La contaminación atmosférica es uno de los retos ambientales y de salud pública más acuciantes de Europa. Para garantizar el crecimiento continuo de los datos y servicios de Observación de la Tierra (OT) de Copernicus, la Comisión Europea está ampliando la constelación Copernicus con nuevas misiones satelitales en 2024 y 2025
Entre ellas, Copernicus Sentinel-4, cuyo lanzamiento está previsto para el verano de 2025, será la primera misión geoestacionaria europea de monitorización de la calidad del aire, que proporcionará datos horarios de alta resolución sobre contaminantes como el ozono (O₃), el dióxido de nitrógeno (NO₂), el formaldehído (HCHO) y el dióxido de azufre (SO₂).
A diferencia de las misiones Sentinel anteriores, Sentinel-4 no utiliza su propia nave espacial, sino una carga útil alojada a bordo del satélite MTG-Sounder de EUMETSAT, que opera junto con el instrumento Infrared Sounder (IRS). Este innovador y eficiente enfoque de «un satélite, dos misiones» permite la monitorización continua de la calidad del aire, junto con las observaciones meteorológicas, proporcionando datos cruciales sobre la composición atmosférica para mejorar la previsión de la contaminación, respaldar iniciativas políticas y contribuir a los esfuerzos para mitigar los riesgos para la salud relacionados con la contaminación.
Antes de su lanzamiento, una visita a una sala limpia en Bremen ofrece a las partes interesadas clave una última oportunidad de ver Sentinel-4 y el satélite MTG-S antes de que se embarquen en su misión.
El creciente desafío de la calidad del aire
El aire contaminado tiene un sabor acre, impregnado de gases de escape y polvo. Perdura en la garganta, un agresor silencioso que penetra profundamente en los pulmones, oprimiendo el pecho, irritando los ojos y dejando a millones de personas en todo el mundo con dificultades para respirar. En algunas ciudades, la contaminación no es solo una molestia, sino una crisis de salud pública. Solo en Europa, se dice que la mala calidad del aire es responsable de casi 600.000 muertes prematuras al año.
En las zonas urbanas, los residentes suelen estar expuestos a niveles de contaminantes que reducen su calidad de vida y hacen que pasar tiempo al aire libre sea peligroso para su salud. El norte de Italia, por ejemplo, experimenta con frecuencia aire estancado atrapado por las montañas circundantes que cercan el valle del Po al norte, lo que permite que se acumulen los contaminantes del tráfico rodado intenso, la agricultura y la industria.
En febrero de 2024, los datos del Servicio de Monitoreo de la Atmósfera de Copernicus (CAMS) mostraron que los niveles de PM10 en Milán superaban con creces los límites saludables , y muchos residentes recurrieron al uso de mascarillas para reducir los riesgos de exposición.
En toda Europa del Este, la contaminación del aire también es un desafío persistente, y algunas ciudades superan regularmente los umbrales de seguridad. En Macedonia del Norte, los niveles insalubres de contaminación del aire provocaron recientemente protestas , y los ciudadanos exigieron medidas urgentes contra las emisiones de carbón, los escapes de los vehículos y los contaminantes industriales.
La mala calidad del aire se debe a múltiples factores, como la quema de combustibles fósiles para la generación de energía, el tráfico rodado denso y las emisiones industriales. Sin embargo, la contaminación no solo se debe a las emisiones directas.
Las inversiones térmicas, que atrapan los contaminantes cerca del suelo, suelen agravar el smog, especialmente durante los meses de invierno, cuando el aire frío no puede ascender ni dispersarse. Factores naturales y del cambio climático también influyen: las tormentas de polvo del Sahara transportan partículas finas por Europa occidental y central, lo que aumenta temporalmente los niveles de contaminación, mientras que los incendios forestales estacionales en Europa meridional y central liberan humo y contaminantes atmosféricos que degradan la calidad del aire tanto a nivel local como en las regiones a sotavento. Estas complejas interacciones ponen de relieve el reto de monitorizar y gestionar eficazmente la contaminación atmosférica.
