteorología urbana y contaminantes atmosféricos, utilizando equipos de última generación, como son los anemómetros ultrasónicos. El propósito es analizar la interacción entre estos sistemas y su impacto en la calidad del aire.

Cabe destacar que los desarrollos comprometidos involucran convenios con el SINCA (Sistema de Información Nacional de Calidad del Aire), ya que los instrumentos se instalaron en seis comunas de la Región Metropolitana para medir la componente vertical de la velocidad del viento: Puente Alto, Las Condes, Pudahuel, Quilicura, La Florida y Santiago Centro.

“El SINCA, unidad dependiente del Ministerio del Medio Ambiente, monitorea los principales contaminantes, como material particulado fino -PM2.5 y MP10-, ozono, óxidos de nitrógeno, etcétera. Y nosotros comenzamos a usar esos datos, pero para enfocarlos de otra manera ¿En qué está la diferencia? En que nosotros aplicamos la teoría del caos, porque partimos con la idea de que los procesos son de carácter irreversible”, explicó Patricio Pacheco.

“Porque en la medida en que estás permanentemente perturbando un sistema, como ocurre en Santiago, por el hecho de que cada vez se incrementa el parque automotriz y la urbanización, en contra de los terrenos agrícolas o los predios forestales, estás ejerciendo un estímulo sobre la atmósfera. Y la atmósfera, en la medida que transcurre el tiempo, tiene ciertos niveles para amortiguar esos efectos. Pero llega a un punto en que, en vez de aminorar esa contaminación que está emitiéndose al medio ambiente, sigue aumentando. Y eso significa que puede entrar en un proceso de irreversibilidad”, agregó el académico.

“Entonces, cuando un sistema entra en un proceso de carácter irreversible, es prácticamente imposible que vuelva a la condición inicial. O sea, la atmósfera de Santiago, a menos que se apliquen medidas pero impresionantemente duras, nunca va  a volver a ser la atmósfera de la década del 40, del 50 o del 60. Ya es una atmósfera perturbada, ya es una atmósfera en este momento contaminada”, detalló Patricio Pacheco.

-Según esta hipótesis, ¿no habría vuelta atrás?

Es una atmósfera que, para que pueda restituir a su punto de equilibrio, tendría que empezar a eliminar todas las perturbaciones; que van desde el parque automotriz, hasta los procesos de planificación urbana en todo Santiago. Tendría que reducirlo de una manera drástica y eso se ve muy poco probable.

Entonces, si aceptamos la hipótesis, la atmósfera de Santiago en este momento está sometida a un proceso de carácter irreversible y, por lo mismo, un formalismo matemático adecuado para poder describirlo, es el que se denomina la teoría del caos. Significa que pequeños estímulos van a generar en un sistema grandes perturbaciones, grandes cambios a futuro.  Esa es la hipótesis que sostiene nuestro trabajo.

-¿De qué forma la aplicaron en esta investigación?

El SINCA es quien dispone de las mediciones que se denominan series de tiempo. Por ejemplo, para medir material particulado PM10, de 10 micrómetros, ellos hacen un seguimiento de cómo está fluctuando el nivel de concentración de ese contaminante durante periodos muy extendidos de tiempo, por años y horas. Entonces, esas series de tiempo son susceptibles de ser analizadas a través del formalismo de la teoría del caos ¿Qué hicimos nosotros? Como la red es pública, tomamos los datos de libre acceso y comenzamos a hacer análisis de estas series de tiempo.

-¿Y qué arrojaron esos datos?

Que se llegó ya a un nivel de perturbación del sistema que no va a volver a la condición inicial. Por el contrario, con tendencia a seguir siendo cada vez más perturbado, más caótico, más impredecible en su manera y en sus patrones de comportamiento. Hicimos un barrido de datos sumamente completo y amplio, y lo prorrateamos en un periodo de estudio de 12 años. Y la conclusión que arrojó, aplicando este formalismo de la teoría del caos, sobre la manera cómo se comportaba la contaminación, respecto de lo que es la meteorología urbana, es que es un daño enorme que ya se le hizo y que se le sigue haciendo.

Que es poco probable que el sistema pueda volver a su condición inicial. Y ahí quedó comprobado que, el inductor de desorden en el sistema de meteorología urbana, eran los contaminantes. Eso es algo absolutamente nuevo, no se había hecho un análisis así y a nosotros nos significó muchas publicaciones. Pero además sentó las bases para proponer este proyecto Fondecyt.

