Biodiversidad

Utilización de imágenes visibles e infrarrojas del satélite Goes 8 en el monitoreo de accidentes químicos

La coordinación del Servicio Meteorológico Nacional, por conducto de la Subgerencia de Monitoreo Atmosférico Ambiental, ha diseñado una metodología para la detección de accidentes químicos por medio de imágenes visibles e infrarrojas de alta resolución de un kilómetro cuadrado por pixel del Satélite Meteorológico GOES 8, las cuales también son utilizadas para la detección y monitoreo de incendios forestales, acumulación de partículas en la atmósfera, actividad volcánica, entre otras aplicaciones.

De acuerdo con la magnitud del evento, será posible detectarlo; un ejemplo de la detección es el accidente ocurrido el pasado 22 de diciembre de 2001, en la refinería Miguel Hidalgo de Pemex ubicada en Tula de Allende, Hidalgo, donde se produjeron 2 explosiones, pero mediante el Sistema de Monitoreo Atmosférico Ambiental (SIMAA) fue posible observarlo y con la aplicación de un modelo de dispersión (Aftox diseñado por la EPA) predecir el desplazamiento de la nube de contaminantes.

Introducción

En México existen diversas formas de riesgo, tanto naturales como de origen antropogénico. De tipo natural encontramos los huracanes, sismos, inundaciones y erupciones volcánicas. En forma inducida por el hombre podemos mencionar la contaminación urbana y los accidentes químicos y radiactivos, tales como los derrames de petróleo, explosiones industriales y los problemas ambientales que originan las urbes al emitir grandes cantidades de contaminantes a la atmósfera, y por tanto, la contaminación de mantos acuíferos y del subsuelo. En esta parte se incluyen los incendios forestales, que en su mayoría son provocados por las diferentes actividades del hombre.

En México se presenta una gran vulnerabilidad a todo tipo de riesgos, pero de forma muy particular a los de origen antropogénicos, esto es, existen asentamientos humanos muy cercanos alrededor de industrias y empresas que son consideradas por las autoridades competentes como de alto riesgo. Por lo que estos sectores están sujetos a una vulnerabilidad muy marcada y representan una alto riesgo para la población y al ambiente.

Actualmente, grandes cantidades de químicos son almacenadas, manejados y transportados. Algunos de estos productos se preparan principalmente para su venta y uso en las distintas industrias a lo largo de todo el país.

La manipulación de químicos es controlada y regida por leyes que regulan el diseño de su elaboración, esto con el fin de minimizar el riesgo de daño al ambiente, en los que se incluyen a humanos y anímales. Sin embargo, este sistema de regulaciones no provee ninguna garantía de que un accidente ocurra.

No todas las sustancias químicas implican riesgos similares cuando son liberadas. Los químicos de riesgo, se clasifican según diferentes criterios:

La toxicidad

El tamaño de producción, almacenamiento y transporte

La estabilidad química del producto

La magnitud del daño que se puede ocasionar a la población al quedar expuesta a estos accidentes dependerá de numerosos factores, como la naturaleza de la sustancia, tamaño de la descarga, periodo de exposición y la longitud de tiempo que pasa entre la exposición y tratamiento.

En muchos países, sobre todo los altamente industrializados, los químicos de alto riesgo más importantes son los gases, especialmente los irritantes, como el cloro, dióxido de azufre, cloruro de hidrógeno y amoniaco. Estas sustancias tienen una toxicidad relativamente alta, por lo que son peligrosos al ser producidos almacenados y transportados en grandes volúmenes, ya que pueden ser inhalados debido a cualquier tipo de fuga.

Las sustancias generadas durante incendios implican un problema especial, particularmente con respecto de las emisiones de grandes acumulaciones de sustancias químicas, debido a la generación de gases compuestos que impliquen altos riesgos para la población y en general para el ambiente.

Gases irritantes se usaron como armas químicas durante la Segunda Guerra Mundial, y entre ellos se encontraban compuestos de cloro y fósforo, así como, el amoníaco (NH3), hidrógeno (H2), dióxido de azufre (SO2) y el ácido clorhídrico (HCl). Ellos ocasionan irritación en los ojos, garganta y vías respiratorias. El amoniaco, dióxido de azufre y el ácido clorhídrico son fácilmente solubles en agua, por lo tanto, pueden tener su efecto principal en la membrana mucosa de las aerovías superiores. Estos gases también tienen un efecto muy fuerte sobre los ojos, irritándolos al ponerse en contacto. El cloro, por otra parte, tiene una solubilidad muy baja en el agua, por lo que logra pasar las aerovías superiores, y por consiguiente, el gas cloro alcanza los pulmones en concentraciones relativamente altas.

