Investigadores de la Universidad Carnegie Mellon que trabajan con un equipo internacional de científicos han descubierto un mecanismo previamente desconocido que permite que las partículas atmosféricas se formen muy rápidamente bajo ciertas condiciones. La investigación, que fue publicado en la revista Naturaleza , podría contribuir a los esfuerzos para modelar el cambio climático y reducir la contaminación por partículas en las ciudades.

"Las únicas incertidumbres reales en nuestra comprensión del clima en la atmósfera tienen que ver con las partículas finas y las nubes, cómo han cambiado con el tiempo y cómo responderán al cambio climático, "dijo Neil Donahue, Profesor de Química de la Universidad Thomas Lord y profesor en los departamentos de Ingeniería Química, e Ingeniería y Políticas Públicas.

La cantidad de partículas en la atmósfera en un momento dado puede tener efectos importantes a nivel local y mundial, incluso contribuir al smog nocivo para la salud en las ciudades e influir en el clima de la Tierra. Sin embargo, las partículas deben alcanzar un cierto tamaño (alrededor de 100 nanómetros de diámetro) para contribuir a esos efectos, Donahue señaló.

Si las partículas no alcanzan ese tamaño, rápidamente quedan subsumidos en otros, partículas más grandes. Esto significa que uno esperaría que se crearan pocas partículas nuevas en entornos urbanos contaminados donde el aire ya está lleno de partículas más grandes que podrían engullir pequeñas. nuevas partículas. Sin embargo, la formación de nuevas partículas es relativamente común en esos entornos, como se ve claramente cuando la neblina se reforma rápidamente después de las lluvias en ciudades de todo el mundo.

Donahue cree que la respuesta a ese misterio puede estar en esta nueva investigación. "Encontramos una nueva forma de que las diminutas partículas nucleadas en la atmósfera crezcan rápidamente y se vuelvan lo suficientemente grandes como para afectar el clima y la salud". " él dijo.

El grupo de laboratorio de Donahue ha sido durante mucho tiempo parte del experimento CLOUD, una colaboración internacional de científicos que utilizan una cámara especial en el CERN en Suiza para estudiar cómo los rayos cósmicos afectan la formación de partículas y nubes en la atmósfera. La cámara permite a los investigadores mezclar con precisión compuestos vaporosos y observar cómo se forman y crecen las partículas a partir de ellos.

En este estudio, diseñado por el candidato a doctorado en química Carnegie Mellon Mingyi Wang, El equipo de CLOUD condensó vapores de ácido nítrico y amoníaco en una amplia gama de temperaturas y descubrió que las nuevas partículas resultantes pueden crecer de 10 a 100 veces más rápido de lo que se había observado anteriormente. permitiéndoles alcanzar tamaños lo suficientemente grandes como para evitar ser consumidos por otras partículas. El compuesto formado a partir de esos dos vapores, nitrato de amonio (un fertilizante común), anteriormente se sabía que contribuía a la contaminación atmosférica dentro de partículas más grandes, pero se desconocía su función para ayudar a que las partículas diminutas crecieran.

"Esto puede ayudar a explicar cómo las partículas nucleadas crecen en condiciones urbanas contaminadas en megaciudades, que ha sido un gran rompecabezas, así como cómo se forman en las partes superiores de la atmósfera, donde pueden tener un fuerte efecto climático, Donahue explicó. El equipo ahora está trabajando para estudiar cómo se desarrolla este mecanismo en la atmósfera superior de la Tierra.

Para Wang, quien se desempeñó como co-líder del estudio, esta investigación tiene sus raíces en su gran deseo de comprender la contaminación del aire. Después de un proyecto de investigación de pregrado donde llegó a muestrear y analizar PM2.5, Wang decidió continuar en este campo de investigación para explorar mejor cómo estas pequeñas partículas pueden tener un impacto tan grande en el planeta y cómo ese impacto podría remediarse.

"Me di cuenta de que esos asuntos de partículas atmosféricas nunca han sido un simple problema de calidad del aire con el que solo Asia debe lidiar, "Dijo Wang." Más bien, son un desafío global debido a sus efectos sobre la salud y el clima ".