El carbono negro contribuye a la mala calidad del aire y al calentamiento global, lo que afecta a la salud de las personas y al medio ambiente.
Medir el carbono negro de forma eficaz puede contribuir a los esfuerzos de mitigación del cambio climático.
Pero debemos superar los desafíos globales que existen para medir este contaminante.
El carbono negro es un contaminante climático y un factor importante que contribuye al calentamiento global. Sus partículas nocivas se liberan a la atmósfera cuando los combustibles fósiles y la biomasa no se queman por completo, como ocurre con los gases de escape de los motores diésel, las centrales eléctricas de carbón y la cocción y calefacción domésticas. Su impacto significativo puede reducirse, pero se requiere una acción urgente para pasar a alternativas más limpias.
El siguiente vídeo explica el impacto del carbono negro en el planeta y qué se puede hacer para cambiar la situación.
¿Por qué es importante medir el carbono negro?
El carbono negro es peligroso para el medio ambiente y para nuestra salud. Por ello, es importante medirlo adecuadamente por las siguientes razones:
1. Para respaldar el diseño de políticas de mitigación climática rápida
Dado que el carbono negro puede tener fuertes impactos climáticos a corto plazo, las mediciones precisas y las estimaciones de sus emisiones contribuyen a una mejora climática a corto plazo cuando se aplican políticas que reducen eficazmente el carbono negro. Además, dado que el carbono negro tiene distintas fuentes, por lo que las características de sus emisiones varían de un país a otro y de una región a otra.
Las mediciones precisas de las características de las emisiones regionales ayudarán a establecer la respuesta normativa más eficaz frente al cambio climático y los problemas relacionados. Actualmente, muchos países no cuentan con medidas reguladoras específicas para el carbono negro y lo regulan como parte de categorías más amplias, como las PM2.5. Sin embargo, existen crecientes llamamientos a una regulación independiente del carbono negro. Las mediciones precisas y las estimaciones de las emisiones de carbono negro pueden sentar las bases de una regulación específica para este contaminante y desempeñarán un papel clave en el establecimiento de políticas reguladoras eficaces.
2. Para ofrecer una comprensión integral del impacto del carbono negro
A diferencia de otros contaminantes, el carbono negro tiene diversos efectos en el clima, la salud y la calidad del aire. Provoca enfermedades pulmonares y cardiovasculares en las personas y desempeña un papel importante en el cambio climático mundial, por ejemplo, alterando el deshielo glaciar y los patrones de formación de nubes. Además, en lo que respecta a la calidad del aire, identificar sus fuentes y características de emisión permitirá predecir de manera eficaz los impactos en la salud humana y en el ecosistema circundante.
Las mediciones precisas del carbono negro desempeñarán un papel fundamental para comprender y responder de forma más integral a estos complejos efectos.
¿Cómo se puede medir el carbono negro?
Existen diversas técnicas para medir el carbono negro, pero los principales métodos de medición utilizados son los métodos térmicos/ópticos y los métodos de absorción.
1. Métodos térmicos/ópticos
Los métodos térmicos/ópticos son uno de los métodos de medición indirecta del carbono elemental (CE) en la atmósfera. Aunque el CE y el carbono negro son conceptos estrictamente distintos, tienen propiedades muy similares en la atmósfera, por lo que utilizamos las mediciones de CE como aproximación del carbono negro. El método térmico/óptico mide el componente de carbono que se volatiliza tras recoger primero las partículas de la atmósfera en papel de filtro y luego calentarlas paso a paso.
El carbono orgánico (CO), otra forma de carbono presente en la atmósfera, también puede volatilizarse durante el proceso de calentamiento, lo que distorsiona los valores medidos al intentar medir el CE. Para resolver este problema, el CE y el CO se distinguen mediante calibración óptica, en la que el contenido del filtro se mide posteriormente de forma óptica con láseres o luz para diferenciar entre CO y CE. Las ventajas de este método son que permite distinguir claramente entre CE y CO y ofrece una alta precisión. Sin embargo, tiene la desventaja de requerir una inversión inicial relativamente elevada, llevar mucho tiempo y ser difícil de medir en tiempo real.
2. Métodos de absorción
El método de absorción mide el carbono negro mediante absorción de láser, recogiendo las partículas en papel de filtro. El carbono negro absorbe luz a 880 nm, una longitud de onda que absorben pocas otras partículas. Por tanto, si medimos la cantidad de luz a 880 nm que atraviesa el filtro antes y después de observar la muestra y calculamos la cantidad reducida, podemos suponer que la cantidad de material que absorbe esa luz es carbono negro.
Estos valores pueden transformarse mediante la ley de Beer-Lambert (que relaciona la cantidad de extinción de la luz con la concentración de la entidad absorbente) para estimar la masa de las partículas de carbono negro. Aunque existen diversos métodos de medición basados en la absorción, el más utilizado es el método del aetalómetro, debido a su coste, practicidad y capacidad de medición en tiempo real.
¿Cuáles son los desafíos de medir el carbono negro?
1. Ausencia de métodos de medición normalizados
No existe un método de medición estándar para el carbono negro acordado a nivel internacional, lo que dificulta la comparación e integración de los datos. Para abordar este problema, las organizaciones internacionales pertinentes presentan directrices sobre la medición del carbono negro. Además, se están elaborando protocolos internacionales de medición a través del Programa de Vigilancia de la Atmósfera Global (GAW), y EURAMET está trabajando en un proyecto para normalizar las normas de medición de los aerosoles de carbono negro.
2. Diferenciarlo de otros aerosoles
La combustión incompleta de sustancias carbonosas emite no solo carbono negro, sino también diversas otras sustancias. El carbono negro suele coexistir con otros aerosoles, lo que dificulta separarlo y medirlo con precisión. Tecnologías avanzadas como el aetalómetro multilongitud de onda y los analizadores de partículas individuales (SP2) se están desarrollando para resolver este problema. Estos nuevos métodos proporcionarán resultados de medición del carbono negro más precisos.
3. Mediciones en zonas remotas
Al medir el carbono negro, existen dificultades técnicas y físicas para medir en zonas remotas, como las regiones polares o los océanos. Estas incluyen la dificultad de utilizar directamente los equipos de medición debido a las condiciones extremas y los problemas de gestión que implica obtener datos de medición continuos. Diversos métodos, como la tecnología satelital y las mediciones con vehículos aéreos no tripulados, se utilizan para superar estos problemas.
4. Carga económica y limitaciones operativas
Los métodos de medición del carbono negro varían, pero cada uno difiere en cuanto a inversión inicial y coste operativo. En el caso de los países desarrollados, no es difícil introducir los diversos métodos de medición mencionados anteriormente, pero en el caso de los países en desarrollo, los métodos que requieren un coste elevado y conocimientos especializados en cuanto a inversión inicial, costes operativos y personal profesional pueden resultar difíciles de incorporar. Por tanto, es un desafío importante elegir el método adecuado que se ajuste a la situación económica y técnica de cada país o región.
La medición y el análisis precisos del carbono negro son desafíos clave que deben afrontarse para dar una respuesta adecuada al cambio climático. A pesar del desarrollo de diversos métodos y tecnologías de medición, siguen existiendo numerosos desafíos. Superar estos obstáculos proporcionará datos más fiables sobre el carbono negro, contribuyendo en última instancia de forma significativa al establecimiento y la aplicación de políticas eficaces de respuesta al cambio climático. Por tanto, en el futuro debería prestarse mayor atención al desarrollo continuo de la tecnología de medición del carbono negro y a la cooperación internacional.
