Un estudio en tres metrópolis chinas muestra que algunas especies liberan isopreno capaz de favorecer la formación de ozono cuando coincide con calor, radiación solar y óxidos de nitrógeno
Redactor: Javier Morales O.
Editor: Valentina Ríos
La expansión del arbolado urbano aporta sombra, enfriamiento, hábitat y numerosos beneficios ambientales, pero la elección de las especies puede influir en la calidad del aire. Un estudio centrado en Pekín, Shanghái y Guangzhou advierte que determinados árboles liberan compuestos orgánicos volátiles que, bajo ciertas condiciones atmosféricas, contribuyen a formar ozono cerca de la superficie.
La investigación, publicada en npj Climate and Atmospheric Science, analizó mediante modelos la relación entre la vegetación urbana y la contaminación por ozono en las tres áreas metropolitanas de China. Los resultados no cuestionan la necesidad de reverdecer las ciudades, sino que plantean incorporar las emisiones de cada especie, la contaminación existente y la distribución de la población en los planes de arborización.
Los árboles limpian el aire y reducen el calor
El arbolado puede capturar parte del material particulado, absorber determinados contaminantes gaseosos y disminuir la temperatura mediante sombra y evapotranspiración. Estos servicios resultan especialmente importantes durante las olas de calor, cuando el asfalto, las fachadas y otras superficies construidas acumulan energía.
La intensidad del enfriamiento depende del tamaño de la copa, la disponibilidad de agua, la ubicación y la configuración de calles y edificios. Un análisis realizado en Melbourne mostró que los árboles urbanos pueden reducir considerablemente el calor radiante recibido por los peatones cuando ofrecen una sombra adecuada.
Las ventajas también incluyen almacenamiento de carbono, reducción de escorrentías, protección de la biodiversidad y espacios más transitables. La capacidad de la vegetación urbana para absorber dióxido de carbono confirma que incluso los parques, jardines y árboles situados entre edificios participan en los intercambios atmosféricos de una ciudad.
Sin embargo, los beneficios no son idénticos para todas las especies ni en todos los lugares. La densidad del follaje puede dificultar la dispersión de contaminantes en calles estrechas, mientras que ciertas plantas liberan sustancias químicas capaces de intervenir en reacciones atmosféricas.
El isopreno participa en la formación de ozono
Las plantas emiten compuestos orgánicos volátiles biogénicos como parte de su metabolismo. Entre ellos se encuentra el isopreno, una molécula muy reactiva cuya liberación suele aumentar con la temperatura y la radiación solar.
El isopreno no equivale por sí solo al ozono ni convierte automáticamente a un árbol en una fuente de contaminación. El problema aparece cuando estos compuestos reaccionan en presencia de óxidos de nitrógeno, conocidos como NOx, y luz solar. Los NOx proceden principalmente del tráfico, la generación de energía, la industria y otros procesos de combustión.
La combinación desencadena reacciones fotoquímicas que pueden elevar la concentración de ozono troposférico. A diferencia del ozono estratosférico que protege al planeta de parte de la radiación ultravioleta, el situado cerca del suelo es un contaminante perjudicial para la salud, la vegetación y los cultivos.
Estos procesos también se desarrollan en regiones forestales. La investigación sobre el isopreno amazónico y la formación de nuevas partículas atmosféricas muestra que los gases emitidos por la vegetación pueden transformarse y participar en fenómenos relacionados con aerosoles y nubes.
Pekín presentó una elevada eficiencia de formación
Los investigadores modelaron la contribución de las emisiones biogénicas urbanas al ozono en Pekín, Shanghái y Guangzhou. En Pekín, la eficiencia con la que las emisiones de isopreno favorecieron la generación de ozono fue aproximadamente dos veces mayor en las zonas urbanas que en las rurales.
La diferencia se relaciona con la coexistencia de emisiones vegetales y contaminantes de origen humano. En una ciudad con suficiente presencia de NOx, el aumento del isopreno puede alimentar las reacciones químicas que producen ozono, especialmente durante jornadas calurosas y soleadas.