¿Cuál era el plus? Que si bien el SINCA tiene 14 estaciones de monitoreo en Santiago, no mide la componente Z, que es la componente vertical del viento. Y con el tiempo se descubrió que la componente Z es responsable de lo que se llaman los flujos térmicos. Entonces, nosotros propusimos hacer un barrido de continuidad respecto de lo que ya estaba haciendo el SINCA. Pero además, incorporar el efecto que tiene la componente Z en los flujos térmicos. Para eso existe todo un formalismo matemático que permite dimensionar la magnitud de calor que está emitiendo cada una de las comunas. Y entonces, uno puede hacer estudios comparativos de cuál es la que más contribuye a los flujos térmicos hacia la atmósfera. Ahora, sucede que estos flujos térmicos están en directa relación con la rugosidad de los suelos.

-¿Qué papel juega la rugosidad de los suelos?

La nueva teoría que se ha ido desarrollando, respecto a los flujos térmicos, dice que si tú cambias la rugosidad de un suelo, esa especie de montañita que puede tener un suelo, entonces estás favoreciendo las turbulencias a nivel del suelo. Y, por lo tanto, eso se traduce en calor que estás entregando al medio ambiente, propiciando el cambio climático.

Ese es un punto que nosotros en este momento estamos midiendo. Y ya tenemos datos, podemos incorporarlos a las ecuaciones y podemos hacer estudios comparativos, intercomuna, de cuál es la que está contribuyendo en mayor medida a calentar la atmósfera del entorno en donde está midiendo el anemómetro ultrasónico.

-¿Ya tienen resultados que pueden divulgar?

No. Porque cuál es la más comuna más contaminada es la guinda de la torta. Pasa que tendremos un periodo de mediciones  extendido y, de hecho, el proyecto dura hasta el 2028. Pero nosotros vamos a comenzar a testear lo que está ocurriendo para poder hacer estudios comparativos. Las series con las que trabajamos tienen del orden de 30.000 datos. Entonces, nosotros vamos a sacar series más chiquititas, como de 5.000 datos, para poder ver qué pasa.

Por ejemplo, qué ocurre con Puente Alto, que está sometida a un proceso bárbaro y descriteriado de urbanización. Y qué ocurre si la comparamos con una comuna como Lo Prado, que prácticamente no tiene edificaciones de altura. En el fondo,  queremos probar que todo este inmenso desarrollo inmobiliario, con edificios de tanta altura, es uno de los principales factores de emisión de calor al medio.

Y así vamos a tener indicadores potentes de cuál es la comuna culpable… O, más bien, poder decir en qué momento los planificadores urbanos dejaron la mesura y pasaron a ser individuos que se ubicaron en forma absolutamente desatada a construir edificios de altura, sin mediar en las consecuencias que eso iba a traer para el entorno del medio ambiente y de la atmósfera en el largo plazo.

-Concretamente, ¿a qué aspiran con esta investigación?

El proyecto lo que pretende es bien claro. Primero, demostrar lo que ya hemos avanzado. Haciendo estudios de las series de tiempo, podemos señalar que, en este momento, la entropía dominante para los procesos climáticos, para los procesos atmosféricos, a nivel de la capa de atmósfera que está próxima al suelo, hoy día quien la domina son los contaminantes.

Ya, es la entropía. Pero sucede que nosotros también probamos que el proceso que está experimentando hoy día la atmósfera se llama difusión anómala. Significa que es un tipo de difusión donde los elementos dominantes son sistemas extremos. Entonces, tenemos un proceso de sub difusión anómala, en una cuenca geográfica, en donde los elementos que propician ese tipo de sub difusión son sistemas que están comportándose como sistemas complejos y de extremos. Por ejemplo, tanto los contaminantes como, en este caso, de la meteorología urbana.

Por otro lado, estaríamos haciendo los estudios comparativos intercomuna para ver si los cambios de rugosidad, llevados adelante por el ser humano, efectivamente están contribuyendo a los efectos térmicos y al calentamiento de la capa límite. O sea, la capa límite es chiquitita, es más o menos de dos kilómetros de altura, pero es la capa más relevante, porque ahí ocurre todo lo fundamental para la vida de las personas. Inclusive, la lluvia.

Por eso necesitamos tener el correlato con un hecho concreto, real. Y al tener los datos intercomuna, podemos ver, por ejemplo, cuál es la que tiene la mayor densidad de planificación urbana y compararla con otras que tienen menos edificios.

Así vamos a tener un dato indicativo de que, efectivamente la planificación humana, de la manera que se está aplicando, ha sido dañina y perjudicial para la atmósfera. Hasta ahora, lo que avisan los papers publicados, solo en lo referente al plano y no a la componente Z, es que en realidad hay un verdadero terremoto desde la perspectiva climática, dado el dominio que está ejerciendo, desde el punto de vista de la entropía, el contaminante sobre la meteorología.

Entonces, eso ya no es algo que sea sujeto de discusión, sino que es una cosa probada. Ahora, lo que estamos haciendo es abarcar nuevos periodos de tiempo. Esto, para saber si la tendencia que ya fijamos en 2010, se prolonga hasta 2028, que ya sería un periodo interesante porque sería la suma de 18 años.