A pesar de los esfuerzos por reducir las emisiones, el seguimiento y la predicción de los eventos de contaminación siguen siendo difíciles. Los patrones climáticos modifican rápidamente los contaminantes, y las estaciones de monitoreo terrestres, aunque esenciales, no están distribuidas uniformemente por toda Europa. Sin mediciones consistentes y de alta frecuencia, es difícil comprender cómo fluctúan los niveles de contaminación a lo largo del día o cómo interactúan las emisiones de diferentes fuentes. Sentinel-4 busca subsanar esta deficiencia proporcionando datos horarios de alta resolución sobre la calidad del aire, lo que permite una evaluación frecuente y estandarizada de los contaminantes atmosféricos.
La primera misión de monitorización de la calidad del aire geoestacionaria de Europa
A diferencia de los satélites Sentinel anteriores, Sentinel-4 no es una nave espacial independiente, sino una carga útil alojada a bordo del satélite MTG-Sounder (MTG-S) de EUMETSAT.
Este innovador enfoque de «un satélite, dos misiones» permite a Sentinel-4 trabajar en sinergia con el instrumento Infrared Sounder (IRS), proporcionando datos de monitoreo meteorológico y atmosférico simultáneos y coubicados.
Sentinel-4 lleva un novedoso espectrómetro ultravioleta/visible/infrarrojo cercano (UVN), diseñado para medir contaminantes clave con alta precisión, como ozono (O₃), dióxido de nitrógeno (NO₂), formaldehído (HCHO), dióxido de azufre (SO₂) y aerosoles.
Estas mediciones, que misiones anteriores, como Sentinel-5P, han demostrado ser extremadamente complejas, han demostrado ser medidas de alta complejidad. Además, la misión incorporará datos del IRS de EUMETSAT, que contribuyen al análisis del clima y la composición atmosférica, y posteriormente integrará datos del Flexible Combined Imager (FCI) del satélite MTG-Imager.
Además, la integración de los datos de Sentinel-4 en los modelos del CAMS puede proporcionar al Servicio una herramienta aún más potente para rastrear las fuentes de contaminación, pronosticar las tendencias de la calidad del aire y respaldar las políticas ambientales y sanitarias. Los datos podrían mejorar significativamente la precisión y la puntualidad de los pronósticos de la calidad del aire en toda Europa, proporcionando una visión más clara de los focos de contaminación y orientando las iniciativas de mitigación.
Reducir la brecha entre el monitoreo de la calidad del aire por satélite y desde tierra
A diferencia de los satélites de órbita polar como Sentinel-5P, que proporciona datos diariamente, Sentinel-4 está diseñado para ofrecer actualizaciones cada hora durante el día en toda Europa. Esto permite al CAMS monitorear mejor los cambios diurnos en la calidad del aire, mejorar los pronósticos de contaminación y emitir alertas más rápidas al público sobre episodios de contaminación. Los datos también pueden facilitar el seguimiento de las tormentas de polvo sahariana que entran en Europa y que afectan la calidad del aire, la visibilidad y la producción de energía solar.
El CAMS ya proporciona información sobre la calidad del aire mediante una combinación de observaciones satelitales en órbita polar, redes de calidad del aire in situ y modelos de pronóstico. Sentinel-4 busca acortar la distancia entre la cobertura satelital de área extensa y las observaciones terrestres de alta frecuencia, garantizando una visión más completa y continua de la calidad del aire en Europa. Esta capacidad única permitirá a los responsables políticos, investigadores y el público en general recibir información más precisa y oportuna que nunca.
Por qué son importantes los datos horarios
La mayoría de las mediciones de la calidad del aire se basan en estaciones terrestres y satélites de órbita polar, que, en el mejor de los casos, solo proporcionan unas pocas instantáneas de los niveles de contaminación al día.
Esto significa que los niveles pueden fluctuar significativamente entre mediciones, lo que dificulta la respuesta a fenómenos que cambian rápidamente, como las emisiones en hora punta, los picos repentinos de contaminación industrial o el transporte a larga distancia del humo de los incendios forestales. Para cuando se procesan y analizan los datos, es posible que el evento de contaminación ya haya pasado, lo que limita la capacidad de los responsables políticos y las agencias ambientales para tomar medidas oportunas.
