Investigadores descubren que el polvo de los desiertos como el Sahara y el Gobi actúa como una fábrica química en el aire, generando partículas contaminantes que afectan la salud humana y el clima global
Cuando se piensa en la contaminación del aire, suelen venir a la mente imágenes de ciudades con tráfico denso, industrias arrojando humo y chimeneas expulsando gases contaminantes. Sin embargo, una nueva investigación internacional demuestra que una parte significativa de esa contaminación no proviene de las actividades humanas, sino de la propia naturaleza. Más específicamente, de las arenas de los desiertos.
Un equipo internacional de científicos, liderado por la Universidad de Birmingham y otras instituciones de China y Europa, ha revelado un fenómeno hasta ahora subestimado: las partículas de polvo transportadas por el viento desde desiertos áridos como el Sahara en África y el Gobi en Asia tienen un impacto notable en la calidad del aire en muchas regiones del mundo. Sus hallazgos, publicados en la revista National Science Review, muestran que estas partículas no son solo restos inertes flotando en la atmósfera, sino que funcionan como verdaderas “microfábricas químicas” capaces de generar contaminantes secundarios conocidos como aerosoles orgánicos secundarios (SOA, por sus siglas en inglés).
La sorpresa química de los desiertos
Durante años, la comunidad científica asumió que el polvo mineral del desierto era demasiado seco, grande e inerte para contribuir significativamente a la química atmosférica. La visión tradicional era que, aunque estas partículas pueden afectar la visibilidad y ser transportadas a miles de kilómetros, no eran actores importantes en la generación de contaminantes.
Pero esta nueva investigación cambia radicalmente esa visión. “Hemos descubierto que el polvo envejecido del desierto puede reaccionar con componentes de la atmósfera, generando una capa delgada de sal que permite la disolución y reacción de gases orgánicos. Esto da lugar a la formación de partículas contaminantes microscópicas que respiramos a diario”, explicó Zongbo Shi, coautor principal del estudio y profesor de ciencias atmosféricas en la Universidad de Birmingham.
Según los investigadores, estas partículas forman parte de un tipo de contaminación muy peligroso: las PM2.5, es decir, partículas con un diámetro menor a 2.5 micras. Estas partículas son lo suficientemente pequeñas como para penetrar profundamente en los pulmones e incluso alcanzar el torrente sanguíneo, generando enfermedades cardiovasculares y respiratorias, además de contribuir al cambio climático.
Cómo se forman los aerosoles orgánicos secundarios (SOA)
El proceso descubierto por los científicos implica una cadena de reacciones químicas inesperadas en las partículas de polvo mineral. A medida que el polvo viaja por la atmósfera, entra en contacto con gases industriales y contaminantes atmosféricos, como el ácido nítrico. Este ácido reacciona con los componentes minerales del polvo, como el carbonato de calcio, formando una capa superficial de nitrato cálcico (calciumnitraat).
Este compuesto, a pesar de su apariencia seca, tiene una particularidad sorprendente: es altamente higroscópico. Esto significa que puede absorber agua incluso en condiciones de humedad extremadamente baja, del orden del 8 %. Esa capa de agua ultrafina en la superficie del grano de polvo genera una microzona acuosa donde pueden disolverse gases orgánicos volátiles (VOC, por sus siglas en inglés). En esta microzona tienen lugar nuevas reacciones químicas que generan los SOA.
“Es como si cada partícula de polvo se transformara en un pequeño laboratorio químico flotante en el aire”, señalan los autores del estudio.
Una fuente natural pero globalmente relevante
Aunque los VOC se asocian mayormente con fuentes antropogénicas (como las emisiones de vehículos, las fábricas o las actividades agrícolas) este estudio demuestra que también pueden ser de origen natural y que, cuando interactúan con partículas de polvo del desierto, se convierten en contaminantes muy persistentes.
Para confirmar sus hallazgos, el equipo utilizó modelos globales y técnicas avanzadas de microscopía electrónica y espectrometría de masas. Las simulaciones globales indicaron que, en regiones muy polvorientas como el norte de África y el este de Asia, la química inducida por el polvo podría contribuir con hasta dos tercios de la carga total de aerosoles orgánicos secundarios presentes en el aire.
“Los desiertos, en combinación con la contaminación industrial, se convierten en una fuente significativa de aerosoles orgánicos, algo que no se había tenido en cuenta en los modelos climáticos ni en los de calidad del aire”, explicó Zongbo Shi.
Implicaciones para la salud pública y el clima
La formación de aerosoles orgánicos secundarios a partir del polvo tiene consecuencias directas en la salud humana. Estas partículas contribuyen a la contaminación por partículas finas (PM2.5), considerada por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como uno de los contaminantes atmosféricos más peligrosos para el ser humano.
