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En las páginas de análisis, validación y procesamiento aparecen siglas y nombres que dan por supuesto su significado. Esta página los explica de una vez: qué es cada magnitud, en qué unidades se expresa, de dónde viene el dato y por qué se mira.

Antes que nada: qué significa «concentración»

Casi todo lo que sigue es una concentración, es decir, cuánta sustancia hay en un cierto volumen de aire. La unidad habitual es el microgramo por metro cúbico (µg/m³): una millonésima de gramo en mil litros de aire. Son cantidades minúsculas — el límite diario del PM₁₀ es 50 µg/m³, o sea cincuenta millonésimas de gramo por metro cúbico — y sin embargo a esos niveles los efectos sobre la salud son medibles.

Existen otras dos maneras de expresar lo mismo, y confundirlas es el error más común.

• Las partes por mil millones (ppb) cuentan moléculas en lugar de masa. La conversión de ppb a µg/m³ depende de la temperatura, de la presión y del peso molecular: no es un factor fijo. Las redes europeas publican en µg/m³, las estadounidenses a menudo en ppb.
• La columna (mol/m²) es lo que mide un satélite: no la concentración en un punto, sino el total a lo largo de toda la altura de la atmósfera. Es una magnitud distinta, no una versión aproximada — véase más adelante.

El monóxido de carbono es la excepción entre los gases: al ser mucho más abundante se expresa en miligramos por metro cúbico (mg/m³), es decir mil veces el microgramo. La cadena de procesamiento lo lleva a µg/m³ por uniformidad.

Los contaminantes gaseosos

Óxidos de nitrógeno: NO, NO₂, NO_x

Nacen de cualquier combustión a alta temperatura, porque el calor hace reaccionar el nitrógeno y el oxígeno que componen el aire mismo. El tráfico es la fuente dominante en la ciudad.

Lo que sale de los motores es en gran parte monóxido (NO), que en la atmósfera se oxida a dióxido (NO₂) en cuestión de minutos. El dióxido es el vigilado por ley: irrita las vías respiratorias y es precursor tanto del ozono como de las partículas secundarias. La suma de los dos se indica con NO_x y se usa cuando interesa el total emitido independientemente de cuánto se haya transformado ya.

El dióxido de nitrógeno es la magnitud más adecuada para estudiar la escala urbana: tiene vida corta — pocas horas — así que sus variaciones cuentan lo que ocurre cerca, no lo que ha llegado de lejos.

Ozono (O₃)

Es el único de la lista que nadie emite: se forma en la atmósfera cuando la luz solar hace reaccionar óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles. Por eso se llama contaminante secundario, y por eso su máximo está a primera hora de la tarde en verano, no en la hora punta.

Tiene un comportamiento que sorprende a quien lo encuentra por primera vez: en el centro de la ciudad el ozono suele ser más bajo que en la periferia o en la colina, porque el monóxido de nitrógeno recién emitido por el tráfico lo consume. Sube, en cambio, donde el aire ha tenido tiempo de reaccionar alejándose de las fuentes. Es la razón por la que las estaciones que lo miden suelen ser de fondo, y son menos numerosas.

Dióxido de azufre (SO₂)

Procede de la combustión de carburantes que contienen azufre. En Europa se ha desplomado en las últimas décadas gracias a la desulfuración de los combustibles, y hoy en ambiente urbano se encuentra a niveles muy bajos; sigue siendo relevante cerca de instalaciones industriales, puertos y áreas volcánicas — y por eso aparece en los casos de estudio sobre el Etna.

Monóxido de carbono (CO)

Producido por combustiones incompletas. Es el indicador clásico del tráfico de vieja generación: con los catalizadores ha bajado mucho, y hoy sirve sobre todo como trazador — donde sube el CO, algo está ardiendo cerca.

Benceno (C₆H₆) y formaldehído (HCHO)

Dos compuestos orgánicos volátiles. El benceno está vigilado por ser cancerígeno probado, y procede de los carburantes y de la evaporación. El formaldehído interesa sobre todo como indicador de los procesos fotoquímicos en curso: es un producto intermedio de la degradación de otros compuestos orgánicos, y se mide por satélite para estimar con cuánta intensidad está trabajando la química del ozono en una zona determinada.

Las partículas: PM₁₀ y PM_2,5

No es una sustancia, sino una mezcla: polvos, hollín, sales, compuestos orgánicos, fragmentos biológicos. Se clasifica por tamaño, no por composición, porque es el tamaño el que decide hasta dónde consigue entrar una partícula en el aparato respiratorio.

El número indica el diámetro aerodinámico en micrómetros: el PM₁₀ comprende las partículas de hasta 10 µm, el PM_2,5 las de hasta 2,5 µm. El segundo es, por tanto, un subconjunto del primero, no una cosa aparte: donde se miden ambos, el PM_2,5 es siempre menor o igual que el PM₁₀.

