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Una nueva herramienta permite estudiar el papel de los aerosoles orgánicos

Los científicos están empezando a comprender el comportamiento y el efecto de los aerosoles en varios procesos atmosféricos, tales como la separación gas-aerosol, las reacciones químicas y la absorción de agua. Una iniciativa financiada por la Unión Europa ha desarrollado una nueva herramienta que proporcionará una visión más nítida de estos procesos a nivel de partícula única.
Una nueva herramienta permite estudiar el papel de los aerosoles orgánicos
Los aerosoles orgánicos desempeñan un papel crucial en la química y la física de la atmósfera, ya que sus propiedades químicas y físicas tienen una importancia inmensa. Los aerosoles tienen un origen natural y antrópico y actúan como condensadores de nubes o núcleos de hielo y espacios de interfase química. Además, dispersan y absorben la radiación incidente.

Se sabe muy poco sobre los aerosoles orgánicos a pesar de su ubicuidad e importancia en el medio ambiente. Por tanto, el proyecto BBOT (Characterizing the phase transitions of single organic aerosols in an optical trap) se inició con el objetivo de desarrollar una nueva herramienta en aras de comprender tanto el comportamiento de aerosoles a nivel de partícula única (entre los 600 y 5 000 nanómetros) como sus efectos en varios procesos atmosféricos.

Los socios del proyecto desarrollaron una herramienta que puede ser enfriada a 228 grados Kelvin (esto es, hasta -50 grados Celsius) para imitar las condiciones térmicas de la troposfera y la estratosfera. Esta se empleó para explorar los cambios de fase de una partícula única de aerosol y se combinó con una pinza óptica compuesta por dos haces de Bessel adifraccionales (CPBB) y con un regulador de humedad relativa (RH) y de temperatura. En este contexto, se llevaron a cabo experimentos de prueba de concepto congelando distintas sustancias para ensayos de supercongelación, a saber: agua e hidrocarburos de cadena larga.

Los investigadores realizaron el primer estudio del proceso de congelación de pequeñas partículas únicas de tamaño sub-micrométrico suspendidas en aire, incluyendo gotas de agua supercongelada a 228 grados Kelvin, empleando técnicas de captura óptica. Los investigadores del proyecto también analizaron el comportamiento de pequeñas gotas de un aerosol orgánico (sacarosa) y las condiciones que conducen a la formación de cristales en estos aerosoles a temperatura ambiente.

Además, los estudios sobre la congelación de hidrocarburos alifáticos de cadena larga y la respuesta de aerosoles orgánicos ultraviscosos a cambios en la RH ambiental mejoraron la comprensión del comportamiento de los aerosoles en la atmósfera. Los resultados ponen de manifiesto la existencia de un vínculo entre la longitud de cadena en hidrocarburos y la temperatura en el mecanismo de nucleación.

El proyecto BBOT proporcionará una mejor comprensión de los efectos indirectos de los aerosoles y de su impacto en el calentamiento global facilitando datos para el desarrollo de modelos climáticos más precisos, mejorando así su capacidad de predicción. Los resultados también contribuirán a desarrollar políticas científicas.

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Palabras clave

Aerosoles orgánicos, BBOT, pinza óptica, haces de Bessel adifraccionales, humedad relativa, regulador de temperatura, formación de cristales, hidrocarburos alifáticos de cadena larga, nucleación
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