Sensores de CO2 de alta tecnología ayudan a que Zúrich alcance el objetivo de cero emisiones netas para 2040

En la azotea de un rascacielos de Hardau, en el centro de Zúrich, instrumentos de alta precisión registran la concentración de diversos gases de efecto invernadero y sus complejos flujos sobre la ciudad, como parte del proyecto ICOS Cities. Pekka Pelkonen / ICOS RI

Las ciudades son responsables de casi tres cuartas partes de las emisiones mundiales de CO2 inducidas por el hombreEnlace externo, sobre todo el transporte y la calefacción. Sin embargo, las estimaciones anuales pueden ser imprecisas. Zúrich participa en un proyecto piloto europeo, junto con París y Múnich, cuyo objetivo es cambiar la forma en que las ciudades controlan su acción climática y encontrar mejores métodos para medir con precisión las emisiones.

El cálculo de la «huella de carbono», o inventario, de una ciudad se realiza tradicionalmente utilizando estimaciones de emisiones de gases de efecto invernadero basadas en información procedente de la industria, las autoridades de tráfico y las empresas energéticas, entre otros. No obstante, estas mediciones cruciales contienen un amplio margen de error con posibles omisiones o sobreestimaciones.

Las últimas cifras oficiales de ZúrichEnlace externo muestran 2,4 millones de toneladas equivalentes de CO2 para 2022, un 37% menos que en 2012. Pero, sigue siendo una estimación aproximada y no una forma muy precisa de comparar las reducciones de carbono o el impacto de las medidas de reducción.

Mientras tanto, la población se está tomando más en serio la acción por el clima. Suiza tiene un objetivo nacional de emisiones netas cero para 2050, pero Zúrich quiere conseguirlo aún más rápido. En 2022, el 75% del electorado votó a favor de la propuesta de la ciudad de alcanzar el objetivo de cero emisiones netas para 2040Enlace externo, con un apoyo aún mayor (80-85%) en el centro de la ciudad.

Pero alcanzar este ambicioso objetivo exigirá datos precisos y fiables, afirma Lukas Emmenegger, director del Laboratorio de Contaminantes Atmosféricos/Tecnología Medioambiental de los Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de Materiales (Empa).

«Zúrich, por ejemplo, cuenta actualmente todos sus coches y sistemas de calefacción y los multiplica por factores de emisión para calcular un inventario ascendente. Lo que nosotros hacemos se basa en la observación: observamos la atmósfera y las concentraciones de CO2 en la ciudad y lo combinamos con modelos para obtener una estimación independiente de las emisiones», explica Emmenegger a SWI swissinfo.ch.

Creación de una red de medición

En los últimos cuatro años, la ciudad de Zúrich ha participado en el proyecto ICOS CitiesEnlace externo junto con Múnich y París. La comunidad científica está probando nuevas herramientas de medición de gases de efecto invernadero y construyendo modelos informáticos para estudiar las emisiones locales. Entre las muchas respuestas que buscan está una mejor comprensión de dónde se origina el CO2 en las zonas urbanas, si procede del tráfico, de la calefacción, de fuentes naturales o de otros lugares, y la influencia de factores como los vientos, los bosques y los parques en las concentraciones de CO2.

Pequeños y baratos sensores de medición se adhieren discretamente a farolas y árboles de Zúrich. Pekka Pelkonen / ICOS RI

Cada ciudad tiene una configuración de medición única, en función de su topografía. La de Zúrich es compleja, ya que está cerca de dos colinas muy boscosas y del lago. Eso crea corrientes de aire difíciles de predecir que transportan rápidamente los gases de efecto invernadero lejos de su fuente, de ahí que necesitaran una combinación de métodos de vigilancia.

Empa (Instituto Federal Suizo de Investigación y Pruebas de Materiales y Tecnologías) instaló una red de herramientas especiales. En 60 puntos se instalaron pequeños sensores de bajo coste en farolas y árboles, y dispositivos más caros y complejos en antenas de telefonía móvil. Para localizar las emisiones y crear una «huella de flujo», se colocó un sensor de covarianza (N.del T. valor que indica el grado de variación conjunta de dos variables aleatorias respecto a sus medidas) en una torre de radio situada en lo alto de un rascacielos de Hardau, en pleno centro de la ciudad. Para cuantificar y comparar adecuadamente las emisiones, el equipo también recopiló datos de fondo de CO2 de tres torres de medición situadas fuera de la ciudad y una en la montaña Jungfraujoch, en el Oberland bernés.

París, por su parte, es llana, por lo que los investigadores pueden confiar mucho más en los instrumentos instalados a barlovento y a sotavento, según los flujos. También están utilizando el «globo Generali» amarrado cerca de la Torre Eiffel para medir el CO2 emitido en la capital francesa hasta una altura de 300 metros.

Emisiones naturales frente a emisiones inducidas por el hombre

Los bosques y otras zonas verdes de Zúrich y sus alrededores inhalan y exhalan a diario grandes cantidades de CO2.

