Detrás de las emisiones de gases de efecto invernadero, tales como el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4), la producción de aerosoles, que son las pequeñas partículas en suspensión presentes en la atmósfera, es la mayor influencia de las actividades humanas sobre el clima global. Desde el período preindustrial, a mediados del siglo XIX, la temperatura media de la superficie terrestre ha aumentado aproximadamente 1,1 grados Celsius (ºC), según el último informe del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), dado a conocer en agosto de este año. Este incremento habría sido mayor, de alrededor de 1,6 ºC, si no existieran los aerosoles, en particular, los liberados por los procesos impulsados por el hombre, que constituyen una forma de contaminación atmosférica.
Dicho de otro modo, los aerosoles –un término técnico que comprende a una gama amplia de partículas, de tamaños y composiciones diversas, de origen natural o antropogénico, esto es, derivadas de las actividades humanas, que permanecen en suspensión en la atmósfera– han disminuido en 0,5 ºC el calentamiento provocado por los gases de efecto invernadero. “Los aerosoles enmascaran un tercio del calentamiento global que ya se ha producido”, dice el físico Paulo Artaxo, de la Universidad de São Paulo (USP), uno de los autores del informe del IPCC y estudioso del papel de los aerosoles en la dinámica del clima.
Según la definición adoptada por el IPCC, los aerosoles son partículas en suspensión con un diámetro que va de unos pocos nanómetros a algunos micrones. En virtud de sus propiedades y su composición, la vida media de estas partículas varía desde unos pocos días hasta semanas en la tropósfera, la porción de la atmósfera que se encuentra más próxima a la superficie terrestre. Se trata de un efecto a corto plazo sobre el clima, sobre todo si se lo compara con los miles de años que permanece el CO2 en la atmósfera. Pero su influencia puede trascender el impacto climático meramente local.
Los aerosoles alteran el equilibrio energético del planeta de dos maneras: influyen sobre la temperatura de la atmósfera al dispersar o absorber en diferentes grados la radiación solar que llega al planeta e interactúan en el proceso de formación de nubes y, por consiguiente, de las precipitaciones, un mecanismo climático intrincado, que la ciencia todavía no comprende del todo. “Los aerosoles constituyen la base de los núcleos de condensación que forman las nubes y la lluvia”, explica Artaxo, miembro de la coordinación del Programa de Investigaciones sobre Cambios Climáticos Globales de la FAPESP (PFPMCG, por sus siglas en portugués).
Un aumento deliberado de la producción de estas partículas en suspensión en la atmósfera sería una forma de combatir el calentamiento global si no fuera por un detalle que empaña esta idea: los aerosoles producidos por las actividades industriales y agrícolas empeoran la calidad del aire y están asociados a una serie de enfermedades y a un aumento de la mortalidad (lea el reportaje de la página 57). Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), los contaminantes atmosféricos urbanos son responsables de unas 7 millones de muertes al año. También hay otro obstáculo que hace inviable la adopción de esta estrategia. Los procesos típicos de la civilización humana que estimulan la producción de aerosoles antropogénicos son los mismos que emiten más gases de efecto invernadero. No es casual que el efecto de enfriamiento de los aerosoles sea más notorio en el hemisferio norte, más industrializado (y contaminado) que el hemisferio sur y, por lo general, en las zonas urbanas.
Un estudio realizado por investigadores del Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR), de Estados Unidos, que salió publicado en julio de este año en la revista Geophysical Research Letters, indica que el humo de los grandes incendios forestales ocurridos en Australia entre finales de 2019 y comienzos de 2020 fue el factor más importante que afectó al clima durante el año pasado. “El principal factor modificador del clima en 2020 no fue la pandemia de covid-19”, dijo, en el material de divulgación del estudio, el climatólogo John Fasullo, del NCAR, autor principal del artículo. “El detonante fueron los incendios forestales en Australia”.
Nasa
Las tempestades de arena, como la que puede verse en esta imagen captada desde el espacio, son fuentes de aerosolesNasaLa quema de la vegetación en Oceanía liberó aerosoles que aumentaron el brillo de las nubes, sobre todo a finales de 2019. Esta alteración incrementa la reflexión de la luz solar hacia el espacio. El resultado, según el estudio, fue que la pluma de partículas provenientes de los incendios de Australia habría enfriado el clima global en 0,06 ºC en 2020. El efecto de la pandemia de covid-19, que redujo la actividad industrial del planeta y la emisión de gases de efecto invernadero, también colaboró para la merma del calentamiento.
La mayoría de los aerosoles, tanto los de origen natural como los liberados por las actividades humanas, enfrían el clima porque dispersan y reflejan los rayos solares que, sin su presencia, llegarían a la Tierra con una intensidad mayor. En la naturaleza, las cenizas de las erupciones volcánicas, la sal del mar y los granos de arena de los desiertos pueden comportarse como aerosoles capaces de enfriar el clima. Pero según los datos del IPCC, la mayor parte del efecto de enfriamiento proviene de las partículas en suspensión producidas o asociadas con las actividades humanas, tales como las que emiten los vehículos o cuando se queman combustibles fósiles.
