“Aerosoles Atmosféricos”

Doctora Rocío sabemos que forma parte del llamado “Grupo de Aerosoles Atmosféricos del Centro de Ciencias de la Atmósfera de la Universidad Nacional Autónoma de México” ¿Podría platicarnos un poco cuál es la labor de este grupo?

El Grupo de Aerosoles Atmosféricos interconecta varios estudios sobre los orígenes y la evolución de las partículas atmosféricas en ambientes naturales y urbanos, los cuales permiten conocer sus procesos de formación y envejecimiento, por lo que principalmente este grupo busca identificar procesos que transportan gases y partículas entre cuencas atmosféricas para conocer sus repercusiones ambientales locales, regionales y globales, así como estudiar la composición química del depósito húmedo y seco, pues ambos procesos permiten entender y conocer como es la incorporación y la remoción de los contaminantes presentes en la atmosfera y las modificaciones creadas al clima por efecto de la urbanización.

¿A manera de introducción nos podría decir qué son los aerosoles atmosféricos, si cuentan con algún tipo de clasificación y con base a ésta, si es posible determinar los daños que generan no solo a la salud de los habitantes sino también a la flora y fauna de nuestro país?

Se le da el nombre de Aerosol a la dispersión de partículas sólidas y líquidas en suspensión en un gas que son producidas por diferentes procesos que ocurren en las superficies de la tierra, del agua y de la propia atmósfera.

Para poder evaluar los efectos en la salud por la exposición a dichas partículas es fundamental estudiar su distribución, su tamaño y composición química pues del tamaño de las partículas depende tanto su tiempo de permanencia en la atmósfera, como la facilidad de introducirse en las vías respiratorias.

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En cuanto a su composición química es necesario señalar que esta varía dependiendo fundamentalmente de su origen, así las partículas de polvo que son las procedentes del suelo contienen primariamente compuestos como: calcio, aluminio, silicio, etc., mientras que las partículas como el humo que proceden principalmente de la combustión del carbón, petróleo, madera y residuos domésticos, contiene diversos compuestos orgánicos y la exposición a estos materiales particulados supone uno de los principales riesgos para la salud humana en el ámbito de la contaminación atmosférica, por lo que como ya se ha mencionado para evaluar los efectos en la salud por exposición a las partículas es fundamental estudiar su distribución, su tamaño y composición química.

Los efectos por exposición a las partículas suspendidas se observan tanto a largo plazo (contaminación crónica) como durante situaciones episódicas (contaminación aguda). El material particulado penetra en el organismo por las vías respiratorias y las partículas profundizan más o menos en función de su diámetro. Así, las partículas inhalables (diámetro inferior a 100 mm) quedan retenidas en las vías respiratorias altas (nariz y boca); las partículas torácicas (diámetro inferior a 10 mm, también denominadas PM10) penetran más allá de la laringe y alcanzan la región traqueo bronquial, y las partículas respirables, debido a su pequeño tamaño (diámetro inferior a 4 mm), son capaces de acceder hasta la región de intercambio de gases (alvéolos pulmonares).

¿Hoy en día cuál es la situación de México respecto al tema y estudio de los aerosoles atmosféricos?

En México se han realizado múltiples estudios en torno a la contaminación atmosférica, pues este tema constituye un objeto de estudio constante.

En el caso de la Ciudad de México los problemas de contaminación son graves, en particular el tema relacionado con el material partículado, ya que las condiciones geográficas y topográficas de la Ciudad impiden que su dispersión sea sencilla. Así mismo, debemos considerar la inversión térmica que a mediana altitud como consecuencia de la influencia de sistemas de alta presión, fenómeno equivalente a una tapa de aire caliente, evita que se dispersen los contaminantes; lo anterior sin dejar de lado las fuentes de contaminación naturales como son el volcán Popocateptl, los incendios forestales, los pólenes entre otros aerosoles de origen biológico, así como las fuentes de origen antropogénico como son la quema de combustibles fósiles, la quema de basura a cielo abierto y la gran gama de procesos industriales alrededor de ésta.

¿Podría platicarnos cuales son las principales repercusiones ambientales locales y globales de los aerosoles atmosféricos?

Los efectos que provocan sobre el clima dependen principalmente de las propiedades ópticas de los aerosoles y como éstos influyen en el balance radiactivo terrestre. Sus efectos se pueden dividir en directos, que son aquellos producidos por la dispersión y absorción de la radiación; e indirectos, que son aquellos en los que los aerosoles interaccionan con las nubes.

