Acelerador de partículas revela cómo se forma el smog

Aún así, es un hecho que la calidad del aire tiene efectos negativos en la calidad de vida y muchas muertes al año están asociadas a este fenómeno; ocupa el quinto lugar en los factores de riesgo de mortalidad en todo el mundo. Es por esto que los investigadores están profundizando en los mecanismos que producen la contaminación atmosférica en las grandes ciudades y lo hacen con la tecnología más avanzada.

Ahora, una colaboración científica que estudia el posible vínculo entre los rayos cósmicos galácticos y la formación de nubes ha desentrañado el misterio de cómo se forma el smog invernal en las ciudades, gracias al uso de un acelerador de partículas. Se trata de la colaboración CLOUD, basada en el Sincrotrón de Protones (PS) de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), que usa un acelerador de física de alta energía para estudiar las ciencias atmosféricas y climáticas. Algunos de sus resultados fueron publicados en la revista Nature.

¿Cómo se forma el esmog de las grandes ciudades?

El smog se refiere a la contaminación del aire que se da como resultado de la interacción de la luz solar con ciertos químicos en la atmósfera.
Los episodios de smog urbano de invierno ocurren cuando se forman nuevas partículas en el aire contaminado, atrapado por debajo de una inversión de temperatura.

Una inversión térmica se produce cuando descienden la temperatura y densidad del aire: en ese momento, la contaminación aérea, como el smog, queda atrapada cerca del suelo, con efectos nocivos para la salud. Sin embargo, la forma en que las partículas nocivas logran formarse y crecer en este aire altamente contaminado había sido un misterio hasta ahora.

Descifrar este misterio fue posible porque CLOUD dispone de una cámara especial capaz de imitar diversos aspectos de la atmósfera de la Tierra, con un control preciso de las condiciones y contaminantes extremadamente bajos.

Los datos de los instrumentos de muestreo conectados a la cámara permiten una comprensión integral de la formación de partículas y su efecto sobre las nubes y el clima. Los iones de los rayos cósmicos también pueden influir en la formación de estas partículas suspendidas en un gas, también conocidas como aerosoles.

El papel que desempeñan los aerosoles en la contaminación urbana se puede estudiar variando la intensidad de un haz de piones (partículas subatómicas) del Sincrotrón de Protones del CERN, que atraviesa la cámara de CLOUD.

Simulación urbana y el papel de los automóviles

En su nuevo estudio, los científicos simularon condiciones urbanas contaminadas en la cámara e investigaron el papel del amoníaco y el ácido nítrico en las concentraciones atmosféricas. Las emisiones globales de amoníaco están dominadas por la agricultura pero en las ciudades, la presencia de amoníaco y ácido nítrico, que se deriva de los óxidos de nitrógeno (NOx), se debe en gran medida a los vehículos.