Un equipo de investigadores ha descubierto que en la ciudad china de Lanzhou —en pleno invierno— se registraron niveles de ozono troposférico superiores a 100 ppbv, alcanzando los 121 ppbv durante enero de 2018. Lo sorprendente no está tanto en las cifras, sino en el mecanismo químico implicado: no es el sol —como suele ocurrir durante el verano—, sino la ozonólisis de alkenos emitidos por industrias petroquímicas locales. Este proceso, que no requiere radiación solar intensa, genera intermediarios de Criegee que desencadenan una cadena de reacciones oxidantes. En el presente artículo analizamos las implicaciones técnicas y ambientales de estos hallazgos, exploramos por qué este fenómeno escapa a los modelos tradicionales y añadimos un recordatorio de que, en lugares como Madrid, la amenaza sigue muy presente en condiciones veraniegas como las que estamos viviendo estos días..

¿Por qué sorprende que haya ozono en invierno?

El ozono troposférico normalmente se asocia a los meses más cálidos del año, cuando la radiación solar favorece las reacciones entre compuestos orgánicos volátiles (VOC) y óxidos de nitrógeno (NOₓ). Sin embargo, lo que ha revelado el equipo liderado por Jin Yang y Yangzong Zeren es que este contaminante puede formarse también en condiciones de frío y baja insolación. En Lanzhou, durante enero de 2018, se registraron episodios en los que el ozono superó los 120 ppbv incluso de madrugada. ¿La causa? Una reacción química alternativa: la ozonólisis de alkenos emitidos por procesos petroquímicos.

Los datos, obtenidos mediante un modelo fotoquímico detallado (PBM‑MCM), muestran que esta vía puede explicar hasta el 90 % del ozono detectado en algunos momentos. Este mecanismo libera radicales como OH, HO₂ y RO₂, que catalizan la formación de ozono incluso sin la presencia del sol, generando tasas de producción equiparables a las del verano.

De Lanzhou a Madrid: un problema que no entiende de estaciones

Aunque el estudio se centra en fenómenos invernales en Asia, la cuestión del ozono es de actualidad también en España. Ahora mismo, en Madrid y en otras ciudades del centro peninsular, estamos viviendo episodios prolongados de contaminación por ozono debido a las altas temperaturas y una radiación solar intensa que favorece las reacciones clásicas VOC+NOₓ.

Durante los últimos días, los niveles de ozono en varias estaciones de medición han superado los 180 µg/m³, con picos horarios en torno a los 200 µg/m³ (~100 ppbv), lo que obliga a lanzar avisos a la población sensible y aplicar restricciones en el tráfico o la actividad física al aire libre. La existencia de dos vías distintas —una impulsada por la luz solar y otra por reacciones químicas autónomas como la ozonólisis— hace que el ozono deba abordarse como un fenómeno complejo, multicausal y potencialmente presente durante todo el año.

Los detalles técnicos: alkenos y química sin sol

El modelo PBM‑MCM utilizado en el estudio chino permitió simular con precisión la formación de ozono a partir de alkenos como el cis‑2‑buteno, el trans‑2‑buteno y el propeno. Estos compuestos, que se liberan durante procesos industriales relacionados con hidrocarburos, reaccionan directamente con el ozono atmosférico para formar intermediarios de Criegee. Estos intermediarios descomponen el ozono y liberan radicales altamente reactivos.

La tasa de producción de ozono por esta vía, incluso a temperaturas por debajo de los 0 °C, puede alcanzar más de 10⁷ moléculas·cm⁻³·s⁻¹, lo que supone un mecanismo altamente eficiente. El modelo también permitió estimar que una reducción del 28,6 % en las emisiones de alkenos —o del 27,7 % en NOₓ— reduciría sustancialmente los episodios invernales de alta contaminación.

Implicaciones para la salud y la agricultura

El ozono troposférico es un potente oxidante que afecta tanto a la salud humana como a los ecosistemas. A nivel sanitario, se ha relacionado con un incremento en los ingresos hospitalarios por enfermedades respiratorias y cardiovasculares, y con una disminución de la función pulmonar, especialmente en niños y ancianos. Estudios recientes sugieren que una reducción del 33 % en los niveles urbanos de ozono podría evitar hasta 4.000 muertes prematuras al año en Estados Unidos.

En el ámbito agrícola, el ozono daña tejidos vegetales, disminuye el rendimiento de los cultivos y afecta la calidad de los alimentos. A diferencia de otros contaminantes, su comportamiento estacional varía según el mecanismo de formación, por lo que su gestión requiere atención en todas las épocas del año.

Estrategias de mitigación y prevención

A la vista de estos hallazgos, las políticas ambientales deben considerar tanto las fuentes de ozono en verano como los mecanismos alternativos que lo generan en invierno. En regiones industriales con alto uso de alkenos, como el noroeste de China o el corredor industrial ibérico, es crucial implantar tecnologías de captura y filtrado en las instalaciones petroquímicas. Además, se recomienda intensificar el seguimiento de contaminantes precursores durante los meses fríos, algo que actualmente solo se hace en primavera y verano.

A medio plazo, una estrategia eficaz pasa por actualizar los modelos de predicción de calidad del aire para incluir la química de ozonólisis y no limitarse a los efectos de la luz solar. Asimismo, deben adoptarse protocolos de actuación más ambiciosos en días de alta estabilidad atmosférica, incluso aunque las temperaturas no sean elevadas.

Por qué este descubrimiento cambia el enfoque del problema

Este estudio no solo aporta un dato curioso sobre lo que ocurre en invierno en una ciudad lejana. En realidad, nos obliga a repensar completamente cómo entendemos y regulamos la contaminación por ozono. El hecho de que pueda generarse en ausencia de radiación solar abre un nuevo frente para las agencias medioambientales.

Además, pone sobre la mesa la importancia de un enfoque transversal que combine química atmosférica avanzada, política energética, salud pública y regulación industrial. Ya no basta con aplicar restricciones al tráfico en verano: el ozono es un contaminante dinámico, que se adapta a las condiciones locales y estacionales, y que puede escaparse a los modelos tradicionales.Reflexiones finales

La calidad del aire que respiramos está determinada por múltiples factores, algunos previsibles, otros no tanto. El ozono troposférico, cuya peligrosidad es bien conocida, ahora se revela como un contaminante todavía más escurridizo. Que pueda formarse en condiciones frías y sin sol, como se ha visto en Lanzhou, obliga a actuar con mayor rigor técnico y científico.

Y mientras en ciudades como Madrid seguimos registrando picos de ozono veraniego por insolación excesiva, esta nueva vía invernal exige una revisión profunda de los calendarios de vigilancia, los protocolos de emergencia y las estrategias de descarbonización de la industria. Solo así podremos anticiparnos a una contaminación que ya no se limita a una estación.