El efecto del pegamento de la naturaleza en la química atmosférica
Los compuestos de carbono orgánico expulsados por árboles influyen en la calidad del aire según se indica en un estudio. Científicos de Dinamarca, Nueva Zelanda y Estados Unidos han descubierto que la oxidación del isopreno, un hidrocarburo, genera gases y aerosoles que influyen en el calentamiento del planeta. Los resultados del estudio se han publicado en la revista Science. Gran cantidad de árboles de hoja caduca, y sobre todo los robles, emiten isopreno, producto generado de forma natural por plantas y animales y precursor del ozono. Se ha calculado que las emisiones globales de isopreno de origen vegetal alcanzan más de 500 teragramos cada año. En un editorial de la revista, el Dr. Tadeusz Kleindienst, químico atmosférico perteneciente a la Oficina de la Agencia de Protección Ambiental (EPA, Estados Unidos), explicó que la química del isopreno «posiblemente sea más importante que la de cualquier otro hidrocarburo no metánico». El tiempo de reacción del isopreno con radicales hidroxilo (OH), a los que los investigadores consideran el «detergente de la atmósfera», es muy rápido «La mezcla de emisiones metropolitanas con emisiones vegetales interactúa para alterar la composición química de la atmósfera», explicó Paul Wennberg, profesor de Ciencia Medioambiental y Química Atmosférica del Instituto Tecnológico de California (Caltech, Estados Unidos) y director del proyecto. «Se emite mucho más isopreno a la atmósfera que del resto de gases (gasolina, sustancias químicas industriales) producidos por la actividad humana, con la importante excepción del metano y del dióxido de carbono.» Los científicos del proyecto llevaron a cabo una serie de experimentos en el laboratorio que mostraban que cuando las concentraciones de óxido nítrico (NO) eran bajas (similares a las encontradas en zonas poco pobladas), la oxidación del isopreno por OH produce cantidades considerables de compuestos dihidroxilo. Los OH oxidan isopreno para generar sustancias químicas denominadas dihidroxi-epóxidos (conocidos también como epóxidos), los cuales se convierten a su vez en aerosoles localizados en pequeñas cantidades en la atmósfera. El autor principal del estudio, Fabien Paulot, estudiante de postgrado de Caltech, y sus colegas produjeron epóxidos al emplazar isopreno y peróxido de hidrógeno (que actuó como fuente de OH) en una bolsa de teflón llena de 800 litros de aire no contaminado. La introducción de estos dos compuestos antes de iluminar la mezcla con luz ultravioleta (UV) inició las reacciones químicas. Según los investigadores, los epóxidos resultantes poseen gran solubilidad y se disuelven con facilidad en gotículas de humedad en el aire formando aerosoles ricos en compuestos orgánicos. «Se puede considerar a estos epóxidos como el "pegamento" de la naturaleza», aclaró el profesor Wennberg. «Cuando estos epóxidos se encuentran con partículas ácidas crean pegamento. Los epóxidos se precipitan de la atmósfera y se pegan a las partículas, haciéndolas crecer y provocando menor visibilidad atmosférica.» Los científicos indicaron que es probable que la conversión de epóxidos en aerosol sea superior en ambientes contaminados, puesto que la acidez de los aerosoles es normalmente mayor cuando se cuenta con actividad humana. Pero, ¿de qué manera afectan estas partículas a los humanos? El profesor John Seinfeld de Caltech declaró que «las partículas atmosféricas influyen en la salud humana debido a que son lo suficientemente pequeñas como para penetrar en las profundidades de los pulmones». «Además, los aerosoles modifican el clima terrestre mediante la difracción y absorción de radiación solar y a través de su función como núcleos sobre los que se forman las nubes. Por lo tanto es importante saber de dónde proceden las partículas.» Este descubrimiento ayudará a los científicos a desarrollar mejores modelos de la química global de gases y aerosoles, y la comunidad científica tendrá más capacidad para comprender el funcionamiento de la química del isopreno en algunas de las zonas más remotas del mundo. «Quizá el aspecto más importante del trabajo de Paulot et al. es su valor práctico», apuntó el Dr. Kleindienst. «La capacidad predictiva de los modelos utilizados por los organismos reguladores, como la EPA estadounidense, que reflejan la calidad del aire en relación a la formación de aerosoles orgánicos secundarios está limitada. Esto es debido a que se basan en experimentos que informan sobre la producción parametrizada de aerosoles procedentes de compuestos precursores», escribió. «La incorporación de los mecanismos desarrollados de forma experimental por Paulot et al. a modelos determinísticos de la química de gases y aerosoles debería mejorar su capacidad predictiva.» Otros miembros participantes del estudio fueron la Universidad de Copenhague (Dinamarca) y la Universidad de Otago (Nueva Zelanda).
Países
Dinamarca, Nueva Zelanda, Estados Unidos