Miembros del Grupo de Investigación de Estadística e Investigación Operativa han desarrollado un nuevo método para la estimación de la cantidad de polvo atmosférico procedente de los desiertos del Sáhara o de cualquier otra región árida, en él proponen mejoras importantes al modelo de referencia europeo en uso en la actualidad.

Imagen satélite de una oleada de polvo del Sahara sobre el Atlántico. Fuente: NASA. Sensor MODIS.

Las masas de aire cálido procedentes de la Península Arábiga y de los desiertos del Sáhara y Sahel en el Norte de África contienen elevadas concentraciones de polvo en suspensión que son transportados a toda la Cuenca Mediterránea. El estudio de la contaminación atmosférica debida a este polvo transportado de forma natural resulta de gran interés por  sus efectos sobre la salud de los habitantes, los ecosistemas, la agricultura, la visibilidad e, incluso, sobre la degradación de los materiales de construcción.

En particular, en lo concerniente a la salud, estudios epidemiológicos demuestran una relación entre los niveles de partículas registradas en la atmósfera y el número de muertes y hospitalizaciones. No obstante, “todavía no se ha esclarecido totalmente el grado en el que este polvo transportado de forma natural representa una verdadera amenaza para la salud humana”, señala el investigador del programa de doctorado en Matemáticas, línea de investigación Estadística e Investigación Operativa de la Universidad de Sevilla y co-autor de este estudio Álvaro Gómez, quien añade que, en la actualidad, los resultados de diferentes estudios al respecto son “inconsistentes”. La estimación de la cantidad de este polvo transportado de forma natural desde las zonas áridas del planeta es de crucial importancia para el esclarecimiento de esta cuestión.

En el trabajo publicado por los investigadores de la Universidad de Sevilla en la revista científica de referencia internacional Atmospheric Environment, se presenta un método nuevo para la estimación de la cantidad de polvo atmosférico a través del estudio de las series temporales de partículas con diámetro inferior a 10 micrómetros (PM10) mediante los modelos ocultos de Markov. Así se ha podido determinar la magnitud de las contribuciones de estas partículas transportadas de forma natural desde las regiones áridas del Sáhara.

“Una de las ventajas principales de este método es que permite obtener el error de la estimación de la carga neta de polvo. Por otro lado, puede utilizarse no sólo para el estudio de las partículas, sino para el de cualquier otro contaminante atmosférico primario, lo que resulta de especial utilidad para el estudio de la contaminación y de cómo esta afecta a la salud de los habitantes de las ciudades y áreas urbanas”, afirma el investigador Álvaro Gómez.

Los modelos ocultos de Markov están especialmente indicados para el estudio de las series temporales. Mediante estos modelos, las observaciones que componen la serie temporal de un contaminante pueden ser agrupadas en categorías, de tal forma que cada categoría representa un régimen o perfil de concentración del contaminante a lo largo del tiempo, en este caso, de partículas en suspensión. Estos regímenes pueden, a su vez, asociarse a la fuente de emisión que los ha generado, por lo que es posible conocer la contaminación que aportan cada una de estas fuentes y cómo contribuyen a la contaminación ambiente en cualquier lugar.

Referencia bibliográfica:
Time series clustering for estimating particulate matter contributions and its use in quantifying impacts from deserts.    Álvaro Gómez-Losada, José Carlos M. Pires, Rafael Pino-Mejías. Publicado en Atmospheric Environment. Volume 117, September 2015, Pages 271–281.