Con láser evalúan contaminación de Medellín

Autor: Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín

El rayo láser desaparece tatuajes y cicatrices, es herramienta de físicos y se usa en diferentes campos de la medicina, la biología y la industria. Pero su funcionalidad va más allá. Ahora con este tipo de luz es posible evaluar la contaminación y el aire que respiran los habitantes de la ciudad. Investigadores de la Universidad Nacional Sede Medellín ya trabajan con él.

Es una técnica que en otros lugares del mundo se aplica para hacer estudios de propiedades ópticas en tiempo real. El sistema Lidar (Light Detection and Ranging = Detección y Localización por Luz) es utilizado para estudiar la atmósfera desde el suelo en el bloque 19 del campus El Volador, el primero de su tipo en Colombia, asegura Álvaro Bastidas, docente de la Facultad de Ciencias.

“Es una investigación muy innovadora en nuestro país, no tenemos conocimiento de una estación de observación y monitoreo atmosférico en Colombia. De hecho, en Suramérica solamente se tienen dos estaciones, una ubicada en Brasil y otra en Argentina”, destacó.

La ventaja, según explicó el profesor, es que el sondeo de la atmósfera con láser permite hacer un estudio de manera muy puntual, específicamente lo que ocurre en la generación de partículas contaminantes, de su evolución y transporte. Incluso se puede cuantificar y predecir el estado climático de la ciudad.

Daniel Nisperuza, estudiante de Maestría en Física y diseñador de la parte óptica y de la construcción de la estación, destacó el proyecto porque los resultados de la estación se correlacionan con los datos existentes en las entidades encargadas del monitoreo atmosférico en la ciudad.

“Esto tiene una gran importancia porque, primero, estamos implementando una nueva tecnología en la ciudad; segundo, porque los niveles de contaminación en Medellín son altos. Además, los datos se obtienen en tiempo real, algo que no ocurre con los actuales sistemas de medición y predicción del clima en Medellín. También es tridimensional la composición, eso daría mucha información de lo que está sucediendo en cuanto a contaminantes”.

El láser que se utiliza desde los laboratorios de la Nacional en Medellín es de Clase IV, lo que significa que es uno de los más potentes y que, según los investigadores, es posible que la radiación emitida cubra toda la capa atmosférica. Aunque según aclararon, solo se está estudiando la troposfera (primera capa de la atmósfera).

El rayo láser es dirigido hacia la atmósfera por medio de un potente telescopio tipo Newtoniano que ilumina las partículas suspendidas en la atmósfera, los débiles destellos son colectados nuevamente por el mismo telescopio, cuyas señales luminosas inciden sobre un par de detectores de alta eficiencia y sensitividad, que se encargan de convertir luz en señal eléctrica.

Ésta es amplificada linealmente y convertida a señal digital, que es registrada y almacenada en un computador. Finalmente, mediante un programa de cómputo basado en un algoritmo de inversión de señal luminosa a propiedades ópticas de partículas atmosféricas, es posible conocer parámetros de tamaño, índice de refracción, contenido de agua, intercambio radiactivo, y dinámica de formación y transporte de contaminantes atmosféricos en la ciudad.

Los físicos subrayaron que actualmente se trabaja en la optimización y calibración del sistema Lidar y, quizá lo más importante, que sea útil como referente en tierra para calibración de los sistemas Lidar satelitales que circundan la zona ecuatorial.

“Para lograr esto, presupuestamos aproximadamente un año más de trabajo; sin embargo, hacia diciembre de este año, esperamos reportar los primeros índices de propiedades ópticas y físicas de las partículas que componen la atmósfera del cielo de Medellín”, explicó Álvaro Bastidas.