Aunque las emisiones del tubo de escape podrían disminuir en los próximos años a medida que más vehículos de cero emisiones salgan a las calles, una de las principales fuentes de contaminación del aire en las carreteras no muestra signos de disminuir:el polvo de los frenos y las llantas.

Los metales de los frenos y otros sistemas automotrices se emiten al aire como partículas finas, persistiendo en carreteras transitadas. Ahora, Los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia han demostrado cómo esa nube de pequeñas partículas metálicas podría causar estragos en la salud respiratoria.

En un estudio publicado el 31 de enero en la revista Ciencia y tecnología ambiental , los investigadores describieron cómo los metales emitidos por vehículos, como el cobre, el hierro y el manganeso interactúan con partículas ácidas ricas en sulfato que ya están en el aire para producir un aerosol tóxico.

"Hay una reacción en cadena en el aire sobre las carreteras con mucho tráfico, "dijo Rodney Weber, profesor de la Escuela de Ciencias de la Tierra y Atmosféricas de Georgia Tech. "El sulfato ácido de la atmósfera entra en contacto con los metales emitidos por el tráfico y cambia su solubilidad, haciéndolos más propensos a causar estrés oxidativo cuando se inhalan ".

El estudio, que fue patrocinado por la National Science Foundation y la U.S. Environmental Protection Agency, mostró cómo los metales se emiten principalmente en forma insoluble pero lentamente se vuelven solubles después de mezclarse con sulfato.

"El sulfato se ha asociado durante mucho tiempo con impactos adversos para la salud, "dijo Athanasios Nenes, profesor y becario de Georgia Power en la Escuela de Ciencias de la Tierra y Atmosféricas y en la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular. "La vieja hipótesis era que el sulfato ácido quema el revestimiento de los pulmones, lo que a su vez conduce a los efectos negativos para la salud. Pero no hay suficiente ácido en el aire solo para tener ese impacto ".

Pero el sulfato juega un papel clave en hacer que los metales sean solubles antes de que se inhalen. lo que podría explicar la asociación del sulfato con impactos adversos para la salud, dijeron los investigadores.

Los investigadores recolectaron muestras de material particulado ambiental en dos lugares de Atlanta:uno cerca de una importante carretera interestatal y otro sitio urbano a 420 metros de la carretera. Analizaron el contenido químico, distribución de tamaño y acidez de las muestras.

Una cantidad significativa del sulfato ambiental encontrado era de tamaño similar a las partículas metálicas, sugiriendo que el sulfato ambiental y los metales se mezclaron dentro de partículas individuales, que durante horas o días permitiría que el sulfato ácido convierta el metal en una forma soluble.

Para cuantificar cuán peligroso podría ser el aerosol, los investigadores desarrollaron un sistema analítico de alto rendimiento para un ensayo químico, llamado potencial oxidativo, que simula la respuesta tóxica que dicha mezcla tendría en los organismos celulares. Este instrumento se utilizó para generar grandes conjuntos de datos sobre el potencial oxidativo de los aerosoles ambientales, que cuando se utiliza en un estudio epidemiológico anterior, Investigadores de Georgia Tech y Emory University encontraron que el ensayo químico estaba asociado estadísticamente con ingresos hospitalarios en Atlanta por asma y sibilancias.

En el nuevo estudio, los investigadores observaron que la toxicidad máxima indicada por el ensayo estaba estrechamente correlacionada con aquellas partículas que contenían la mayor cantidad de metales solubles, que ocurrió solo cuando las partículas metálicas se mezclaron con sulfato altamente ácido.

"Esa es la pistola humeante, "Dijo Nenes." El sulfato esencialmente disuelve esos metales; cuando respiras esas partículas, los metales podrían absorberse directamente en el torrente sanguíneo y causar problemas en todo el cuerpo. Por primera vez, surge un mecanismo para explicar por qué pequeñas cantidades de sulfato ácido pueden afectar negativamente la salud ".

Si bien la muestra tomada del sitio de prueba ubicado más lejos de la carretera tenía menos partículas de metal, todavía había suficiente para causar un aumento en el potencial oxidativo, mostrando que la contaminación de las carreteras podría viajar a través del aire y potencialmente causar problemas también en las áreas circundantes.

El polvo de los frenos y los neumáticos no es la única fuente de metales en el aire. Los incineradores y otras formas de combustión también producen polvo mineral y partículas metálicas, que podría mezclarse con sulfato para desencadenar una reacción similar.

Los investigadores observaron que, si bien la cantidad de sulfato en partículas en el sureste de los Estados Unidos ha disminuido durante los últimos 15 años a medida que las emisiones de dióxido de azufre de las centrales eléctricas han disminuido, todavía hay suficiente sulfato ácido en el aire para mantener el pH de las partículas muy bajo, en el rango de 0 a 2, transformando metales ambientales insolubles en una forma soluble.

"Las emisiones del tubo de escape de los vehículos están disminuyendo, pero este tipo de emisiones de frenado se mantendrán hasta cierto punto, incluso si conduces un coche eléctrico, "Weber dijo." Por lo tanto, este tipo de proceso continuará desarrollándose en el futuro y será una consideración importante cuando analicemos los efectos sobre la salud del material particulado ".

Este material se basa en el trabajo respaldado por la National Science Foundation con el número de concesión 1360730 y la Agencia de protección medioambiental de EE. UU. Con el número de concesión RD834799. Cualquier opinión recomendaciones, y las conclusiones o recomendaciones expresadas en este material pertenecen a los autores y no reflejan necesariamente las opiniones de la National Science Foundation o la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.