Las partículas orgánicas antropogénicas, compuestos de carbono emitidos por actividades humanas, representan una grave amenaza para la salud pública y contribuyen a millones de muertes anualmente en todo el mundo. En áreas urbanas, procesos de combustión incompleta en el transporte, la industria y los hogares generan gases de escape que se transforman en partículas respirables y dañinas.
Un estudio internacional llevado a cabo en el CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear en Ginebra, ha proporcionado nuevos conocimientos sobre la formación de estos aerosoles orgánicos. Los investigadores, liderados por el Instituto Paul Scherrer (PSI), han descubierto que la formación de estos contaminantes a menudo requiere múltiples etapas de oxidación, lo que indica que el impacto de la contaminación por materia particulada antropogénica es mayor de lo que se creía anteriormente.
La formación de materia particulada antropogénica
Tradicionalmente, se asumía que los aerosoles orgánicos se formaban a través de un único paso de oxidación. Los gases precursores naturales, como los terpenos y el isopreno —hidrocarburos emitidos por las plantas— se oxigenan rápidamente, dando lugar a partículas sólidas en el aire. Sin embargo, el nuevo estudio sugiere que las emisiones antropogénicas tienen un comportamiento diferente. Gases precursores como el tolueno y el benceno, procedentes de los gases de escape de automóviles y de la combustión de materiales orgánicos, pasan por múltiples pasos de oxidación antes de convertirse en partículas sólidas.
El líder del proyecto, Imad El Haddad, afirma que este hallazgo desafía la noción previa de que los contaminantes se forman principalmente cerca de las fuentes de emisión, evidenciando en cambio que los aerosoles antropogénicos sufren un proceso de formación más prolongado, lo que amplía su impacto en las regiones circundantes.
El estudio se realizó en la cámara de simulación CLOUD (Cosmics Leaving Outdoor Droplets) del CERN, considerada la más limpia del mundo. Más de 70 investigadores de Europa y América del Norte colaboraron para simular la contaminación del aire urbano y rastrear la formación de aerosoles orgánicos. La instalación permite controlar parámetros como la temperatura y la presión con una precisión extrema, lo que facilita un análisis detallado de las interacciones químicas en la atmósfera.
Los investigadores llenaron la cámara con una mezcla de gases que simula el smog urbano para estudiar la transformación de los gases de escape en aerosoles orgánicos. Utilizando técnicas avanzadas como el análisis de movilidad y la espectrometría de masas, se logró determinar la distribución del tamaño de las partículas en formación y la identidad molecular de los vapores en tiempo real.
Los resultados del estudio indican que una proporción significativa de los aerosoles orgánicos antropogénicos se forma no tras la oxidación inicial, sino después de pasos adicionales que pueden tardar entre seis horas y dos días. Esta multi-oxidación representa más del 70% de la contaminación total por aerosoles orgánicos antropogénicos, lo que sugiere que los modelos de contaminación del aire pueden mejorarse para proporcionar predicciones más precisas sobre la concentración de materia particulada.
Las conclusiones de esta investigación destacan la importancia de controlar no solo las emisiones directas de materia particulada a través de filtros, sino también los gases precursores que generan estas partículas sólidas. Un enfoque más integral podría ser clave para combatir la contaminación del aire y, en consecuencia, mejorar la salud pública en nuestras ciudades.