Los síntomas clásicos por envenenamiento son: irritación de los ojos, tos, ahogo y dolor al momento de inhalación, así como un malestar en general.

Los ataques sobre el tejido del pulmón pueden, además, conducir a un edema pulmonar, es decir, un funcionamiento anormal, debido a la acumulación de líquido en el tejido de pulmón. El edema pulmonar impide el cambio de oxígeno en los pulmones y además conduce a una gran tensión sobre el corazón.

La Coordinación del Servicio Meteorológico Nacional, por medio de la Subgerencia de Monitoreo Atmosférico Ambiental, desarrolla metodologías para el monitoreo de accidentes químicos, formación de nubes radiactivas y gases de invernadero, en algunas ocasiones local, dependiendo de la magnitud del evento, en el ámbito regional y global, esto con imágenes del satélite de alta resolución de un kilómetro cuadrado por pixel del satélite meteorológico GOES 8, debido a que éstas se actualizan cada 5, 10, 15, 20 y 30 minutos. En las imágenes visibles se detectan plumas o nubes de humo, mientras que en las infrarrojas se observa puntos de calor que implican cambios de la temperatura.

El Sistema de Monitoreo Atmosférico Ambiental (Simaa) permite también en las imágenes visibles detectar incendios forestales, quemas de tipo agrícola, acumulación de partículas en la atmósfera, actividad volcánica, entre otras, mientras que en el infrarrojo detecta temperatura en el suelo, nubes térmicas, toda actividad que implique un cambio en la temperatura.

Con ayuda de modelos de dispersión, es posible predecir la dirección y distancia que alcanza la nube de contaminantes, que áreas y que municipios pueden ser afectados, dichos modelos de dispersión requieren ser a escala local, de tipo Gaussiano que tengan un radio de alcance menor o igual a 50 kilómetros ya que los modelos son fáciles de correr en computadora personal y requieren pocos datos de entrada.

Metodología

Por medio del Simaa, usando imágenes visibles de alta resolución del satélite GOES 8, es posible monitorear consecuencias atmosféricas de accidentes de origen químico y la formación de nubes radiactivas de plantas nucleares.

Con la ayuda del mapa editado por el instituto de Geografía de la UNAM, titulado «Deterioro Ambiental de los Recursos Bióticos Terrestres», se localizan los sitios potenciales en los cuales podrían ocurrir accidentes químicos. Se observa y se distingue la variedad de industrias, así como corredores industriales que existen en la República Mexicana, también las plantas nucleares más importantes como Laguna Verde en Veracruz y que son susceptibles a sufrir algún tipo de incidente.

El siguiente paso es la digitalización cartográfica de dichos lugares, auxiliándose del software Autocad versión 12 para MSDOS.

La ubicación de las zonas en cuestión, se clasifican según el nivel de contaminación y riesgo que éstas pueden presentar: alto, bajo o medio.

Y se considera también el número de establecimientos y fuentes móviles.

Introducir las imágenes que se obtienen de la digitalización cartográfica al Simaa, para poder iniciar el monitoreo (ver figura 1). Para obtener mayor precisión, es necesario realizar un aumento en la imagen de satélite, debido a que las plumas provocadas por un accidente químico son en la mayoría de los casos pequeñas.

La aplicación de modelos de dispersión a microescala sirve para conocer las áreas afectadas, además de sus posibles efectos biológicos y físicos de los contaminantes, por tal motivo dicho modelo deberá contar con información de diversos compuestos químicos, de esta manera el modelo empleado es Aftox diseñado por la EPA. Para monitorear nubes radiactivas existen modelos de dispersión, como el elaborado por la NOAA (Hysplit) que nos permiten darle el seguimiento adecuado y pronosticar las áreas que son afectadas.

El monitoreo se llevará acabo cada 20 minutos con imágenes visibles e infrarrojas, con las visibles mientras se tenga sol y con las infrarrojas durante las 24 horas.

En caso de detectarse un accidente que implique el inyectar contaminantes a la atmósfera, se elaborará un boletín, el cual informe el lugar donde sucedió el incidente, la hora de inicio, el municipio o corredor industrial reconocido, las área posibles de afección.

Finalmente, complementar con imágenes infrarrojas, que muestren la ubicación de los puntos de calor en caso de incidente, con el fin de tener una mayor precisión y poder correlacionar el tipo de gases que se emiten a la atmósfera.

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