La química analítica y computacional se combinan en este estudio para analizar los compuestos emitidos por los árboles nativos y su rol en los procesos atmosféricos que favorecen la formación de nubes.
La Dra. Rocío Durán, académica de la Facultad de Ciencias de la Universidad Católica de la Santísima Concepción (UCSC) e investigadora del Centro de Investigación en Ambientes Sustentables (CIBAS), lidera una investigación que busca comprender cómo influyen los bosques nativos del sur de Chile en la formación de núcleos de condensación de nubes (NCN). Su línea de trabajo se sitúa en el campo de la química atmosférica, desde una perspectiva computacional.
El proyecto se enfoca en el estudio de los compuestos orgánicos volátiles biogénicos (COVBs), sustancias químicas emitidas por las plantas que se volatilizan fácilmente a temperatura ambiente. Estos compuestos juegan un rol crucial en la química de la atmósfera y pueden afectar la calidad del aire y los procesos de formación de nubes.
“En Chile no existen datos asociados a este fenómeno. Mi propuesta busca generar una base de información localizada, ya que las emisiones de los árboles dependen fuertemente de variables como la geografía, el tipo de suelo, la presencia de contaminantes, la temperatura o la radiación UV”, explicó la Dra. Durán.
Los árboles emiten estos compuestos en respuesta a factores ambientales como la radiación solar, el estrés hídrico, la temperatura, el viento, la presencia de patógenos o para atraer polinizadores. Una vez liberados, estos compuestos reaccionan en la atmósfera con agentes oxidantes, generando productos oxigenados conocidos como aerosoles orgánicos secundarios biogénicos, los cuales pueden actuar como precursores de NCN.
“Nuestra hipótesis es que los árboles influyen directamente en la formación de nubes mediante esta ruta oxidativa. Para modelar estas reacciones utilizamos química computacional, desde una perspectiva cuántica, y simulaciones de dinámica molecular clásica para evaluar su capacidad de actuar como precursores de núcleos de condensación”, agregó la investigadora.
Trabajo colaborativo en el bosque templado de Quepe
En el marco del CIBAS, la Dra. Durán desarrolla su investigación en el bosque templado de Laguna Quepe, en la Región de La Araucanía, un entorno natural libre de influencia antropogénica. Durante una primera campaña se recolectaron muestras foliares de especies del género Nothofagus, en particular coihue, raulí y ñirre.
En esta etapa trabaja junto a los académicos Dr. Sergio Contreras y Dra. Elizabeth Elgueta. El análisis de las ceras foliares de Nothofagus dombeyi (coihue) se realiza a través de distintas técnicas de extracción de compuestos volátiles: extracción asistida por microondas, arrastre de vapor y microextracción en fase sólida.
“El uso de tres métodos nos permite obtener un perfil volátil más representativo. Posteriormente, los compuestos son analizados mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. Esta comparación metodológica también forma parte de una tesis de pregrado”, explicó la Dra. Durán.
Próximas etapas: monitoreo en tiempo real
La siguiente fase contempla la instalación de una estación meteorológica equipada con sensores de gases, incluyendo COVBs, para realizar monitoreos en tiempo real. Así, se podrán estudiar los patrones de emisión de estos compuestos a lo largo del año.
“Ya contamos con datos otoñales del perfil volátil del coihue. La idea es continuar con las otras estaciones del año e incorporar datos de raulí y ñirre. Una vez que tengamos el perfil completo, realizaremos modelaciones para evaluar si los productos de oxidación de estas especies pueden actuar como precursores de NCN y contribuir a la formación de nubes”, añadió.
Ciencia situada para comprender el clima local
El aporte de esta investigación no solo radica en llenar un vacío de conocimiento, sino también en generar datos locales que contribuyan a una mejor representación del territorio chileno en los modelos climáticos globales, que actualmente están dominados por información proveniente del hemisferio norte.
“Los árboles limpian el aire convirtiendo dióxido de carbono en oxígeno, lo que ya es muy relevante. Pero además, contribuyen a la formación de núcleos de condensación de nubes, un proceso clave en la dinámica atmosférica. Investigar estos fenómenos en el contexto del hemisferio sur es esencial para mejorar nuestras proyecciones climáticas”, concluyó la académica.
