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Formation of nano-scale clusters from atmospheric vapors

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Cúmulos a nanoescala arrojan luz sobre la situación de los aerosoles

Los aerosoles son bastante ambivalentes: desempeñan una función decisiva en la formación de las nubes, actúan de forma indirecta en contra de los gases de efecto invernadero, pero también son una fuente de contaminación y ejercen una influencia (todavía desconocida) sobre el cambio climático. Una investigación en el marco del proyecto nanoCAVa tenía por objeto aclarar esta cuestión centrándose en la formación de cúmulos.

Cambio climático y medio ambiente

En lo que respecta a los aerosoles y su efecto sobre el medio ambiente, lo primero que viene a la mente suele ser la prohibición de los productos químicos que agotan el ozono (como los CFC) en la década de los años setenta del siglo pasado. A pesar de que estos productos químicos ya hace tiempo que desaparecieron, todavía se utilizan y liberan otros aerosoles a la atmósfera en todo el mundo y lo cierto es que todavía hay mucho que desconocemos sobre su impacto en el medio ambiente. Tal y como explica la doctora Katrianne Lehtipalo del Instituto de Investigación sobre la Atmósfera y el Sistema Terrestre de la Universidad de Helsinki: «Existe una gran variabilidad en ambas fuentes (naturales y antropogénicas) y las propiedades (concentración, tamaño, composición, etc.) de las partículas de aerosol, lo que dificulta la elaboración de modelos precisos sobre sus efectos en las nubes y el clima. Necesitamos ampliar los conocimientos sobre cómo se forman los aerosoles y cómo se transforman en la atmósfera». Esta fue la misión de fondo del proyecto nanoCAVa (Formation of nano-scale clusters from atmospheric vapors). A lo largo de tres años y con la ayuda de grupos de investigación de la Universidad de Helsinki y el Instituto Paul Scherrer, la Dra. Lehtipalo se propuso mejorar la comprensión de la delgada línea existente entre la fase gaseosa y condensada de los aerosoles estudiando la formación de cúmulos a nanoescala a partir de vapores atmosféricos. «Nuestro enfoque consistió en combinar estudios pormenorizados de laboratorio, que investigaran las propiedades básicas y los mecanismos de formación de las partículas de aerosol, con estudios de campo a largo plazo. Se trata de una combinación potente, que nos permite, por una parte, aprovechar los conocimientos especializados que hemos adquirido a partir de años de estudios atmosféricos para planificar experimentos de laboratorio que sean pertinentes para la atmósfera y los temas de investigación actuales. Y, por otra parte, nos permite probar si los mecanismos descubiertos en el laboratorio y los modelos relacionados pueden explicar las observaciones atmosféricas reales», explica la Dra. Lehtipalo. Gracias a los recientes avances en el instrumental capaz de detectar los vapores atmosféricos, los cúmulos y las partículas de aerosol recién formados, el equipo del proyecto pudo medir cúmulos en la atmósfera y estudiar su formación en la cámara CLOUD de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). Ni tan solo los aerosoles en concentraciones más bajas pudieron escapar a estos métodos de detección. Ahora el equipo comprende mejor las concentraciones y la composición de cúmulos inferiores a 3 nm presentes en la atmósfera, e incluso pudieron detectar la nueva formación y los mecanismos de crecimiento de las partículas de aerosol; en particular, el ácido sulfúrico, el amoníaco y los vapores orgánicos. «Nuestros resultados figuran entre los primeros que indican cómo se forman los cúmulos y las nanopartículas casi en cualquier punto de la atmósfera, desde la limpia del campo hasta la de las megaciudades. Evidentemente, sus fuentes y concentraciones varían considerablemente y esperamos obtener más información en el futuro, así como comprender mejor qué controla el crecimiento de los cúmulos hasta dimensiones relevantes para el clima», declara la Dra. Lehtipalo. A pesar de que el proyecto ha ya llegado a su fin, el equipo se propone continuar con su trabajo. Actualmente se están realizando mediciones sobre el terreno en distintas partes del mundo y nuevos experimentos de laboratorio están pendientes de ser analizados. La Dra. Lehtipalo destaca, asimismo, la necesidad de desarrollar una instrumentación más precisa y eficaz para realizar mediciones atmosféricas a largo plazo ya que, tal y como admite, todavía hay muchas capas de la atmósfera de las que aún no disponemos información suficiente.

Palabras clave

nanoCAVa, aerosoles, cúmulos a nanoescala, partículas, medio ambiente

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