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Descubren por qué los vehículos de combustión contribuyen a la formación del smog urbano

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Una colaboración científica europea que estudia el posible vínculo entre los rayos cósmicos galácticos y la formación de nubes ha desentrañado el misterio de cómo se origina el smog invernal en las ciudades: en su formación están implicadas las emisiones de amoníaco de los vehículos diésel y de gasolina, derivadas de los óxidos de nitrógeno (NOx). La contaminación por micropartículas ocupa el quinto lugar en los factores de riesgo de mortalidad en todo el mundo.
Descubren por qué los vehículos de combustión contribuyen a la formación del smog urbano

El smog se refiere a la contaminación del aire que se da como resultado de la interacción de la luz solar con ciertos químicos en la atmósfera. Los episodios de smog urbano de invierno ocurren cuando se forman nuevas partículas en el aire contaminado, atrapado por debajo de una inversión de temperatura. Cuando descienden la temperatura y densidad del aire, se produce una inversión térmica: en ese momento, la contaminación aérea, como el smog, queda atrapada cerca del suelo, con efectos nocivos para la salud.


Sin embargo, la forma en que las partículas nocivas logran formarse y crecer en este aire altamente contaminado ha sido un misterio hasta ahora. El proyecto CLOUD, en el que participan científicos de 17 instituciones europeas (ninguna española), lo ha resuelto. Esta colaboración científica está basada en el Sincrotrón de Protones (PS) de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), que usa un acelerador de física de alta energía para estudiar las ciencias atmosféricas y climáticas.



CLOUD dispone de una cámara especial capaz de imitar diversos aspectos de la atmósfera de la Tierra, con un control preciso de las condiciones y contaminantes extremadamente bajos, lo que permite una comprensión integral de la formación de partículas y su efecto sobre las nubes y el clima. Los iones de los rayos cósmicos también pueden influir en la formación de estas partículas suspendidas en  aerosoles, y el papel que desempeñan los aerosoles en la contaminación urbana se puede estudiar variando la intensidad de un haz de piones (partículas subatómicas) que atraviesa la cámara de CLOUD.

Simulación urbana
En su nuevo estudio, publicado en la revista Nature y del que informa Madri+d, los científicos simularon condiciones urbanas contaminadas en la cámara e investigaron el papel del amoníaco y el ácido nítrico en las concentraciones atmosféricas. Las emisiones globales de amoníaco están dominadas por la agricultura. Sin embargo, en las ciudades, la presencia de amoníaco y ácido nítrico, que se deriva de los óxidos de nitrógeno (NOx), se debe en gran medida a los vehículos diésel y de gasolina.


"Anteriormente se pensaba que el amoníaco y el ácido nítrico desempeñaban un papel pasivo en la formación de partículas", explica Jasper Kirkby, jefe del experimento CLOUD, en un comunicado. Sin embargo, el nuevo estudio ha mostrado que las pequeñas carencias de homogeneidad en las concentraciones de amoníaco y ácido nítrico, que solo persisten durante unos minutos, pueden conducir a tasas de crecimiento de aerosoles hasta más de 100 veces más rápidas de lo que se había visto anteriormente, pero solo en períodos cortos que habían escapado de la detección hasta ahora.


Estas tasas de crecimiento ultra rápidas son suficientes para transformar las partículas recién surgidas a un tamaño más grande, donde son menos propensas a perderse a través del barrido por partículas preexistentes. El resultado final es un episodio de smog denso con un alto número de partículas.


“Aunque la emisión de óxidos de nitrógeno está regulada, las emisiones de amoníaco pueden aumentar con los últimos convertidores catalíticos utilizados en vehículos de gasolina y diesel. Nuestro estudio muestra que regular las emisiones de amoníaco de los vehículos podría contribuir a reducir el smog urbano”, concluye Jasper Kirkby.


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