«Dependiendo de la estación, las actividades biogénicas son muy fuertes, incluso en una ciudad como Zúrich», afirma Emmenegger.

Un grupo de científicos de la Universidad de Basilea colaboraron con el Empa estudiando estas fluctuaciones naturales. Por ejemplo, observaron la humedad del suelo y el flujo de savia en árboles seleccionados de los parques de la ciudad. El flujo de savia es una medida de la absorción fotosintética de CO2 por la planta.

Distinguir entre las emisiones antropogénicas, o inducidas por el hombre, del ciclo natural del CO₂ en la atmósfera sigue siendo uno de los principales retos a la hora de hacer un seguimiento.

«Las emisiones antropogénicas son del mismo orden de magnitud que las biogénicas, por lo que resulta difícil diferenciarlas», afirma Emmenegger.

Eso se consigue durante la fase de modelización, cuando complejas simulaciones reconstruyen los flujos de CO2 procedentes de árboles, hierba y cultivos, e incluso de la respiración humana (esta última se estima en un 10% del total).

Modelización

Tras dos años midiendo las concentraciones de CO2, el equipo de Empa está ultimando la integración de los datos en modelos de alta resolución. El proyecto piloto finalizará oficialmente en diciembre de 2025, cuando se publiquen los informes finales y las conclusiones. No obstante, la comunidad científica de Zúrich afirma que los resultados preliminares son prometedores.

«Sabemos que hay incertidumbres sustanciales en todos estos métodos, pero los resultados [de los distintos modelos] acaban siendo muy parecidos. Esto nos da cierta confianza en que se trata de información realmente útil», afirma Dominik Brunner, investigador principal de Empa.

Gracias a su enfoque basado en la observación, pudieron medir y modelizar una reducción considerable de las emisiones de CO2 en el invierno de 2022/23. Durante ese periodo, Zúrich redujo considerablemente sus emisiones de CO2 en medio de la actual crisis energética en Europa.

Otro dato sorprendente fue saber que los resultados de dos de los modelos sugieren que el método actual de inventario de CO2 podría sobrestimar las emisiones anuales en torno a un 20%.

De cara al futuro, las estaciones de control, que actualmente sólo se utilizan con fines de investigación, deberían ofrecer una mayor transparencia, permitiendo con el tiempo a los responsables políticos, y al público en general, controlar los fluctuantes niveles de emisiones y ver si la ciudad va por el buen camino, afirma el grupo de científicos del Empa.

«Si continuáramos con estas observaciones de CO2 en el futuro, ¿seríamos capaces de seguir el camino hacia la emisión neta cero en 2040? Sí, creemos que podemos hacerlo», afirma Brunner.

Sin embargo, cuando terminen los proyectos piloto, en última instancia, serán las autoridades municipales quienes decidan si continúan y cómo.

Anke Poiger, responsable de comunicación del departamento de medio ambiente y salud de Zúrich, afirma que están entusiasmados con la posibilidad de comparar los dos métodos de control del CO2.

«Esperamos que esto nos proporcione información sobre la exactitud de nuestros cálculos, así como sobre posibles desviaciones». El enfoque del proyecto ICOS Cities también permite un análisis de mayor resolución espacial y temporal, lo que también nos entusiasma», declaró a SWI swissinfo.ch, añadiendo que las autoridades siguen estudiando con el Empa «la posibilidad de continuar con la red establecida».

Brunner es más optimista: «Están interesados en mantener el sistema una vez que finalice el proyecto ICOS Cities. Pero tenemos que discutir los detalles con ellos. Somos muy optimistas en cuanto a la posibilidad de continuar, al menos durante varios años, con esta infraestructura de medición, pero no está todo dicho».

Los distintos métodos ensayados en Zúrich varían en cuanto a inversión y costes. Sin embargo, el funcionamiento de las mediciones y los modelos deberían suponer unos costes (en francos suizos) de «muy bajo rango de seis dígitos», estima Emmenegger.

«Si lo comparamos con los muchos millones que se gastan para eliminar realmente el CO2, no es tanto», añade.

Más allá de 2025, otras 12 ciudades europeas, entre ellas Basilea (Suiza), que se han adherido a la red de ICOS CitiesEnlace externo, están preparadas para probar las técnicas de control y los servicios que se están ensayando en Zúrich, París y Múnich.

«Tenemos previsto desarrollar servicios para asesorar a las ciudades sobre la creación y el funcionamiento de una red urbana de seguimiento de los gases de efecto invernadero», declaró a SWI el director general de ICOS ERICEnlace externo, Werner Kutsch.

«Cada ciudad es diferente. Las ciudades difieren en tamaño, ubicación, clima y, por supuesto, emisiones de gases de efecto invernadero, liderazgo político y ambición de sus objetivos climáticos. Cada una de las ciudades de la red tiene su propia investigación sobre emisiones urbanas vinculada al proyecto. De este modo, estamos creando una gran red europea de investigación».

Editado por Balz Rigendinger. Adaptado del inglés por Carla Wolff.