La quema de combustibles fósiles, tales como el petróleo y el carbón, que libera dióxido de carbono, el principal de los gases de efecto invernadero, también emite dióxido de azufre (SO2), un gas que es uno de los precursores de los aerosoles de sulfato. Entre 2010 y 2019, este tipo de partículas en suspensión, por sí solas, fueron las que más contribuyeron para atenuar el calentamiento global, según el informe del IPCC. Los aerosoles de nitrato también propician cierto enfriamiento del clima, pero a una escala menor. Este tipo de partículas en suspensión se generan a partir del esmog urbano, la niebla contaminante presente en las grandes ciudades, o bien como un derivado del amoníaco, un compuesto presente en los fertilizantes agrícolas.
Sin embargo, una porción minoritaria de los aerosoles absorbe la luz solar y calienta la atmósfera. El llamado carbono negro, el típico humo negro u hollín que sale del tubo de escape de los automóviles y de las chimeneas de las fábricas, es el más importante de los tipos de materiales en partículas en suspensión que, además de contaminar el aire, elevan la temperatura de la atmósfera. Este carbono negro se produce por la combustión incompleta de los combustibles fósiles y también de biomasa. En lugar de reflejar los rayos solares como los aerosoles de color claro, los absorbe y calienta el aire. “En los últimos dos años, hemos notado un aumento del humo proveniente de los incendios forestales en el Pantanal y en la Amazonia en la ciudad de São Paulo”, comenta el físico Eduardo Landulfo, coordinador del laboratorio de aplicaciones ambientales de láseres en el Instituto de Investigaciones Energéticas y Nucleares (Ipen, en portugués).
Desde hace veinte años, el Ipen opera un radar que realiza un seguimiento de la evolución de la contaminación atmosférica, tal como en el caso de los aerosoles, mediante el empleo de la tecnología Lidar, que utiliza el láser para medir distancias. Landulfo dirige el funcionamiento del radar, que forma parte de la red Latin American Lidar Network (Lalinet), y es uno de los investigadores principales de un proyecto financiado por la FAPESP para estudiar la calidad del aire y del clima en la región metropolitana de la capital del estado de São Paulo. En agosto de 2019, se emplearon los datos proporcionados por el radar y otros que surgen de las observaciones que llevan a cabo satélites de la agencia espacial estadounidense (Nasa) para estudiar una gran pluma de material en partículas emanada por los incendios forestales en la región del centro-oeste brasileño, que oscureció toda una tarde el área metropolitana de São Paulo (el Gran São Paulo) y tiñó de negro las intensas precipitaciones que se desataron sobre la región.
Uno de los tipos de partículas en suspensión que empieza a acaparar cada vez más la atención de la ciencia lo constituyen los llamados bioaerosoles o aerosoles de origen biológico, liberados por los ecosistemas terrestres y marinos. Los bioaerosoles están constituidos principalmente por bacterias, granos de polen, esporas de hongos, algas y partículas vegetales y animales, además de los virus. Algunas de estas partículas pueden liberar toxinas o ser patológicas para los seres humanos. El virus Sars-CoV-2 del covid-19, por ejemplo, puede hallarse en los aerosoles. “La influencia de los aerosoles biológicos sobre el clima global aún es poco conocida”, comenta el biólogo Fábio Luiz Teixeira Gonçalves, del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas (IAG) de la USP. Doctor en meteorología, Teixeira Gonçalves coordina un proyecto que cuenta con financiación de la FAPESP, que investiga la influencia de los aerosoles que contienen la bacteria Pseudomonas syringae, un patógeno de varios cultivos agrícolas, en la formación de lluvias y núcleos de hielo en las nubes del sur del estado de Minas Gerais y el oeste del estado de Paraná. “Estos aerosoles biológicos son importantes porque generan precipitaciones de granizo, que afectan negativamente a la agricultura, además de incidir en las heladas”, explica el biólogo.
Proyectos
1. Muestreo y modelado de aerosoles biogénicos primarios en el sur-sudeste de Brasil: asociados a una mejora de los modelos climáticos (nº 16/06160-8); Modalidad Proyecto Temático; Programa Investigaciones sobre Cambios Climáticos Globales (PFPMCG); Investigador responsable Fábio Luiz Teixeira Gonçalves (USP); Inversión R$ 2.114.168,76
2. El área Metropolitana de São Paulo: abordaje integrado del cambio climático y la calidad del aire, METROCLIMA MASP (nº 16/18438-0); Modalidad Proyecto Temático; Programa Investigaciones sobre Cambios Climáticos Globales (PFPMCG); Investigadora responsable Maria de Fátima Andrade (USP); Inversión R$ 5.763.389,75
