Nubes & Partículas

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Partículas: ¿De dónde vienen?

Los aerosolers son pequeñas partículas sólidas o líquidas suspendidas en la atmósfera. Sus tamaños varían desde unos cuantos nanómetros (0.000000001 metros) hasta casi 100 micrometros (0.0001 m, el grosor de un pelo) y por esta razón generalmente no podemos verlos.

Los aerosoles se originan a partir de fuentes naturales y otras hechas por los humanos (antropogénicas). Pueden ser emitidos directamente como partículas (aerosoles primarios) o también pueden ser el resultado de reacciones químicas (aerosoles secundarios).

 

Fuentes de aerosoles primarios

Los aerosoles pueden tener origen natural o antropogénico.

Origen marino

Los aerosoles de mares salados se generan por la pulverización de las olas del mar cuando la velocidad del viento es muy alta (las partículas más grandes, generalmente enriquecidas con cloruro de sodio) y por la explosión de las burbujas de aire durante la  formación de la espuma. Las emisiones de aerosoles por parte de los océanos a la atmósfera son de alrededor de 1,3 billones de toneladas cada año.

Origen mineral

El viento puede arrastrar partículas de la superficie especialmente cuando el suelo está seco y no existe una cubierta vegetal sobre él; puede transportar estos pequeños granos a grandes distancias. Estas partículas se componen de materiales derivados de la corteza terrestre y por lo tanto son ricos en óxidos de hierro, calcio y aluminio. La mitad de las emisiones totales de partículas minerales en la Tierra proceden del Desierto del Sáhara.

Origen volcánico

Las erupciones volcánicas inyectan grandes cantidades de gases y aerosoles en la atmósfera. Al contrario que otras fuentes de aerosoles, las cenizas volcánicas se encuentran tan altas que las partículas y los gases penetran en la estratosfera: ¡las cenizas del Pinatubo han alcanzado 40 km de altura!

Las partículas que entran en la parte alta de la atmósfera no son fácilmente eliminadas y el material volcánico permanece inyectado a ese nivel durante un largo periodo de tiempo (a veces hasta algunos años). Los gases emitidos por los volcanes también producen aerosoles. Todas estas partículas estratosféricas tienen un gran impacto en el clima (ver más detalles en la sección de "Más").

Origen biogénico

Las partículas que se desprenden debido a la acción de organismos vivos se denominan partículas biogénicas. Los aerosoles primarios pueden ser el polen, los hongos, las bacterias, los virus ... Otro origen es el de los incendios forestales que liberan partículas en nuestra atmósfera. En 1997 en algunas regiones de Malaysia, por ejemplo el humo procedente de los incendios dio lugar a que se dieran unos niveles de polución de partículas 15 veces más altas de lo normal durante varias semanas.

Origen cósmico

Cierta cantidad de materia del sistema solar entra en nuestra atmósfera. La gran mayoría se quema en la parte alta de la atmósfera (produciendo las "estrellas fugaces" que vemos), pero otras partículas se chocan contra la superficie terrestre. Estas partículas, de tamaño inferior a 0.5 mm, se denominan micrometeoritos. Los científicos estiman que al menos varios miles de toneladas al año de esta materia cósmica alcanza el suelo.

Origen antropogénico

Las partículas emitidas en las actividades humanas se conocen como aerosoles antropogénicos. Las fuentes antropogénicas producen  partículas tanto toscas como finas. El polvo de las carreteras y de las zonas de obras (como los trabajos con cemento) producen fundamentalmente partículas antropogénicas gruesas. Otras partículas más pequeñas como aerosoles que contienen carbono, se generan en la combustión de combustible fósil para la obtención de energía, vehículos, calor para calefacciones ...

Finalmente, incluso si no tienen impacto en el sistema climático, no debemos olvidar que todas las partículas que respiramos en ambientes interiores, como ácaros del polvo, fibras y sprays de insectos  pueden resultar muy peligrosos para la salud humana.

5. Imágenes de microscopio electrónico de escáner o de transmisión. De izquierda a derecha: partícula procedente del desierto (fuente: A. Gaudichet, LISA); polen hibiscus (fuente:http://uq.edu.au/nanoworld); ceniza procedente de una erupción volcánica del Mount St. Helens (fuente:http://volcanoes.usgs.gov); mohos de interiores (fuente:M. Boissier, CSTB); partícula de hollín (MPI de Química, Mainz).

Aerosoles secundarios

Como acabas de ver, los aerosoles pueden ser liberados directamente por muchas fuentes (marina, mineral, volcánica, biogénica, antropogénica) En el punto inicial del proceso de liberación hay un material sólido. Pero las partículas también pueden ser el resultado de una conversión  de "gas a partícula". Esto significa que se pueden formar muchas partículas debido a la fusión de las moléculas formando partículas demasiado pequeñas para ser reconocidas como tales (este proceso se conoce como nucleación). Los gases también pueden condensarse sobre partículas preexistentes para dar lugar a aerosoles mayores. Las partículas que proceden de una conversión de gas a partícula son finas (menores a 1µm) en comparación con las partículas gruesas (por ejemplo el polvo de minerales, los pólenes o la pulverización del mar tienen unos diámetros de 10 µm o incluso más).

La vegetación emite también gases, denominados Compuestos Orgánicos Volátiles (tu nariz está detectando estos VOCs cuando hueles una flor) (para más detalles ve a la Unidad de la Baja Atmósfera, en emisiones de las plantas). Estos gases biogénicos pueden formar nuevas partículas (aerosoles secundarios).

La mayoría de los aerosoles naturales secundarios resultan de la reacción de las emisiones de azufre. En el ambiente marino, la mayor parte del azufre la emite el fotoplancton en forma de DMS . Las reacciones del DMS con los compuestos atmosféricos forman el dióxido de azufre (SO₂); en la tierra, la progresiva desaparición de la vegetación y de los animales produce H₂S de manera natural (que huele a huevos podridos ... ¡puag!); los volcanes liberan directamente SO₂. este gas puede reaccionar más tarde para formar partículas de aerosoles de sulfatos..

Las fuentes naturales producen también  gases con carbono que se rompen en aerosoles.

La tasa anual de emisiones de  SO₂ de la mano del hombre aumentó de 10 millones de toneladas al año en 1960 a 150 millones en los años 80. Por lo tanto, las emisiones antropogénicas actuales sobrepasan a las emisiones naturales de gases con contenido en azufre, incluso ahora que los niveles de SO₂ atmosférico están bajando debido a la legislación internacional.

Los humanos producen también muchas especies nitrogenadas que dan aerosoles de nitratos.
La reacción de algunos compuestos antropogénicos, procedentes de procesos de combustión de petróleo y quema de biomasa, dan lugar a aerosoles de carbono, que suponen un riesgo para la salud.

Sobre esta página...
Autor: Justine Gourdeau LaMP Clermont ferrand/Francia
Supervisor científico: Pr Guy Cautenet, LaMP, Francia.
fecha de realización:02-09-2003; última modificación: 21-04-2004.