La exposición prolongada a estas partículas se ha relacionado con enfermedades respiratorias crónicas, ataques cardíacos, accidentes cerebrovasculares, diabetes y cáncer. La OMS estima que la contaminación del aire por partículas finas causa más de 4 millones de muertes prematuras al año.
Además, los SOA también afectan al balance radiativo del planeta, es decir, a la cantidad de energía solar que llega a la superficie terrestre y se refleja de vuelta al espacio. Dependiendo de su composición, estos aerosoles pueden reflejar la luz solar (enfriando el clima) o absorberla (calentándolo), lo que complica aún más las predicciones climáticas.
“El polvo del desierto no solo viaja miles de kilómetros, también transporta efectos químicos que afectan la salud y el clima a escala global”, destaca el equipo científico.
Nuevos desafíos para los modelos atmosféricos
Uno de los aspectos más destacados de este estudio es la necesidad urgente de actualizar los modelos actuales de calidad del aire y cambio climático. Hasta ahora, estos modelos no consideraban las reacciones químicas entre el polvo desértico envejecido y los gases atmosféricos como una fuente importante de aerosoles orgánicos.
“Este trabajo cambia por completo nuestra comprensión de la formación de SOA en ambientes áridos y semiáridos”, afirma Zongbo Shi. “Ahora sabemos que estas partículas desempeñan un papel activo en la química atmosférica y deben ser incluidas en los modelos predictivos”.
Incorporar esta nueva información permitirá a los investigadores y responsables de políticas públicas diseñar estrategias más precisas para controlar la contaminación atmosférica, especialmente en regiones cercanas a grandes desiertos o afectadas por tormentas de arena.
Un fenómeno cada vez más frecuente
Las tormentas de polvo, ya frecuentes en regiones como el Sahel, el norte de China y partes del Medio Oriente, se están volviendo más comunes y severas debido al cambio climático y a la degradación del suelo. Con el aumento de las temperaturas y la desertificación progresiva, se espera que el volumen de polvo mineral en la atmósfera también aumente.
Este nuevo conocimiento sobre el papel químico del polvo implica que, si no se toman medidas, podríamos enfrentarnos a una intensificación de la contaminación atmosférica natural, con impactos globales en la salud y el clima.
La colaboración científica detrás del hallazgo
Este estudio es resultado de una colaboración entre instituciones de alto prestigio, como la Universidad de Birmingham, el Instituto de Ciencias Atmosféricas de la Academia China de Ciencias y el Instituto Leibniz de Investigación Troposférica en Alemania. La combinación de experimentos de laboratorio, observaciones de campo y simulaciones por computadora permitió abordar el problema desde múltiples ángulos.
Uno de los desafíos fue recrear en el laboratorio las condiciones extremadamente secas y químicamente activas que se encuentran en la atmósfera superior donde circula el polvo del desierto. Utilizando cámaras especiales de reacción, los investigadores pudieron observar en tiempo real cómo se formaban las capas de calciumnitrato y cómo interactuaban con otros gases.
“La clave fue observar las partículas con una resolución sin precedentes. Pudimos ver exactamente dónde se forman las películas líquidas y cómo inician las reacciones químicas”, explica uno de los autores del estudio.
Un llamado a considerar lo invisible
El descubrimiento de este fenómeno invisible pero poderoso obliga a reconsiderar el papel de la naturaleza en la contaminación del aire. Aunque muchas políticas ambientales se centran correctamente en la reducción de emisiones industriales y del tráfico, esta investigación sugiere que también es necesario monitorear y entender mejor los procesos naturales.
“No podemos seguir ignorando los efectos de las partículas naturales en la atmósfera”, concluye el equipo de investigación. “Para proteger la salud humana y mitigar el cambio climático, necesitamos una visión integral que combine tanto las fuentes antropogénicas como las naturales de contaminación”.
Este estudio es un recordatorio de que la atmósfera es un sistema dinámico e interconectado, donde incluso los granos de arena que flotan desde un desierto lejano pueden tener consecuencias profundas para quienes viven a miles de kilómetros de distancia.
Fuente: Weijun Li, Akinori Ito, Guochen Wang, Minkang Zhi, Liang Xu, Qi Yuan, Jian Zhang, Lei Liu, Feng Wu, Alexander Laskin, Daizhou Zhang, Xiaoye Zhang, Tong Zhu, Jianmin Chen, Nikolaos Mihalopoulos, Aikaterini Bougiatioti, Maria Kanakidou, Gehui Wang, Huilin Hu, Yue Zhao, Zongbo Shi, Aqueous-phase secondary organic aerosol formation on mineral dust, National Science Review, 2025;, nwaf221, https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf221
Fuente: Universidad de Birmingham. (2025). Desert dust forming air pollution, new study reveals. EurekAlert. https://www.eurekalert.org/news-releases/1086353
Sin comentarios