Nanopartículas con estructura de cebolla aparecen en los gases de escape de los aviones

Científicos del Instituto Nacional de Estudios Ambientales (NIES), junto a investigadores suizos y japoneses, han identificado un nuevo tipo de partícula emitida por motores de aviones. Se trata de nanopartículas con forma de cebolla, estructuras esféricas multicapa que podrían alterar nuestras estimaciones sobre el impacto ambiental y sanitario de la aviación.

Estas partículas, observadas mediante microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM), surgieron en pruebas con motores a reacción de turbofán en el Aeropuerto de Zúrich. Se diferenciaron cuatro tipos: hollín turboestrático, partículas cebolla, amorfas y amorfas traza. Las partículas tipo cebolla, desconocidas hasta ahora en contextos de combustión, representan un hallazgo inédito en la física de aerosoles.

A la salida del motor, predominaban las partículas de hollín, pero a solo 15 metros aguas abajo, su proporción se reducía a menos del 1%. En cambio, las nanopartículas tipo cebolla, junto a las amorfas, dominaban el paisaje microscópico. Su tamaño oscilaba entre 10 y 20 nanómetros y no estaban aglomeradas, lo que sugiere que se forman por nucleación y condensación de compuestos orgánicos volátiles, probablemente procedentes del aceite lubricante.

Estas estructuras podrían afectar significativamente la volatilidad, solubilidad y reactividad superficial de las partículas, y por ende, su capacidad de interactuar con el tracto respiratorio humano o con los sistemas climáticos. A diferencia del hollín, bien conocido por su impacto negativo, el comportamiento atmosférico y biológico de las partículas tipo cebolla sigue siendo una incógnita.

En el campo de los nanomateriales, este tipo de estructuras se sintetizan con procesos de alta energía, lo que resalta la singularidad de su formación en motores aeronáuticos. Este fenómeno podría abrir nuevas líneas de investigación tanto en ciencias de materiales como en toxicología ambiental, y redefine nuestra comprensión sobre los aerosoles emitidos por aeronaves.

La investigación también refuerza la idea de que las emisiones de los aviones van mucho más allá del hollín. La composición real incluye una variedad de partículas que podrían desempeñar roles complejos en la atmósfera y la salud pública. Las partículas tipo cebolla, por su estructura ordenada y su tamaño nanométrico, podrían tener trayectorias y efectos muy distintos a los de otras partículas conocidas.

Aunque los investigadores no descartan similitudes con las nieblas de aceite o con otros compuestos orgánicos volátiles, destacan que se requiere más investigación para determinar si estas partículas podrían convertirse en nuevos contaminantes de interés prioritario. Su comportamiento en el aire, su interacción con otros contaminantes y su destino final en el cuerpo humano son aspectos aún por explorar.

Este descubrimiento, publicado en la revista ACS ES&T Air, representa un avance en la caracterización de las emisiones aeronáuticas. A medida que el tráfico aéreo mundial aumenta, comprender la diversidad de las partículas emitidas se vuelve clave para diseñar estrategias que mitiguen su impacto en la salud y el medio ambiente.

Referencias: DOI: 10.1021/acsestair.4c00309