¿Se pueden reducir las emisiones de contaminantes de las aeronaves mediante el uso de biocombustibles? ¿Y qué influencia tiene un combustible alternativo en la formación de estelas de condensación? A mediados de enero un proyecto de investigación conjunto del Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y la agencia espacial estadounidense NASA, con la participación del Instituto Max Planck de Química y el Instituto de Física Atmosférica (IPA) de la Universidad Johannes Gutenberg (JGU) en Mainz, Abordó estas preguntas. Por tres semanas, los científicos despegaron de la base aérea estadounidense en Ramstein, en la región del Palatinado de Alemania, para realizar un total de ocho vuelos de prueba a diferentes altitudes y con empuje variable.

Se utilizaron dos aviones para realizar las investigaciones. Si bien el Airbus A320 ATRA de DLR se repostó con una mezcla de queroseno diferente para cada vuelo de prueba sobre Alemania, El "laboratorio de vuelo de la NASA, "un DC-8, Lo siguió unos kilómetros atrás y se zambulló en su columna de escape. Un total de 14 instrumentos de medición a bordo del DC-8 recopilaron datos continuamente durante los vuelos.

Estos incluyeron ERICA (Instrumento ERc para la composición química de aerosoles) del Instituto Max Planck de Química y el JGU Mainz. "ERICA es un espectrómetro de masas de partículas en aerosol único en el mundo, desarrollado y construido en Mainz, "explica el director de MPIC, Stephan Borrmann, profesor del Instituto de Física Atmosférica de JGU.

"Somos las únicas personas a bordo que pueden estudiar la composición química de partículas individuales, tanto en los propios gases de escape como en el interior de los cristales de hielo que forman las estelas, "dice el postdoctorado Oliver Appel, OMS, junto con Andreas Hünig, Sergej Molleker y Antonis Dragoneas del Departamento de Química de Partículas, opera el dispositivo a bordo del avión. Dos de ellos siempre acompañaron los vuelos de seguimiento.

Dentro de ERICA, las partículas más pequeñas de polvo y hollín, denominadas aerosoles, se evaporan por bombardeo láser o por calentamiento rápido. El material gaseoso liberado en este proceso se convierte en iones cargados eléctricamente, cuyas masas se pueden medir con la ayuda de un espectrómetro de masas. Esto proporciona directamente a los científicos información sobre la composición química de las partículas individuales dentro del material particulado en la atmósfera.

ERICA se desplegó por primera vez el verano pasado en un avión ruso de investigación a gran altitud hasta 20 kilómetros sobre Nepal. La oportunidad de participar en la campaña DC-8 llegó con muy poca antelación. "Modificar nuestro instrumento para usarlo en el DC-8 en aproximadamente seis semanas y obtener un permiso aeroespacial para finalmente instalarlo en el avión de la NASA representó un gran desafío. Pero absolutamente queríamos participar en esta campaña de medición, porque tal invitación de la NASA seguramente representa un gran aprecio por nuestra metrología, "dice el postdoctorado Antonis Dragoneas, que había sido fundamental en las obras de conversión.

Objetivo:hacer el aire más limpio

El queroseno estándar se mezcló con aceite de Camelina para los vuelos de prueba. Durante algún tiempo, La NASA y el DLR han estado investigando si el uso de un biocombustible de este tipo es más ecológico. Los resultados iniciales de estudios anteriores ya han demostrado que se forman entre un 50 y un 70 por ciento menos de partículas de hollín con una mezcla de biocombustible al 50 por ciento con un 50 por ciento de queroseno normal.

"Estamos interesados ​​en la composición química de las partículas de escape, entre otras cosas, porque queremos saber cuántas partículas de hollín contiene el gas de escape, cuántas partículas que contienen metal, si están recubiertos con materiales condensables, y cómo las partículas cambian en la formación de estelas de condensación, "dice el postdoctorado Sergej Molleker del Departamento de Química de Partículas del MPI para Química. A altitudes de ocho kilómetros, las partículas de hollín y el vapor de agua forman cristales de hielo a -50 grados Celsius, que se puede ver en el cielo como estelas de condensación. Entre otras cosas, los cristales de hielo evitan que el calor escape de la atmósfera al espacio, lo que significa que cada estela crea su propio efecto invernadero pequeño.

"Si encontramos una manera de reducir las partículas de hollín en el escape de la aeronave, el efecto de calentamiento del clima podría reducirse con nuevas mezclas de combustibles, ", dice Stephan Borrmann." También tenemos la oportunidad de realizar mediciones raras y valiosas de las nubes de hielo natural (cirros) a esta altitud, cuyas propiedades y efectos son también un tema de investigación clave ".

Los investigadores con sede en Mainz esperan resultados iniciales de los vuelos de medición de Ramstein en dos meses como mínimo.