El mecanismo con el que la atmósfera se limpia a sí misma
J. L. Ferrer
Las actividades humanas emiten muchos tipos de contaminantes al aire y, si no fuera por los radicales hidroxilo (OH), compuestos por un átomo de hidrógeno y otro de oxígeno, seguirían acumulándose en la atmósfera en mayores cantidades de lo que hacen ahora. Este compuesto actúa limpiando el aire, al ‘romper’ otros gases. En particular, el OH es el principal control de la concentración de metano, un potente gas de efecto invernadero que es sólo superado por el dióxido de carbono en su contribución al calentamiento global.
La forma en que se crea el OH en la atmósfera se daba ya por conocida, pero una nueva investigación realizada por un equipo de científicos entre los que se encuentra Sergey Nizkorodov, profesor de química de la Universidad de California en Irvine, ha descubierto que un fuerte campo eléctrico que existe entre las gotas de agua y el aire circundante puede crear OH mediante un mecanismo que hasta ahora no se conocía. Los resultados han sido publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences.
Este hallazgo permite entender mucho mejor cómo el aire se limpia a sí mismo de sustancias contaminantes, como las emitidas por el hombre y los gases de efecto invernadero, con los que el OH puede reaccionar y eliminar. "Se necesita OH para oxidar los hidrocarburos, de lo contrario se acumularían en la atmósfera indefinidamente", recordó Nizkorodov.

"El OH es un actor clave en la historia de la química atmosférica. Inicia las reacciones que descomponen los contaminantes del aire y ayuda a eliminar de la atmósfera sustancias químicas nocivas, como el dióxido de azufre y el óxido nítrico, que son gases venenosos", indicó Christian George, químico atmosférico de la Universidad de Lyon en Francia y autor principal del nuevo estudio. "Por lo tanto, tener una comprensión completa de sus fuentes y sumideros es clave para comprender y mitigar la contaminación del aire", añadió
Se produce directamente en las gotas de agua
Antes, los investigadores suponían que la luz solar era el principal impulsor de la formación de OH."El conocimiento convencional indicaba que obtienes OH por fotoquímica o química redox. Tienes que tener luz solar o metales que actúen como catalizadores", dijo Nizkorodov. "Pero lo que este estudio dice básicamente es que no necesitas nada de esto. En el agua pura, el OH se puede crear espontáneamente por las condiciones especiales en la superficie de las gotas".
El equipo se basó en una investigación de científicos de la Universidad de Stanford dirigidos por Richard Zare, que desveló la formación espontánea de peróxido de hidrógeno en la superficie de las gotas de agua. Los nuevos hallazgos ayudan a interpretar los resultados inesperados del grupo Zare.
El equipo midió las concentraciones de OH en diferentes viales, algunos que contenían una superficie de aire y agua y otros que solo contenían agua sin aire, y midió la producción de OH en la oscuridad al incluir una molécula de "sonda" en los viales que emite fluorescencia cuando reacciona con OH.
Lo que vieron es que las tasas de producción de OH en la oscuridad incluso superan las tasas de los conductores como la exposición a la luz solar. "Por la noche, cuando no hay fotoquímica, todavía se produce OH y se produce a un ritmo más alto de lo que sucedería de otra manera", añadió Nizkorodov.
Según dijo, este descubrimiento cambia el conocimiento que se tenía sobre las fuentes de OH, y eso a su vez cambiará la forma en que otros investigadores construyen modelos informáticos para pronosticar cómo se produce la contaminación del aire.
"Podría cambiar los modelos de contaminación atmosférica de manera bastante significativa", afirmó Nizkorodov. "El OH es un oxidante importante dentro de las gotas de agua y la suposición principal en los modelos es que el OH proviene del aire, no se produce directamente en la gota".
Para determinar si este nuevo mecanismo de producción de OH juega un papel relevante, Nizkorodov cree que el siguiente paso debe consistir en realizar experimentos cuidadosamente diseñados en la atmósfera real en diferentes partes del mundo.
Pero primero, el equipo espera que los resultados sean aceptados entre los científicos atmosféricos. "Muchas personas leerán esto, pero inicialmente no lo creerán e intentarán reproducirlo o intentarán hacer experimentos para demostrar que está equivocado", dijo Nizkorodov.
Estudio de referencia: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2220228120
Fuente: https://www.informacion.es/medio-ambiente/2023/04/11/descubren-atmosfera-limpia-85860038.html - Imagen de portada: La atmósfera se regenera a sí misma AGENCIAS