Una parte de las partículas se emite directamente (primarias: desgaste de frenos y neumáticos, combustión, obras, resuspensión desde la calzada); otra se forma en la atmósfera a partir de gases como óxidos de nitrógeno, amoniaco y compuestos orgánicos (secundarias). La fracción secundaria es la que viaja lejos, y la que convierte los episodios invernales de llanura en un fenómeno de escala regional más que local.

Las magnitudes meteorológicas

La meteorología no es un adorno: a igualdad de emisiones decide casi todo lo que se mide a nivel del suelo. Tres magnitudes entran en los modelos de este sitio.

Viento: las componentes u y v a 10 metros

El viento se proporciona como dos componentes — u hacia el este, v hacia el norte, en metros por segundo — y no como velocidad y dirección. La razón es práctica e importante: las direcciones son ángulos, y promediarlos no tiene sentido (la media entre 350° y 10° es 180°, es decir exactamente lo contrario de lo verdadero). Las componentes, en cambio, se promedian y se interpolan como cualquier número.

De u y v se obtienen, cuando hacen falta, la velocidad (la raíz de la suma de los cuadrados) y la dirección. El viento cuenta porque diluye y transporta: duplicarlo reduce aproximadamente a la mitad la concentración a sotavento de una fuente.

Temperatura a 2 metros

Se mide a dos metros del suelo por convención internacional. Entra en los modelos por tres motivos: gobierna la velocidad de las reacciones fotoquímicas, está ligada a la calefacción doméstica en invierno y, sobre todo, es el indicio de la estabilidad de la atmósfera, es decir de la magnitud que sigue.

Altura de la capa límite (BLH)

Es el espesor de atmósfera que, en el transcurso de pocas horas, se mezcla con el suelo. Por encima de esa cota el aire es en la práctica otro mundo: lo que se emite en tierra no llega allí. La BLH es, por tanto, el volumen en el que se diluye lo que se emite, y se mide en metros.

Es la magnitud menos intuitiva y la más decisiva. De noche, cuando el suelo se enfría, el aire cercano al terreno se vuelve estable y la capa puede cerrarse a pocos centenares de metros; por la tarde, con el sol calentando el terreno, la convección la abre hasta uno o dos kilómetros. A igualdad de emisiones, la concentración en el suelo va aproximadamente como el inverso de ese espesor: entre la noche y la tarde hay una diferencia de cinco a diez veces.

De aquí sale una regla práctica útil para leer cualquier serie: si la concentración sube mientras las emisiones no cambian — una mañana de invierno, una tarde sin viento — casi siempre es la capa límite la que se ha cerrado, no alguien que haya emitido más.

Las magnitudes del territorio

No cambian con el tiempo, y describen el lugar en vez del aire. Sirven a los modelos que estiman la concentración donde no hay ninguna estación: si se sabe qué hace que un sitio esté más expuesto, ese sitio se puede evaluar sin medirlo.

• Cota (metros sobre el nivel del mar): el terreno guía los vientos locales y las inversiones térmicas se forman en las hondonadas.
• Población (habitantes por celda): indicio de las emisiones domésticas y, a la vez, del número de personas expuestas.
• Superficie construida (fracción de celda edificada): lo construido retiene calor y dificulta la mezcla.
• Uso del suelo, como fracciones de celda: urbano, vegetación, agua. La vegetación elimina partículas, el agua modifica el balance térmico.
• Densidad viaria por clase (metros de calle por celda), distinguiendo grandes ejes, calles medias y menores: es el mejor indicador disponible de las emisiones del tráfico donde no existe un censo de los flujos.

Las medidas por satélite

Un satélite no mide la concentración en el suelo. Observa la luz que atraviesa la atmósfera y de ahí obtiene cuánta sustancia hay en toda la columna de aire bajo él, del suelo al espacio. El resultado es una cantidad por unidad de superficie, en mol/m², y se llama columna troposférica cuando uno se limita a la parte baja de la atmósfera.

Las dos medidas son complementarias, no alternativas. La estación es precisa y horaria pero existe en pocos puntos; el satélite lo cubre todo pero pasa una vez al día, tiene píxeles de algunos kilómetros y no distingue a qué altura se encuentra la sustancia. Una columna alta puede significar aire sucio en el suelo o bien una capa límite profunda que diluye mucho en toda la altura: por eso la columna se usa como indicio adicional en un modelo, no como sustituto de la medida en el suelo.

Cada valor satelital lleva consigo un índice de calidad (qa_value, entre 0 y 1) que dice cuánto de fiable es la reconstrucción en ese píxel: nubes, nieve y geometrías de observación desfavorables lo bajan. Las recomendaciones oficiales piden descartar los valores por debajo de 0,75 para el dióxido de nitrógeno y por debajo de 0,5 para las demás especies.

Resumen