¿Por qué debemos preocuparnos del carbono negro u hollín?

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Asesoría científica: Laura Gallardo / Edición: Equipo Cápsula Climática

El carbono negro es un contaminante que afecta la salud de las personas y los ecosistemas y también un precursor del cambio climático (UNEP and CCAC, 2016; MMA 2018; Molina et al, 2015; Mazzeo et al, 2018). Es un aerosol que contiene partículas sólidas en suspensión y forma parte del material particulado fino (diámetro aerodinámico inferior a 2.5 micrometros) que empobrece la calidad del aire en las ciudades, la salud humana, los cultivos, entre otros. El carbono negro tiene una estructura similar al grafito y consiste en agregados o cadenas de esférulas pequeñas (entre 10 y 50 nm aproximadamente); se transforma en gas a temperaturas muy altas (>4000 °C), es insoluble en agua y otros solventes; por último absorbe eficazmente la radiación solar en el espectro visible (Bond et al., 2013).

Este contaminante se mantiene en la atmósfera por algunos días hasta que se deposita en suelos, nieves y otras superficies de la tierra. Al tener la propiedad de absorber radiación solar, aumenta la temperatura de estas superficies, acelerando, por ejemplo, el proceso de derretimiento de nieve y hielo (Rowe et al., 2019). Además, interviene y modifica los procesos de formación de las nubes y del hielo en la atmósfera. Por tanto, pese a su corta vida en ésta -comparado con los gases de efecto invernadero (GEI) que pueden mantenerse por más de un siglo-, su efecto como precursor del cambio climático es importante y su mitigación tiene efectos en breve plazo.

El carbono negro proviene de la combustión incompleta de combustibles que tienen carbono en su estructura química, como el carbón, el petróleo, el gas y la leña (entre otras biomasas). Junto al carbono negro se emiten otros agentes con impacto sobre la calidad del aire y el clima, tales como carbono orgánico y precursores de aerosoles sulfato y nitrato, todos los cuales tienen un efecto de enfriamiento sobre el clima.

El uso de leña, principalmente para calefacción o cocina, junto a la quema de otra biomasa (por ejemplo, incendios forestales), y sector transporte, especialmente basado en diésel constituyen las principales fuentes de carbono negro en nuestro país (MMA, 2018; Valdebenito, 2017).

Como el carbono negro se mantiene por poco tiempo en la atmósfera, la reducción de sus emisiones resulta en una disminución casi inmediata de sus impactos, aunque esto no sustituye la necesidad de disminuir las emisiones de GEI. Además, al reducir el carbono negro se avanza en el logro de los objetivos de desarrollo sostenible pues, al disminuir las fuentes de carbono negro se disminuye también el material particulado con beneficios en la calidad del aire local y en la salud de las personas.

Referencias

Bond, T. C., Doherty, S. J., Fahey, D. W., Forster, P. M., Berntsen, T., Deangelo, B. J., Flanner, M. G., Ghan, S., Kärcher, B., Koch, D., Kinne, S., Kondo, Y., Quinn, P. K., Sarofim, M. C., Schultz, M. G., Schulz, M., Venkataraman, C., Zhang, H., Zhang, S., Bellouin, N., Guttikunda, S. K., Hopke, P. K., Jacobson, M. Z., Kaiser, J. W., Klimont, Z., Lohmann, U., Schwarz, J. P., Shindell, D., Storelvmo, T., Warren, S. G. and Zender, C. S.: Bounding the role of black carbon in the climate system: A scientific assessmentJ. Geophys. Res. Atmos., 118(11), 5380–5552, doi:10.1002/jgrd.50171, 2013.

Mazzeo, A., Huneeus, N., Ordoñez, C., Orfanoz-Cheuquelaf, A., Menut, L., Mailler, S. Valari, M., van der Gon, H.D., Gallardo, L., Muñoz, R., Donoso, R., Galleguillos, M., Osses, M., Tolvett, S. (2018). Impact of residential combustion and transport emissions on air pollution in Santiago during winterAtmospheric Environment190(June), 195–208. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2018.06.043

MMA. 2018. Tercer Informe Bienal de Actualización de Chile sobre el Cambio Climático. Available at https://mma.gob.cl/wp-content/uploads/2018/12/3rd-BUR-Chile-SPanish.pdf.

Molina, L. T., Gallardo, L., Andrade, M., Baumgardner, D., Borbor-Cõrdova, M., Bõrquez, R., Casassa, G., Cereda-Balic F., Dawidowsky, L., Garreaud, R., Huneeus, N., Lambert, F., McCarty, J.L., McPhee, J., Mena-Carrasco, M., Raga, G.B, Schmitt, C., Schwarz, J. P. (2015). Pollution and its Impacts on the South American CryosphereEarth’s Future3(12), 345–369. https://doi.org/10.1002/2015EF000311

Rowe, P.M., Cordero, R.R., Warren, S.G., Stewart, E., Doherty, S.J., Pankow, A., Schrempf, M., Casassa, G., Carrasco, J., Pizarro, J., MacDonell, S., Damiani, A., Lambert, F., Rondanelli, R., Huneeus, N., Fernandoy, F., Neshyba, S., 2019. Black carbon and other light-absorbing impurities in snow in the Chilean Andes. Sci. Rep. 9, 4008. https://doi.org/10.1038/s41598-019-39312-0

UNEP and CCAC (2016). Integrated Assessment of Short-Lived Climate Pollutants for Latin America and the Caribbean: improving air quality while mitigating climate change. Summary for decision makers. United Nations Environment Programme. Nairobi, Kenya.

Valdebenito, V. (2017). Determinación de emisiones de carbono negro a partir de emisiones de material particulado fino en vehículos diésel. Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico. Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad Tecnológica Federico Santa María. Profesor guía: Dr. Mauricio Osses.