Un equipo internacional informa sobre una nueva vía de reacción con implicaciones para la calidad del aire y el clima

En los resultados presentados se estima que entre el 5 y el 15 por ciento del peróxido de hidrógeno (H₂O₂) observado en la atmósfera, en su fase líquida, podría originarse a partir de reacciones de a-cetoácidos bajo la acción de la luz solar. Esta conclusión se desprende de las mediciones y modelos desarrollados por un equipo de investigación internacional, según consignó el Instituto Leibniz para la Investigación Troposférica (TROPOS) en una publicación en Science Advances. El hallazgo implica la identificación de una vía hasta ahora poco reconocida para la formación de oxidantes atmosféricos, con consecuencias directas en los pronósticos sobre la calidad del aire y en la modelización del clima global.

Según detalló Science Advances, el grupo de investigadores, en el que participa el TROPOS de Alemania, demostró mediante experimentos de laboratorio y modelos avanzados que los a-cetoácidos, como el ácido pirúvico, pueden producir hidroperóxidos cuando interactúan con la luz solar en ambientes húmedos. Este proceso ocurre tanto en nubes como en la lluvia y en aerosoles acuosos. Los hidroperóxidos actúan como potentes oxidantes y desempeñan una función central en la química atmosférica, afectando la formación y destrucción tanto de partículas como de contaminantes en el aire.

El medio consignó que los experimentos incorporaron tres compuestos específicos: ácido glioxílico, ácido pirúvico y ácido 2-cetobutírico. Estas sustancias, expuestas a radiación solar en fase líquida, demostraron capacidad elevada de formación de hidroperóxidos, que posteriormente derivan en peróxido de hidrógeno. Los investigadores evaluaron los datos experimentales obtenidos tanto en Shanghái, China, como en Turín, Italia y los integraron al modelo CAPRAM (Mecanismo Radical Químico en Fase Acuosa), desarrollado por el TROPOS en Leipzig. El modelo se ha optimizado durante años para representar cadenas complejas de reacciones químicas en la atmósfera, y a partir de ahora incluirá este nuevo canal de retroalimentación vinculado a los a-cetoácidos.

De acuerdo con Science Advances, los a-cetoácidos son un tipo particular de ácido carboxílico que se caracteriza por contener un grupo ceto adicional, compuesto por un átomo de carbono unido por doble enlace a un átomo de oxígeno. Pueden ingresar a la atmósfera mediante reacciones secundarias a partir de diversos gases precursores, como el isopreno, compuestos aromáticos o acetileno, los cuales tienen tanto fuentes de origen biogénico —procedentes de la actividad vegetal— como antropogénico, por acción industrial. Esta distribución amplia refleja su presencia tanto en ambientes naturales como urbanos.

En la bioquímica, los a-cetoácidos desempeñan una función clave en el metabolismo de los aminoácidos en las células. Sin embargo, su protagonismo en los procesos atmosféricos y climáticos ha sido tradicionalmente subestimado, según puntualizó el medio. Al identificarse como una fuente significativa de oxidantes, adquieren relevancia en la evaluación de cómo se forman, transforman y eliminan diferentes partículas y contaminantes presentes en el aire.

Science Advances también mencionó que, a pesar del progreso experimental alcanzado, todavía existen vacíos en la comprensión sobre la influencia de los a-cetoácidos en la atmósfera. Se detecta la necesidad de realizar mediciones sistemáticas en campo de las concentraciones de estos compuestos en aerosoles y agua de nube en diversos entornos geográficos. Tales estudios permitirían incorporar los mecanismos identificados a los modelos climáticos y afinar las estimaciones sobre el balance global de hidroperóxidos, así como clarificar su impacto en la formación de partículas y de sulfatos en la fase acuosa.

El equipo científico subraya que la fotólisis —descomposición por efecto de la luz— de a-cetoácidos representa una nueva fuente relevante de oxidantes, lo que podría modificar los parámetros base en modelos de pronóstico atmosférico. Además, su relevancia incide en las predicciones sobre contaminación y calentamiento global, ya que estos oxidantes participan de reacciones que determinan tanto la persistencia como la eliminación de muchos contaminantes atmosféricos.

Contar con información precisa sobre la presencia y comportamiento de los a-cetoácidos resultaría fundamental para ajustar los modelos de simulación climática. Según lo recopilado por Science Advances, la comprensión detallada de estas vías de generación de oxidantes contribuiría a mejorar las políticas públicas orientadas a mitigar la contaminación del aire y a prever con mayor exactitud la evolución del clima en diferentes regiones del planeta.