Durante mucho tiempo se ha culpado a la agricultura por el amoníaco que causa el smog en la atmósfera, pero los tubos de escape de los vehículos son en realidad una fuente más importante de la contribución del amoníaco a la neblina que se cierne sobre las grandes ciudades, según una nueva investigación de un equipo que incluye ingenieros de Princeton.

"El amoníaco no tiene que llegar desde el Medio Oeste hasta Filadelfia o Nueva York, "dijo Mark Zondlo, profesor asociado de ingeniería civil y ambiental en la Universidad de Princeton. "Gran parte se está generando aquí".

Aproximadamente el 80 por ciento del amoníaco en el aire proviene de prácticas agrícolas como la fertilización, por lo que parece probable que el amoníaco en las partículas de neblina provenga de columnas de granjas grandes en el Medio Oeste y luego sea transportado a la Costa Este. Pero, en un artículo publicado en la revista Ciencia y Tecnología Ambiental , El equipo de investigación de Zondlo descubrió que las emisiones de amoníaco de las ciudades son mucho mayores de lo que se reconoce, ocurren en los momentos en que las partículas nocivas para la salud están en su peor momento, y cuando las emisiones agrícolas se encuentran en mínimos diarios o estacionales.

"En realidad, proviene de los vehículos" en las propias ciudades, dijo Zondlo, quien también es director asociado de asociaciones externas en el Centro Andlinger de Energía y Medio Ambiente de Princeton.

Los investigadores observaron que las emisiones de amoníaco de los vehículos se emitían conjuntamente con los óxidos de nitrógeno. Estos productos químicos se combinan para formar nitrato de amonio, que se puede ver en el color marrón en la neblina urbana. Más lejos, Las emisiones de amoníaco de los vehículos son especialmente importantes durante el clima frío (por ejemplo, durante el invierno o la hora pico de la mañana) cuando las emisiones agrícolas son más bajas y cuando la contaminación por neblina es peor.

Daven Henze, profesor asociado en la Universidad de Colorado e investigador del Equipo de Ciencias Aplicadas de Salud y Calidad del Aire de la NASA, dijo que los hallazgos eran un paso importante para comprender mejor la contaminación del aire en las ciudades. Con otras emisiones de vehículos, principalmente compuestos de nitrógeno y azufre, tan cerca del amoníaco, las condiciones son propicias para la producción de partículas finas.

"Es realmente útil que su trabajo [de Zondlo] avance en aclarar la magnitud de la fuente, "Dijo Henze.

Para realizar su investigación, Zondlo y su equipo equiparon vehículos con sensores sofisticados para detectar niveles de amoníaco y se concentraron en seis ciudades:Filadelfia, Denver y Houston en los Estados Unidos, y Beijing, Shijiazhuang y Baoding en China. Al medir los niveles de amoníaco durante varios momentos del día en diferentes puntos de entrada a las ciudades, el equipo pudo pintar una imagen de una ciudad que "respiraba", donde los niveles de contaminantes suben y bajan, dependiendo del tráfico y las condiciones.

La investigación fue apoyada por el uso de sensores de amoníaco láser de cascada cuántica de camino abierto desarrollados por el grupo de Zondlo dentro del Centro de Tecnologías de Infrarrojo Medio para la Salud y el Medio Ambiente de Princeton (MIRTHE). Los sensores basados ​​en láser eran más pequeños, más fácil de trabajar y más preciso que los sensores utilizados anteriormente, Dijo Zondlo. También permitieron pruebas móviles más eficientes.

Previamente, los vehículos tenían que estar especialmente equipados para la recopilación de datos. A menudo se perforaban agujeros en las carrocerías de los vehículos para conectar sensores. También se necesitaban bancos de equipo en el vehículo. Debido a que los nuevos sensores son relativamente pequeños, pueden montarse en un portaequipajes en la parte superior del vehículo y luego conectarse a una computadora portátil. Esta es la base de su laboratorio móvil del Experimento de Química Atmosférica de Princeton, un SUV convencional equipado con sensores químicos y meteorológicos.

"Debido a que los sensores son de baja potencia (casi lo mismo que una bombilla) y compactos, podemos implementarlos fácilmente en cualquier vehículo agregando solo un portaesquís, ", Dijo Zondlo." Los laboratorios móviles existentes requieren vehículos personalizados con generadores suplementarios y modificaciones de muestreo significativas. Nuestros sensores pueden colocarse en el equipaje facturado y montarse en unas pocas horas en un sitio de campo ".

Esa conveniencia llevó a un descubrimiento casi inmediato a medida que se recopilaron los datos.

"Realmente puedes ver las columnas que salen de los vehículos en tiempo real, "dijo Da Pan, miembro del equipo y estudiante de doctorado de cuarto año en Princeton. "Así que, básicamente, puedes saber si el coche que tienes delante estaba en malas condiciones de funcionamiento. Realmente puedes ver las columnas que salen de él".

Además de Zondlo y Pan, autores del artículo, que fue publicado el 29 de noviembre de 2016, incluyó a Denise Mauzerall, profesor de ingeniería civil y ambiental y asuntos públicos e internacionales en la Woodrow Wilson School en Princeton; Kang Sun, Lei Tao, David Miller y Levi Golston de Princeton; Robert Griffin, H.W. Wallace y Yu Jun Leong de la Universidad Rice; M. Melissa Yang del Centro de Investigación Langley de la NASA; Yan Zhang de Nanjing P&Y Environmental Technology Co .; y Tong Zhu de la Universidad de Pekín.

El apoyo para el proyecto fue proporcionado en parte por el Council for International Teaching and Research de la Universidad de Princeton con fondos del Fung Global Forum, Fondo de Conservación de Agua y Aire de National Geographic, la Fundación Nacional de Ciencias, NASA y Houston Endowment.

Pan dijo que la investigación abre dos vías para estudios adicionales:cómo la proximidad del amoníaco y los compuestos de nitrógeno y azufre en las emisiones afecta la producción de partículas finas. y cómo los datos eventualmente podrían influir en las regulaciones de emisiones de vehículos. Zondlo también está investigando cómo las observaciones satelitales de amoníaco pueden ayudar a comprender estas emisiones como parte del Equipo de Ciencias Aplicadas de Salud y Calidad del Aire de la NASA.

Los esfuerzos realizados para reducir las emisiones de nitrógeno y azufre han sido una gran "historia de éxito, ", Dijo Zondlo. Un mayor progreso en el control de la materia particulada de estas dos especies solo será incremental en el mundo desarrollado.

"Hemos tirado de estas palancas tanto como hemos podido, ", Dijo Zondlo." Pero hay una gran palanca que no hemos tocado en absoluto y es el amoníaco. Y si realmente nos tomamos en serio el ataque a las partículas finas y la mejora de la calidad del aire, necesitamos comenzar a comprender y eventualmente limitar estas emisiones de amoníaco ".