La Escuela de Idiomas El Marino en Culver City, California, se encuentra a solo unos cien metros de la Interestatal 405, una de las autopistas más transitadas de Estados Unidos. Cientos de miles de automóviles pasan cada día, dejando a su paso una nube de dióxido de nitrógeno (NO2), materia particulada y otros contaminantes del aire. La escuela —que atiende principalmente a estudiantes hispanos, negros, afroamericanos y asiáticos— se encuentra en una parte del sur de California donde los satélites suelen registrar concentraciones elevadas de NO2.
“Esto no es algo que vemos en una sola ciudad o región”, dijo Michael Cheeseman, científico atmosférico de la Universidad Estatal de Colorado y ahora de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés). “Cuando examinamos los datos satelitales de la NASA en Estados Unidos y los comparamos con los datos socioeconómicos sobre nuestras escuelas, la imagen es clara: los niños hispanos, asiáticos, negros y afroamericanos que estudian en las escuelas públicas están expuestos a mayores niveles de contaminación del aire que los estudiantes blancos, especialmente en las zonas urbanas”.
Cheeseman y sus colegas tomaron en cuenta las concentraciones de la contaminación del aire ambiental en 98.537 escuelas públicas de Estados Unidos, como parte de un análisis publicado en la revista científica GeoHealth. La investigación reveló lo que Cheeseman describe como diferencias “sorprendentemente grandes” en la exposición a la contaminación ambiental entre diferentes grupos raciales y étnicos.
La contaminación del aire acarrea costos para la salud y el rendimiento académico. “Sabemos que la exposición a largo plazo se ha relacionado con un mayor riesgo de sufrir asma, un aumento de las infecciones respiratorias y una reducción de la función pulmonar en los niños”, dijo Shobhana Gupta, médica capacitada quien ahora es gerente asociada del programa Acción para la Equidad y la Justicia Ambiental de la división de Ciencias de la Tierra de la NASA. “Los niños tienen una mayor frecuencia respiratoria y sus pulmones aún se están desarrollando, por lo que son más susceptibles a los contaminantes del aire”. Algunas investigaciones también relacionan la exposición a la contaminación del aire con el deterioro de las funciones cognitivas, la depresión, calificaciones más bajas en las pruebas académicas y bajos índices de asistencia escolar.
El centro de actividades en los alrededores de Culver City y muchas otras zonas con altas concentraciones de NO2 (en rojo) son visibles en la serie de mapas de este reportaje. Muestran un promedio de tres años (2017 a 2019) de datos sobre la concentración de NO2 provenientes de la información sobre la ubicación de carreteras, centrales eléctricas y otras fuentes de NO2, así como de las observaciones recogidas por el sensor del Instrumento de Monitoreo de Ozono (OMI, por sus siglas en inglés) a bordo del satélite Aura de la NASA. El NO2 es un gas altamente reactivo producido por la combustión y que somete a estrés al sistema respiratorio humano. Este gas proviene principalmente de la quema de combustibles fósiles para el transporte y las actividades industriales.
“En promedio, a nivel nacional, vimos una diferencia en el NO2 de más o menos dos partes por mil millones (ppb) entre los estudiantes hispanos y blancos: 9,9 ppb para los estudiantes hispanos en comparación con 7,7 partes por mil millones para los estudiantes blancos”, dijo Cheeseman. En promedio, las concentraciones anuales fueron de 9,7 ppb para los estudiantes asiáticos y de 9,2 ppb para los estudiantes negros y afroamericanos. “Pero en ciertas ciudades y regiones, esa diferencia fue muy marcada. Si observamos partes de la ciudad de Nueva York o Los Ángeles, se comienza a ver disparidades que son nueve o diez veces mayores que eso”. El estándar nacional —la cantidad máxima permitida por la Ley de Aire Limpio— para el NO2 es un promedio de 53 ppb a lo largo de un año.
Gran parte de la diferencia se relaciona con el lugar donde tienden a vivir los diferentes grupos raciales y étnicos. Los estudiantes hispanos, asiáticos, negros y afroamericanos suelen encontrarse en zonas urbanas densamente pobladas que con frecuencia están expuestas a grandes cantidades de tráfico de vehículos, fábricas y otras fuentes de dióxido de nitrógeno. Los estudiantes blancos tienden a vivir en zonas rurales o suburbanas con menos contaminación del aire.
Esta brecha entre lo urbano y lo rural es particularmente pronunciada en el Medio Oeste y el Noreste de Estados Unidos. “También vimos claras disparidades dentro de las distintas ciudades”, dijo Cheeseman. “En algunas ciudades, como Jacksonville, San Francisco y la ciudad de Nueva York, los estudiantes no blancos se agrupan en vecindarios con niveles más altos de contaminación que los estudiantes blancos que viven dentro de la misma ciudad”.
