La elección de la especies de árboles influye en la calidad del aire urbano que respiramos. ¿Cuáles hay que elegir?

Un equipo de investigación de la Universidad de Innsbruck y la Universidad de Jinan investigó en Pekín cómo el calor y las emisiones de los árboles, junto con los óxidos de nitrógeno, aumentan la formación de ozono a nivel del suelo en las ciudades, con un resultado claro: el tipo de árbol marca la diferencia.

Ante las actuales olas de calor, el reverdecimiento de las ciudades vuelve a ser un tema central del debate público: los árboles refrescan las zonas urbanas, fijan las partículas contaminantes y absorben los contaminantes gaseosos. Al mismo tiempo, también pueden contribuir a la formación de contaminantes atmosféricos: en épocas de calor, los árboles liberan compuestos orgánicos volátiles biogénicos (COVB), que, en presencia de la luz solar y los óxidos de nitrógeno antropogénicos (NOx), pueden formar ozono troposférico.

Las actividades humanas también generan compuestos orgánicos volátiles (COV) que reaccionan con los óxidos de nitrógeno para formar ozono. Los COV antropogénicos (COVA) se encuentran en disolventes, pinturas, productos de limpieza y vapores de combustible, entre otros. Para combatir el cambio climático, su regulación es cada vez más estricta, y las mediciones muestran una disminución en los niveles de COVA. Si bien esto representa un avance positivo, el aumento de las temperaturas conlleva mayores emisiones de los árboles, y el incremento de la vegetación urbana aumenta aún más la proporción de COV biogénicos.

Las mediciones directas de la contribución de los árboles urbanos a la formación de ozono han sido escasas. Las estimaciones actuales se basan principalmente en modelos desarrollados para ecosistemas naturales. Por este motivo, investigadores de la Universidad de Jinan, en China, instalaron un sistema de medición directa de emisiones en la plataforma de 102 metros de altura de la Torre Meteorológica de Pekín y en un laboratorio situado en su base.

Entre mayo y julio de 2021, el sistema registró señales químicas y fluctuaciones de turbulencia diez veces por segundo, capturando así la "respiración" química de la ciudad en tiempo real. En colaboración con un equipo de investigación de la Universidad de Innsbruck, liderado por el físico atmosférico Thomas Karl, se cuantificaron las emisiones de COV y se atribuyeron a fuentes como árboles, tráfico, productos químicos, cocina y actividades domésticas.

El isopreno es el más reactivo; el calor es el factor decisivo

Las mediciones revelaron una clara diferencia entre la cantidad de emisiones de COV y su efecto químico. Los COV biogénicos representaron solo alrededor de una décima parte de las emisiones totales de COV, pero contribuyeron de manera desproporcionada a la reactividad atmosférica: considerando únicamente los valores de reactividad de los COV, los COV biogénicos representaron casi la mitad. Gran parte de este efecto se atribuyó al isopreno, un COV biogénico, responsable de más del 90 por ciento de la reactividad química de las emisiones de COV biogénicos.

En contraste, la reactividad química de los COV provenientes de actividades humanas aumentó solo un 40 %, es decir, 1,4 veces. Como resultado, la proporción de emisiones de árboles en la reactividad total de los COV pasó del 21 % al 74 %.

En los días en que la formación de ozono fue particularmente sensible a los cambios en los COV, el nivel máximo de ozono observado aumentó con la temperatura casi en la misma proporción que la reactividad de los COV. Esta estrecha correlación respalda la hipótesis de que existe un vínculo entre el aumento de las emisiones de la vegetación en días calurosos y niveles más altos de ozono.

El tipo de árbol marca la diferencia

Para comprender por qué las emisiones de los árboles desempeñan un papel tan importante en Pekín, los científicos compararon sus resultados con mediciones directas de otras ciudades. Tras ajustar las diferencias de temperatura y radiación solar, las emisiones de isopreno de Pekín resultaron ser las más altas entre las ciudades estudiadas y se aproximaron a los valores medidos en bosques templados.

Una comparación de datos sobre poblaciones de árboles y vegetación de más de 20 ciudades reveló que los altos niveles de isopreno en Pekín se relacionan principalmente con las especies arbóreas presentes. Más de un tercio de los árboles en Pekín son especies que emiten isopreno, como el sauce llorón y el álamo blanco chino. En las ciudades estudiadas, los niveles de emisión de isopreno variaron en más de un factor de diez y siguieron de cerca la proporción de árboles que emiten isopreno.

Varias ciudades de Asia y Oceanía podrían sufrir una presión similar, o incluso mayor, sobre la calidad del aire debido a las emisiones de los árboles. «En las ciudades europeas, encontramos muchas menos especies de árboles que liberan isopreno. Las especies autóctonas suelen emitir monoterpenos, que también contribuyen a la formación de ozono, pero en menor cantidad que el isopreno», explica Thomas Karl.

Planificar ciudades verdes con aire limpio

«Los resultados no implican una reducción de las zonas verdes urbanas ni la tala de árboles maduros. En cambio, sugieren considerar el potencial de emisión de COV biogénicos como un criterio adicional a la hora de seleccionar árboles», subraya Karl. Si, durante la renovación rutinaria de la arboleda urbana de Pekín, se sustituyera una décima parte de los árboles —en concreto, aquellos con las mayores emisiones de isopreno— por especies con menores emisiones, estas podrían reducirse al menos un 29 %. «A medida que las olas de calor se vuelven más frecuentes, la composición de las especies arbóreas podría representar un valioso complemento a los controles de emisiones convencionales», concluyen los autores del estudio.

El control de los NOx sigue siendo crucial

Las emisiones de los árboles influyen, pero son solo una parte del problema del ozono. La formación de ozono también requiere NOx y luz solar, y la química subyacente no es lineal. Los resultados muestran que el calentamiento aumenta las emisiones de COV reactivos de la vegetación, lo que hace esencial el control continuo de las emisiones de NOx, especialmente durante los períodos de calor.

Fuente: Universidad de Innsbruck