Toyota desarrolla un simulador de concentración del ozono troposférico, uno de los agentes más contaminantes del medioambiente
- El ozono troposférico o ambiental es la causa principal de la niebla fotoquímica, un contaminante atmosférico perjudicial para la salud humana y el crecimiento de las plantas.
- El simulador contribuirá a reducir la contaminación atmosférica en los países de la zonadel sudeste asiático.
Toyota Motor Corporation (TMC) y Toyota Central R&D Labs., Inc. han desarrollado un simulador capaz de predecir las concentraciones de ozono troposférico en todo el sudeste asiático. El proyecto se ha llevado a cabo en colaboración con la Universidad de Tsinghua, en China1, el Instituto de Energía y Recursos (TERI), de la India2, y el Instituto Internacional para el Análisis de Sistemas Aplicados (IIASA), de Austria3. Se espera poder aprovechar el simulador en distintas iniciativas en el sudeste asiático para reducir el consumo energético y limitar las emisiones de las sustancias que causan la contaminación atmosférica, uno de los factores del calentamiento global, y así ofrecer beneficios importantes a escala mundial.
1. Características del ozono troposférico; medidas necesarias para reducir las concentraciones
Por todos es conocida la capa de ozono de la estratosfera (que se encuentra a una altitud aproximada de 10 km), que protege el ecosistema de la Tierra al absorber la radiación ultravioleta. Sin embargo, no se conoce tanto el ozono de la troposfera, que ocupa unos 10 km por encima de la superficie terrestre. El ozono troposférico es la causa principal de la niebla fotoquímica, un contaminante atmosférico perjudicial para la salud humana y el crecimiento de las plantas. Es además uno de los gases de efecto invernadero que contribuyen al calentamiento global y, por lo tanto, reducir su concentración es un objetivo prioritario, después del CO2 y el metano.
Predecir las concentraciones de ozono troposférico resulta difícil, puesto que el ozono troposférico no se emite directamente a la atmósfera, sino que se forma allí mediante reacciones fotoquímicas en las que participan óxidos de nitrógeno (NOx) y compuestos orgánicos volátiles (VOC) emitidos por diversas fuentes. Puesto que la forma en que se producen estas reacciones fotoquímicas es muy compleja, la disminución de las emisiones de NOx y VOC no necesariamente reduce de forma eficaz las concentraciones de ozono troposférico. Para predecir las concentraciones de ozono troposférico, es preciso tener en cuenta las complejas reacciones fotoquímicas que se producen en la atmósfera, así como los datos de emisiones de NOx y VOC.
2. Desarrollo del simulador: recorrido y objetivos de la investigación conjunta
A raíz del crecimiento económico experimentado por los países asiáticos y del incremento resultante del ozono troposférico, derivado del consumo de distintas formas de energía a gran escala, existe preocupación en torno al deterioro medioambiental tanto a nivel local como global. Como consecuencia, se han hecho llamamientos a reducir las emisiones de contaminantes atmosféricos, incluidas las de los vehículos de motor.
En consecuencia, Toyota ha querido buscar la forma de reducir las concentraciones de ozono troposférico para ayudar a afrontar el problema en todo el sudeste asiático. Por eso, ha colaborado con centros de distintos países para investigar la predicción de concentraciones de ozono troposférico, con el objetivo de contribuir a trazar una estrategia para mitigar sus efectos sobre la salud humana y el crecimiento de las plantas.
3. Método empleado por el simulador y papel de los distintos centros en el programa conjunto de investigación
Para mejorar la precisión, el simulador desarrollado en el proyecto de investigación combinaba:
1) El consumo de energía en las condiciones actuales y el consumo de energía previsto en función de las políticas energéticas futuras para los distintos países del sudeste asiático.
2) Las emisiones de CO2, Nox y VOC.
3) Un modelo tridimensional de la calidad del aire que predice las concentraciones de ozono troposférico, teniendo en cuenta las condiciones meteorológicas.
En el caso de los países del sudeste asiático distintos de China y la India, los datos indicados en 1) y 2) fueron elaborados por el IIASA, de acuerdo con los escenarios proporcionados por la Agencia Internacional de la Energía (IEA). Con respecto a China e India, donde se sigue esperando un marcado desarrollo económico, la Universidad de Tsinghua y el TERI elaboraron bases de datos detalladas para sus respectivas regiones y sectores, tomando como referencia las políticas energéticas y medioambientales de los gobiernos.
El modelo indicado en 3) tiene en cuenta complejas reacciones fotoquímicas alrededor de las emisiones de NOx y VOC, así como las condiciones meteorológicas, para predecir las concentraciones de ozono troposférico con precisión, cada hora o menos. El ozono troposférico puede desplazarse libremente más allá de las fronteras nacionales. Para predecir las concentraciones de ozono troposférico en todo el sudeste asiático, los laboratorios de investigación y desarrollo Toyota Central R&D Labs recogieron datos detallados sobre el consumo de energía y las emisiones de NOx y VOC en los distintos países, a fin de crear una simulación basada en un modelo tridimensional de la calidad del aire. En el caso de China y la India, puesto que ambos países necesitan datos predictivos más detallados para reflejar el desarrollo económico creciente, el simulador puede predecir las concentraciones de ozono troposférico centradas principalmente en la zona cercana al país en cuestión.
4. Ventajas previstas del simulador
El simulador incorpora un consumo energético que tiene en cuenta las políticas energéticas futuras que se están planteando actualmente, y puede predecir la concentración de ozono troposférico en todo el sudeste asiático. La ventaja principal del simulador es la capacidad de investigar de forma exhaustiva políticas para la reducción del ozono troposférico, escenarios de reducción del CO2 y escenarios de mejora de las condiciones atmosféricas.
En China ya se han empezado a investigar estrategias para reducir la contaminación atmosférica en las grandes ciudades. Mientras tanto, el Programa de las Naciones
Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) ha indicado que la reducción del ozono troposférico combatiría de forma eficaz los incrementos de temperatura de corto plazo, lo que sugeriría que el simulador podría resultar útil para explorar estrategias de mitigación del cambio climático.
De cara al futuro, Toyota espera que el simulador se emplee ampliamente en los diversos países del sudeste asiático y que pueda contribuir a la formulación de políticas energéticas eficaces que combinen la reducción del consumo energético y de las emisiones de CO2 con la limitación de las concentraciones de ozono troposférico.
Los días 26 y 27 de mayo se celebrará en la Universidad de Tsinghua, en China, un grupo de trabajo internacional para compartir información relativa al simulador. El grupo de trabajo, reunirá a investigadores de las instituciones colaboradoras, así como de otras instituciones de todo el mundo, dedicados al ámbito de la contaminación atmosférica, para debatir formas de seguir promoviendo la investigación e implantando las políticas oportunas.
1 Fundada en 1911, es una de las principales universidades chinas. Cuenta con unos 3.000 profesores y profesores asociados, y con unos 36.000 alumnos.
2 Fundada en 1974, es una de las principales instituciones de investigación de la India. Cuenta con unos 900 investigadores. Su Director General, Rajendra Pachauri, es el presidente del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC).
3 Instituto de investigación internacional fundado en 1972 en Austria. Cuenta con unos 200 investigadores.