Aunque, en general, los grupos históricamente marginados —especialmente las comunidades con altos índices de pobreza— experimentaron las concentraciones más altas de NO2, hubo excepciones. Muchos estudiantes indígenas asisten a la escuela en zonas rurales con pocas fuentes de contaminación y bajas concentraciones de NO2. Del mismo modo, un número significativo de estudiantes negros y afroamericanos asisten a la escuela en comunidades rurales del Sudeste de Estados Unidos con bajas concentraciones de contaminación del aire.
Fue en los datos de NO2, y no en los datos sobre materia particulada, donde los investigadores encontraron la relación más estrecha entre la raza o el origen étnico y las mediciones de la contaminación del aire, según el estudio de Cheeseman, el cual es uno de los varios realizados por un grupo de investigadores que utilizan datos satelitales para estudiar la desigualdad ambiental a través del Equipo de Ciencias Aplicadas de la Salud y la Calidad del Aire (HAQAST, por sus siglas en inglés) de la NASA.
“Vemos una relación más estrecha con el NO2 porque es de corta duración y tiende a ser más abundante cerca de las fuentes de emisión”, dijo Susan Anenberg, directora del Instituto de Clima y Salud de la Universidad George Washington. “Dado que la materia particulada permanece más tiempo en la atmósfera, tiene más fuentes de emisión, a veces se forma en la atmósfera a sotavento de las fuentes de emisión y es arrastrada por los sistemas meteorológicos, terminamos encontrando menos variación espacial en comparación con el NO2”.
Para Cheeseman, identificar el problema en los datos satelitales es solo una parte de la investigación. “Estamos hablando de miles de escuelas repartidas por todo el país con este mismo problema”, dijo. “Necesitamos soluciones de la misma escala que el problema”. Por ejemplo, dijo, las normas de zonificación que impiden la construcción de escuelas cerca de las principales fuentes de contaminación del aire —como carreteras, aeropuertos, puertos y fábricas— son un siguiente paso lógico que podría reducir las disparidades.
También existen formas de reforzar la seguridad de los estudiantes en las escuelas con altos niveles de exposición a la contaminación. Los miembros de la comunidad de la Escuela de Idiomas El Marino abogaron con éxito por la instalación de un nuevo sistema de filtración de aire y otras renovaciones para mejorar la calidad del aire para los estudiantes dentro de las escuelas, según informes de la Universidad Estatal de California en Northridge.
“Hace unos años, teníamos muy poca experiencia en el uso de datos satelitales para identificar disparidades raciales y étnicas en la contaminación del aire”, dijo Anenberg. “Ahora estamos haciendo todo lo posible para difundir ese conocimiento más allá de la comunidad de investigadores y emplearlo para orientar las acciones que podrían abordar el problema”. Por ejemplo, el equipo de HAQAST está trabajando actualmente con desarrolladores de plataformas ampliamente utilizadas por la comunidad que trabaja en justicia ambiental, como la herramienta EJScreen de la Agencia de Protección Ambiental (EPA, por sus siglas en inglés), para tener la posibilidad de incluir las observaciones satelitales.
En los últimos años, la NASA ha ampliado un programa de investigación más extenso sobre equidad y justicia ambiental. Entre las decenas de proyectos financiados en la actualidad se encuentra una iniciativa de ciencia ciudadana llevada a cabo por estudiantes del Centro de Ciencias y Matemáticas de la Escuela Secundaria del Bronx en la ciudad de Nueva York, que monitorea directamente el problema de la contaminación del aire. La escuela, ubicada en el corazón del Bronx, está rodeada de varias autopistas en una zona conocida por tener altos índices de asma. Como parte del proyecto, codirigido por las investigadoras de la Universidad de Columbia Carolynne Hultquist y Susana Beatriz Adamo, los estudiantes están utilizando sensores portátiles de la calidad del aire para monitorear la contaminación del aire a nivel del suelo en el interior y exterior de la escuela. También compararán sus mediciones con las observaciones satelitales de la contaminación en el exterior. En la foto anterior, tomada por Keerti Gopal, una estudiante de último año de la escuela muestra cómo configuró una aplicación de monitoreo de la calidad del aire en su teléfono.
“Queremos que nuestros científicos trabajen en asociación con la comunidad”, dijo Gupta. “Este proyecto en el Bronx es un gran ejemplo de ese enfoque”.
Animaciones del Observatorio de la Tierra de la NASA realizadas por Wanmei Liang, utilizando datos de Cheeseman, Michael, y otros (2022). Datos demográficos de los estudiantes provenientes del Centro Nacional de Estadísticas en Educación. Imágenes del Observatorio de la Tierra de la NASA por Joshua Stevens, utilizando datos de Landsat del Servicio Geológico de Estados Unidos. Fotografía por cortesía de Keerti Gopal. Reportaje por Adam Voiland.
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Equipo de redacción de Ciencia
