Una nueva investigación muestra cómo el polvo de los frenos y las llantas -una nube de diminutas partículas de metal- podría causar estragos en la salud respiratoria.

Los metales de los frenos y otros sistemas automotrices ingresan al aire como partículas finas, deteniéndose en las carreteras más transitadas. Aunque las emisiones del tubo de escape pueden caer a medida que más vehículos de cero emisiones salen a la calle, el polvo de los frenos y las llantas, una de las principales fuentes de contaminación del aire en las autopistas, no muestra señales de disminuir.

En la revista Ciencia y tecnología ambiental, los investigadores describen cómo los metales emitidos por vehículos como el cobre, el hierro y el manganeso interactúan con partículas ácidas ricas en sulfato que ya están en el aire para producir un aerosol tóxico.

“Hay una reacción en cadena en el aire por encima de las carreteras con mucho tráfico”, dice Rodney Weber, profesor de la Escuela de Ciencias de la Tierra y la Atmósfera del Instituto de Tecnología de Georgia. "El sulfato ácido en la atmósfera entra en contacto con los metales emitidos por el tráfico y cambia su solubilidad, haciéndolos más propensos a causar estrés oxidativo cuando se inhalan".

El estudio patrocinado por la National Science Foundation y la US Environmental Protection Agency muestra cómo los metales se emiten principalmente en forma insoluble pero lentamente se vuelven solubles después de mezclarse con el sulfato.

“El sulfato se ha asociado durante mucho tiempo con impactos adversos en la salud”, dice Athanasios Nenes, profesor de la Escuela de Ciencias de la Tierra y Atmosféricas y de la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular. “La vieja hipótesis era que el sulfato ácido quema el revestimiento de los pulmones, lo que a su vez provoca efectos negativos en la salud. Pero no hay suficiente ácido en el aire solo para tener ese impacto ".

Pero el sulfato desempeña un papel clave en la solubilidad de los metales antes de ser inhalados, lo que podría explicar la asociación del sulfato con los efectos adversos para la salud, dicen los investigadores.

La 'pistola humeante'

Los investigadores recolectaron muestras de material particulado ambiental en dos ubicaciones en Atlanta: una cerca de una autopista interestatal importante y otra de un sitio urbano 420 a metros de la carretera. Analizaron el contenido químico, la distribución del tamaño y la acidez de las muestras.

Una cantidad significativa del sulfato ambiental encontrado era similar en tamaño a las partículas metálicas, lo que sugiere que el sulfato y los metales ambientales se mezclaron dentro de partículas individuales, lo que durante horas o días permitiría que el sulfato ácido convirtiera el metal en una forma soluble.

Para cuantificar cuán peligroso podría ser el aerosol, los investigadores desarrollaron un sistema analítico de alto rendimiento para un ensayo químico -llamado potencial oxidativo- que simula la respuesta tóxica que tal mezcla tendría sobre los organismos celulares. Este instrumento se utilizó para generar grandes conjuntos de datos sobre el potencial oxidativo del aerosol ambiental, que cuando se utilizaron en un estudio epidemiológico anterior, los investigadores de Georgia Tech y Emory University encontraron que el ensayo químico se asoció estadísticamente con los ingresos hospitalarios en Atlanta por asma y sibilancias.

En el nuevo estudio, los investigadores observaron que la toxicidad máxima indicada por el ensayo estaba estrechamente relacionada con aquellas partículas que contenían la mayor cantidad de metales solubles, lo que ocurría solo cuando las partículas metálicas se mezclaban con sulfato altamente ácido.

"Esa es la pistola humeante", dice Nenes. "El sulfato esencialmente disuelve esos metales; Cuando inhalas esas partículas, los metales pueden ser absorbidos directamente en el torrente sanguíneo y causar problemas en todo el cuerpo. Por primera vez, surge un mecanismo para explicar por qué pequeñas cantidades de sulfato ácido pueden afectar negativamente a la salud ".

Si bien la muestra tomada del sitio de prueba ubicado más lejos de la carretera tenía menos partículas de metal, aún había suficiente para causar un aumento en el potencial oxidativo, lo que demuestra que la contaminación vial podría viajar por el aire y causar problemas en las áreas circundantes. .

Incluso autos eléctricos

El polvo de los frenos y los neumáticos no es la única fuente de metales en el aire. Los incineradores y otras formas de combustión también producen polvo mineral y partículas metálicas, que podrían mezclarse con sulfato para provocar una reacción similar.

Los investigadores señalan que aunque la cantidad de sulfato particulado en el sureste de Estados Unidos ha disminuido durante los últimos años de 15 debido a que las emisiones de dióxido de azufre de las plantas de energía han disminuido, todavía hay suficiente sulfato ácido en el aire para mantener el pH de las partículas muy bajo, en el rango de 0 a 2, transformando metales ambientales insolubles a una forma soluble.

"Las emisiones de los tubos de escape de los vehículos están bajando, pero este tipo de emisiones por el frenado continuarán en cierta medida, incluso si conduces un automóvil eléctrico", dice Weber. "Por lo tanto, este tipo de proceso seguirá desarrollándose en el futuro y será una consideración importante cuando analicemos los efectos de las partículas en la salud".

Fuente: Georgia Tech

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