Redacción Mx Político.-En un importante proyecto conjunto con importantes científicos indios, los investigadores de PSI han determinado por qué se forma smog por la noche en la capital india, Nueva Delhi, en contra de todas las reglas de la química atmosférica. Sus resultados ahora se han publicado en la revista Nature Geoscience.
Durante los últimos tres años, Nueva Delhi ha sido clasificada como la capital más contaminada del mundo. Sus altos niveles de contaminación del aire son responsables de un gran número de muertes prematuras. En invierno, los niveles de partículas superan los 500 microgramos por metro cúbico de aire. Para tener una idea de esta magnitud, compare este valor con la capital china, Beijing. En esa metrópolis plagada de smog, un metro cúbico de aire contiene «solo» 70 microgramos de partículas; mientras que en Zúrich la cifra es de solo 10 microgramos por metro cúbico.
¿De dónde provienen estos niveles de partículas extremadamente altos en Nueva Delhi durante la noche en invierno? Un equipo de investigadores del Laboratorio de Química Atmosférica de PSI ha estado investigando esta cuestión junto con científicos locales, incluidos miembros del Instituto Indio de Tecnología de Kanpur.
Encontraron una explicación extraordinaria. «Los procesos químicos que tienen lugar en el aire durante la noche son exclusivos de la capital india y no se han observado en ningún otro lugar del mundo», dice Imad El-Haddad, químico atmosférico de PSI y uno de los autores correspondientes del estudio. . En su estudio, el equipo descubrió que el desencadenante de los altos niveles de partículas son los humos emitidos cuando se quema la madera.
La quema de leña es una práctica común para alrededor de 400 millones de personas que viven en la llanura Indo-Gangética, que usan leña para cocinar y calentarse. En ausencia de regulaciones estrictas, también se queman materiales distintos de la madera, a veces incluso plástico y otros materiales de desecho.
Mezcla nociva de gases
Dichos incendios producen una mezcla de gases que contienen innumerables compuestos químicos, como el cresol, que nuestras narices asocian con el olor típico del fuego, así como moléculas azucaradas provenientes de la celulosa quemada en la madera. Estas moléculas no se pueden ver en el aire a simple vista, incluso en altas concentraciones. Sin embargo, cuando cae la noche, la temperatura en Nueva Delhi desciende tan rápidamente que algunas de las moléculas de gas se condensan y, en unas pocas horas, se agrupan para formar partículas de hasta 200 nanómetros de diámetro, que pueden verse como una neblina gris.
«La condensación del gas a la fase de partículas se asemeja a la forma en que se forman las gotas de agua en las superficies de la cocina cuando se cocina. Las partículas en la atmósfera actúan como grandes superficies en las que los gases pueden condensarse», dice Lubna Dada, científica atmosférica de PSI y una de las autores del estudio.
Este proceso es muy diferente al de otros lugares. Beijing, por ejemplo, es probablemente la megaciudad mejor estudiada del mundo en términos de contaminación del aire. Sin embargo, en la atmósfera de la capital china, la formación de partículas sigue diferentes caminos químicos. En China, los gases de emisiones como el tráfico y la quema de madera reaccionan en la atmósfera durante el día cuando se exponen a la luz, lo que da como resultado la formación de humos menos volátiles capaces de formar partículas durante la neblina.
Tal camino también se esperaba en Nueva Delhi, sin embargo, sucede lo contrario. La formación de neblina a partir de la condensación de los humos emitidos directamente se produce durante la noche, sin fotooxidación, impulsada por el aumento de las emisiones junto con una fuerte disminución de las temperaturas. «Hemos demostrado por primera vez que los gases semivolátiles pueden formar este tipo de partículas durante la noche, lo que contribuye a la neblina», añade Imad El Haddad.
¿De dónde viene el smog?
Las mediciones se realizaron en enero y febrero de 2019. Para ello, los investigadores de India, Suecia y Suiza instalaron una estación en el centro de Nueva Delhi con equipos de medición que incluían instrumentos para determinar el número y tamaño de las partículas, así como así como su composición química.
Los espectrómetros de masas desplegados son muy sensibles y pueden detectar miles de moléculas diferentes en el aire de Nueva Delhi, por lo que las concentraciones de partículas en ocasiones alcanzaron cientos de miles de partículas dentro del volumen de aire correspondiente a un terrón de azúcar. Algunos de los instrumentos procedían de PSI, otros de socios como el Instituto Indio de Tecnología de Kanpur y la Universidad de Estocolmo.
También se instaló una segunda estación de medición en la ciudad con equipos a escala reducida para verificar que la formación de partículas sea efectivamente un fenómeno regional. La contribución de Suiza fue financiada por la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación.
Fueron necesarios cuatro años de análisis de datos y revisión por pares antes de que los resultados estuvieran listos para ser publicados en Nature Geoscience. Durante este tiempo, cuatro grupos del Laboratorio de Química Atmosférica de PSI, cada uno con un área particular de especialización, liderados por Imad El Haddad, André Prévôt, Claudia Mohr y Kaspar Dällenbach contribuyeron a unir todo.
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