Aerosoles : efectos sobre la radiación UV-B y sobre la calidad de aire en la región central de Argentina

Abstract

La radiación solar es la principal fuente de energía en el sistema Tierra-Atmósfera, y es la responsable, directa o indirectamente, de todos los fenómenos que afectan a la meteorología y a la climatología de dicho sistema. Así, cualquier factor que altere la composición de la atmósfera o la energía emitida por el Sol, modifica el balance radiativo neto del sistema Tierra-Atmósfera, y por ende afecta al clima. Por esta razón, es muy importante estudiar los factores que lo controlan y lo modifican, porque en definitiva se modifican las condiciones de vida sobre el planeta. Entre los factores que afectan al balance energético del sistema Tierra-Atmósfera es importante mencionar la alteración en la composición de la atmósfera a causa de las actividades humanas, que han provocado el incremento en las concentraciones de los gases de efecto invernadero y de las emisiones, entre otros contaminantes, de cenizas y material particulado. El objeto de estudio de la presente tesis es la caracterización del material particulado presente en la ciudad de Córdoba (Argentina) y el posterior análisis de sus efectos sobre la radiación solar que alcanza la superficie, por lo que el presente trabajo se ha dividido en dos partes. En la primera de ellas se presenta la caracterización química y morfológica de los aerosoles de Córdoba, que involucra la recolección de muestras de diferentes fracciones de tamaño de los aerosoles, seguida por su posterior análisis a través de diferentes técnicas. Entre ellas, el análisis gravimétrico, la evaluación de las distribuciones de tamaño, la determinación de la composición elemental de muestras bulk mediante fluorescencia de rayos X, y el análisis de partículas individuales utilizando la microscopía electrónica de transmisión (TEM) para determinar su forma, estructura y tamaño, y la microscopía electrónica de barrido (SEM) para determinar su composición elemental. Una vez caracterizados, los aerosoles son incorporados en los modelos de transferencia radiativa con el fin de evaluar sus efectos sobre la radiación UV-B medida en superficie, lo que constituye la segunda parte de este trabajo. Para ello utilizan los modelos TUV 4.1 y SBDART 2.0, con los cuales se determinan los valores de irradiancia UV-B modelada en presencia de aerosoles. Estos valores son comparados con los de irradiancia medidos en superficie, y a partir de ello es posible inferir las propiedades ópticas de los aerosoles, que determinan sus efectos sobre la radiación solar en superficie. De esta manera, los resultados obtenidos en esta tesis contribuyen al conocimiento de las propiedades de los aerosoles presentes en la ciudad de Córdoba, donde la información sobre PM2;5 era bastante escasa, y no existían datos respecto a las fracciones submicrométricas. Este trabajo también permitió identificar las principales fuentes que contribuyen al material particulado en la ciudad, siendo principalmente de origen antropogénico, lo que demuestra que es necesario establecer regulaciones que actualmente no son realizadas. Por otra parte, este trabajo es uno de los primeros en la región que busca relacionar las propiedades microfísicas de los aerosoles recolectados en superficie con sus propiedades ópticas, con lo que se pretende poder predecir cuáles serán los efectos de los aerosoles sobre la radiación solar, que es actualmente uno de los mayores desafíos en los estudios en el campo de las ciencias de la atmósfera y en los que buscan comprender el cambio climático.