Las actualizaciones frecuentes de Sentinel-4 permiten la predicción inmediata, un enfoque a corto plazo y en tiempo real para el pronóstico de la calidad del aire. Esta predicción permite a las autoridades identificar de inmediato los picos de contaminación y reaccionar con rapidez, emitiendo alertas cuando la calidad del aire se deteriora por encima de los niveles seguros. Esta capacidad puede mejorar las alertas de salud pública, brindando a las poblaciones vulnerables, como niños, ancianos y personas con afecciones respiratorias, una mejor protección contra la exposición a contaminantes peligrosos.
Apoyo a las políticas de la UE sobre calidad del aire y reducción de la contaminación
La urgencia de la crisis de la calidad del aire ha sido reconocida a nivel mundial, lo que ha impulsado a gobiernos e instituciones a implementar regulaciones y medidas de monitoreo más estrictas para proteger la salud pública. La Comisión Europea ha liderado estos esfuerzos, implementando una serie de políticas destinadas a reducir la contaminación y garantizar un aire más limpio en todo el continente.
Una de las herramientas legislativas clave que aborda la calidad del aire en Europa es la Directiva sobre el aire ambiente de la UE , que establece límites legalmente vinculantes para contaminantes como el dióxido de nitrógeno (NO2), el dióxido de azufre (SO2) y las partículas (PM10, PM2,5), y exige que los Estados miembros monitoreen e informen sobre la calidad del aire. Sin embargo, el cumplimiento sigue siendo un desafío, especialmente en las regiones afectadas por la actividad industrial, el tráfico pesado y los incendios forestales estacionales.
Además de establecer límites legales, la Comisión Europea también ha desarrollado estrategias a largo plazo para reducir la contaminación en su origen. El Plan de Acción de Contaminación Cero tiene como objetivo reducir las muertes relacionadas con la contaminación en un 55% para 2030, reconociendo que la contaminación atmosférica forma parte de una crisis ambiental y sanitaria más amplia. Alcanzar estos objetivos requiere un monitoreo en tiempo real para identificar los puntos críticos de contaminación e implementar medidas de respuesta rápida. Las políticas de calidad del aire también se cruzan con el Pacto Verde Europeo , que busca la neutralidad climática para 2050 y prioriza la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles, la promoción del transporte limpio y la aplicación de controles de emisiones industriales más estrictos.
Los datos frecuentes y estandarizados sobre la composición atmosférica de Sentinel-4 respaldarían considerablemente estas políticas, con información detallada sobre los niveles de contaminación, las fuentes de emisión y el transporte transfronterizo de la contaminación. El monitoreo continuo fortalecerá las medidas de cumplimiento y ayudará a los responsables políticos a tomar medidas informadas. A medida que las ciudades europeas perfeccionan sus estrategias de calidad del aire, Sentinel-4 puede garantizar que las políticas locales y nacionales se alineen con los objetivos ambientales más amplios de la UE.
Preparándose para el lanzamiento
Mientras el satélite MTG-S, con la carga útil Sentinel-4, se prepara para su lanzamiento en el verano de 2025, una visita a la sala limpia en Bremen permitirá a las principales partes interesadas, científicos y representantes de los medios de comunicación echarle un último vistazo antes de su transporte al sitio de lanzamiento y su integración en el vehículo de lanzamiento. Esta será la última oportunidad de ver la nave espacial antes de que inicie su misión.
Una vez en órbita, se espera que Sentinel-4 proporcione algunos de los datos de calidad del aire más avanzados jamás recopilados desde la órbita geoestacionaria, lo que marcará una nueva era para la monitorización de la calidad del aire en Europa. Estos datos proporcionarán a científicos, responsables políticos y agencias ambientales las herramientas necesarias para rastrear, comprender y responder a la contaminación atmosférica, apoyando así los esfuerzos para construir un futuro más limpio y saludable para todos los europeos.