Las simulaciones estimaron que los compuestos orgánicos volátiles procedentes del reverdecimiento podían elevar el ozono hasta en cuatro partes por mil millones en Pekín y Shanghái. En Guangzhou, el incremento modelado superó las diez partes por mil millones bajo determinadas condiciones.
Durante los días de calor extremo, el aumento estimado de isopreno asociado con la vegetación urbana fue de alrededor de una parte por mil millones en las tres regiones. La concentración y el efecto final variaron según las condiciones químicas, meteorológicas y territoriales.
El impacto puede extenderse a zonas situadas a favor del viento
El isopreno permanece poco tiempo en la atmósfera antes de reaccionar, pero algunos de los productos derivados pueden transportarse durante periodos más prolongados. Por esta razón, las consecuencias de una emisión urbana no se limitan necesariamente al lugar donde se encuentra el árbol.
El análisis espacial detectó efectos sobre la calidad del aire en áreas situadas a favor del viento de las tres metrópolis. Aunque las emisiones totales de los espacios verdes urbanos son mucho menores que las de los grandes bosques, su proximidad a zonas densamente pobladas aumenta su relevancia para la exposición humana.
El estudio también estimó la mortalidad asociada con la exposición al ozono durante el verano de 2019 y calculó qué proporción podría relacionarse con el incremento atribuido a las emisiones biogénicas urbanas. Estas cifras proceden de modelos epidemiológicos y atmosféricos, por lo que no representan un recuento directo de muertes causadas por árboles concretos.
Los autores estimaron que los aumentos de ozono vinculados con esas emisiones representaron entre el 4 % y el 8 % de la mortalidad atribuible al contaminante en Pekín y Shanghái, y alrededor del 14 % en Guangzhou. La mayor proporción registrada en esta última ciudad refuerza la necesidad de considerar las especies plantadas y la distribución de la población.
Reverdecer no significa plantar cualquier especie
Los resultados respaldan una planificación que valore simultáneamente sombra, demanda de agua, resistencia al calor, biodiversidad, alergenicidad y emisión de compuestos volátiles. La solución no consiste en eliminar árboles, sino en diversificar el arbolado y evitar grandes concentraciones de especies con emisiones elevadas de isopreno en lugares donde abundan los NOx.
También es necesario reducir las emisiones del tráfico y de otras fuentes de combustión. Si las concentraciones de NOx permanecen elevadas, el entorno químico puede facilitar la formación de ozono. La selección del arbolado no debe convertirse en sustituto de las políticas destinadas a controlar los contaminantes urbanos.
La ubicación es otro factor decisivo. Los árboles deben colocarse de forma que proporcionen sombra sin bloquear excesivamente la circulación del aire en calles estrechas. El artículo sobre cómo la disposición del arbolado determina su capacidad de enfriamiento destaca que la especie, la cobertura y el diseño urbano deben evaluarse conjuntamente.
Las ciudades con poco espacio pueden complementar el arbolado con techos vegetados, superficies reflectantes, pequeños parques y paredes verdes. Estas medidas ofrecen distintas combinaciones de enfriamiento, biodiversidad y gestión del agua, y permiten evitar que toda la estrategia climática dependa de un solo tipo de infraestructura.
El calentamiento puede intensificar las emisiones vegetales
El aumento de las temperaturas añade otra dimensión al problema. Las plantas que emiten isopreno pueden liberar cantidades mayores durante episodios de calor, precisamente cuando la radiación solar favorece la química fotoquímica y la población necesita con mayor urgencia la refrigeración proporcionada por los árboles.
Esta interacción no elimina el beneficio térmico del arbolado. Indica que las políticas de adaptación deben utilizar información botánica, atmosférica y sanitaria para maximizar las ventajas y reducir efectos no deseados.
Los modelos deberán perfeccionarse con mediciones de campo, inventarios actualizados de especies y datos locales de emisiones. El comportamiento observado en las metrópolis chinas tampoco puede trasladarse automáticamente a todas las ciudades, porque la composición del arbolado, el clima, los contaminantes y el diseño urbano cambian entre regiones.
Fuentes referenciales:
Phys.org
npj Climate and Atmospheric Science