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Sin duda los aerosoles atmosféricos intervienen en numerosos procesos muy importantes, como la formación de nubes o la atenuación de la radiación solar, los resultados obtenidos de diversos estudios relacionados se pueden consultar en la página web del último informe del Panel Intergubernamental para el Cambio Climático (IPCC), en el que se puede encontrar un resumen del efecto de los aerosoles. El papel que juegan estos es de gran relevancia, pero los estudios realizados sobre los procesos en los que intervienen son escasos, lo que limita a hacer una evaluación contundente en términos locales, y globales del calentamiento o enfriamiento del clima.

¿En cuanto al tema del calentamiento global, es cierto que algunos aerosoles atmosféricos pueden llegar incluso a aumentar la temperatura de nuestro planeta?

Los aerosoles atmosféricos al igual que los gases de efecto invernadero también influyen considerablemente en el clima de la tierra por lo que la necesidad de monitorearlos y caracterizarlos ha provocado un aumento del interés actual. Los principales mecanismos que permiten comparar a los aerosoles con el comportamiento de los gases de efecto invernadero, se deben a que los aerosoles influyen en el balance radiativo terrestre son la dispersión y la absorción de la radiación solar (el llamado efecto directo); y la modificación de las nubes y las precipitaciones, afectando tanto a la radiación como a la hidrología (denominado efecto indirecto).

Los aerosoles que dispersan la luz incrementan la radiación del planeta, produciendo una influencia de enfriamiento, igual que los que aumentan la reflectividad de las nubes. Una influencia de calentamiento, denota un forzamiento positivo, y una influencia de enfriamiento, uno negativo. Se cree que los forzamientos radiativos directos e indirectos de los aerosoles antropogénicos son de magnitud comparable a los forzamientos positivos resultantes de las concentraciones crecientes de gases de efecto invernadero, por lo que cambios en este balance pueden provocar que la temperatura de la atmósfera aumente o disminuya y eventualmente puedan afectar a nuestro clima.

¿Por lo anterior, debemos considerar que los aerosoles atmosféricos pueden ser un factor que contribuye al cambio climático?

Entender y conocer el cambio climático y sus causas, además de los impactos presentes y futuros, permite tomar acciones que podrían llevarse a cabo para adaptarse a los cambios que sufre el planeta. Los aerosoles pueden afectar al clima a través de sus interacciones con la radiación y las nubes. En general, los modelos y las observaciones indican que los aerosoles antropogénicos han ejercido una influencia de enfriamiento en la tierra desde la época preindustrial. Además, estas partículas juegan un papel importante en la química atmosférica y en las alteraciones de los ciclos biogeoquímicos, por lo que pueden contribuir al cambio climático.

¿Nos podría decir cómo y de qué forma son reportados o medidos los aerosoles atmosféricos?

Las concentraciones de los aerosoles atmosféricos se reportan generalmente en miligramos o microgramos por metros cúbicos, dependiendo de la técnica de muestro. Se pueden realizar mediciones utilizando simulaciones realizadas con modelos meteorológicos y de calidad del aire, como por ejemplo, el WRF-Chem (Grell et al., 2005). Dichas simulaciones se enmarcan en la segunda fase de la Iniciativa Internacional de Calidad del Aire (Air Quality Modelling Evaluation International Initiative, AQMEII). Una técnica ampliamente utilizada es la medición de Partículas menores de 10 µm (PM10) o Partículas menores de 2.5 µm (PM2.5), utilizando diferentes instrumentos de medición, como métodos automáticos. Estos métodos son los mejores en términos de la alta resolución de sus mediciones, pues permiten la realización de un monitoreo continuo para conocer concentraciones estacionarias y horarias.

¿Por último, nos podría indicar si con estas mediciones es posible conocer la cantidad de aerosoles que existen o que se generan por día?

Las técnicas de medición actuales permiten estimar y conocer las concentraciones de los aerosoles atmosféricos en un sitio en particular y como consecuencia determinar el grado de deterioro ambiental que sufre una región a nivel local, regional y global.

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Rocío García Martínez es Química Farmacéutica Biologa de la Facultad de Química, Maestra en Ciencias Ambientales por la Facultadad de Ciencias, y Doctora en Física de la Atmósfera por la Universidad Autónoma de México. 

Algunos de sus temas de investigación son: Estudio de mercurio atmosférico en agua de lluvia y aerosoles atmosféricos en zonas urbanas, semiurbanas y rurales; Estudio de metales pesados y compuestos orgánicos como indicadores de contaminación atmosférica sobre bioindicadores ambientales; Estudio de ácidos orgánicos ligeros y pesados en agua de lluvia y aerosoles atmosféricos productos de contaminantes de smog fotoquímico; y Caracterización Isotópica de agua de lluvias y superficiales para la identificación de fuentes contaminantes y de recarga de acuíferos.  


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