-¿Y se comprobaría la teoría del caos?

Es que la entropía es un parámetro sumamente importante. Porque si la entropía del contaminante es mayor que la entropía de la meteorología urbana, lo que está diciendo es que ese sistema es el que manda el desorden en toda la atmósfera. O sea, en este caso, el sistema contaminante. Él manda el desorden y, por lo tanto, es el que está desordenando todo el pastel. Ese es el rollo.

-¿Cómo se debería avanzar?

Ninguna de las metas que se habían propuesto respecto del decrecimiento de temperatura, se va a lograr. Ni se logró. Ni el 2010, ni el 2020, ni el 2050, ni el 2100, no se va a lograr. Porque sucede que nadie está haciendo nada para poder lograrlo.

Y uno de los elementos que más contribuye a emitir calor a la atmósfera es la forma como se construyen las ciudades. Entonces, el problema también tendrían que abordarlo desde la perspectiva de qué elementos se podrían emplear para la construcción, de tal manera que evitaran la emanación por degradación.

Pero otro problema en Chile es que la normativa que está vigente respecto del material contaminante, sobre todo el material particulado, es una normativa que está absolutamente fuera de tiempo. Porque es la misma tontería de siempre. Los gringos descubrieron que el material terriblemente pernicioso para la vida de las personas es el material contaminante particulado, que es de tamaño más pequeñito, de 2,5 micrómetros.

Y eso en cierta medida es lo pasa hoy en día en Chile. Que están focalizados en el material particulado de 10 micrómetros, que es una norma ya antigua. La normativa vigente en Chile es la de 10 micrómetros y la de 2,5 también, pero el énfasis es la que le llaman el material grueso ¿Y por qué? Porque si tú aplicas la norma respecto al material ultrafino, tendrías que dejar parada drásticamente todas las edificaciones, todas las empresas de todo Santiago y de casi todo el país.

Bueno, eso lo dijo Ricardo Lagos cuando fue presidente de la República, que él no iba a aplicar una norma en Chile que dejara al 80% el país sin pega. Por eso, una de las cosas que queremos conseguir con este estudio, desde el punto de vista concreto y práctico, es que haya una reformulación de los indicadores de calidad de aire, donde se puedan incorporar las entropías desde el punto de vista en que se está dando a entender la irrupción del proceso irreversible.

Esto, además de que el proyecto pueda servir para que se hagan estudios mucho más acuciosos respecto del desarrollo, planificación y densificación urbana. Y asimismo, que en las universidades comiencen a atacar en forma más rigurosa el tema de la geometría de las construcciones. Porque si se demuestra que existen determinadas geometrías que emiten o favorecen más el flujo de calor hacia la atmósfera, significa que hay cosas que ahí deben ser corregidas.

Pero, además, sería sumamente importante tener un catastro de nivel metropolitano de cuáles son las comunas que emiten más y menos calor. Y es que, por otro lado, el calor tiene una altísima incidencia en enfermedades gravísimas en las personas. Y, por lo tanto, individualizar según ese catastro las zonas que emiten más o menos calor, en donde se focaliza la mayor población de riesgo.

-¿Es una ambición también apuntar a construir un prototipo de ciudad más sustentable?

Es que la geometría empleada en el diseño y desarrollo de las construcciones también es un factor relevante para considerar la emisión de calor hacia el medio ambiente. Y no, no es ambicioso. Esto va hacia allá. A lo mejor esto va a sonar feo, pero la mayoría de las cosas que hoy en día se hablan de sustentabilidad, en los seminarios, en la prensa, etcétera, son puras cabezas de pescado ¿Por qué? Porque nadie demuestra que el sistema puede volver a la condición inicial. O sea, un sistema se dice que es resiliente o sustentable si es capaz de volver a su condición inicial. Pero acá, ningún sistema urbano, ni atmosférico, ni de interacción del ser humano con la atmósfera, vuelve a la condición inicial.

Eso es mentira, es una falsedad. Entonces, la sustentabilidad pasó  a ser un tema más bien político, medio demagógico, que se ajusta muy bien a las políticas de la inmobiliaria. ‘Vamos a ser un condominio sustentable y resiliente’. Puras mentiras. Porque eso no se da, no existe. Matemáticamente, podemos demostrar que el sistema no va a volver a la condición inicial. Porque el sistema quedó alterado.

Lo que nosotros hacemos y es la palabra que debiera usarse, son mitigaciones. Mitigamos los efectos, pero no los eliminamos. O sea, se mitiga el efecto, pero hablar de una sustentabilidad, de una manera tan generosa, yo pienso que es un patudez.