IFEG   20353
INSTITUTO DE FISICA ENRIQUE GAVIOLA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Caracterización de diferentes aerosoles como nucleantes de hielo por inmersión
Autor/es:
MAITE SOLEDAD GRANDO; MARIA LAURA LOPEZ
Lugar:
La Plata
Reunión:
Congreso; 102º Reunión Nacional de Física de la Asociación Física Argentina; 2017
Resumen:
Las nubes afectan la distribución deradiación solar en la atmósfera y son protagonistas del ciclo hidrológico. Poreste motivo ejercen una influencia muy importante sobre el clima. El efecto delas nubes sobre todos los procesos que afectan depende de las característicasde las gotas o los cristales que las constituyen. Esto ha motivado a lacomunidad científica a estudiar los procesos de formación de las gotas y loscristales de hielo en las nubes, que se inician en el proceso de nucleación. Atemperaturas menores a -40ºC tiene lugar la nucleación homogénea, en la cual lapartícula de nube se forma espontáneamente. A temperaturas mayores a -36°C laúnica manera para que se inicie la fase hielo en la atmósfera es mediante elproceso denominado nucleación heterogénea, que requiere la presencia de unapartícula nucleante (IN, por las siglas en inglés de ice nuclei). Un tipo demecanismo de la nucleación heterogénea es la llamada congelación por inmersión,en la cual partículas inmersas en gotas de agua actúan como IN a temperaturasinferiores a 0°C (Vali, 1985).Teniendo en cuenta elpapel de las IN en el iniciode la fase de hielo, y el efecto subsiguiente sobre el clima y el ciclo hidrológico, hay una necesidad de mejorar los modelos quedescriben las concentraciones de IN, así como también de analizar la respuesta dela concentración de IN a las modificaciones del tipo y la concentración de losaerosoles atmosféricos (DeMott et al., 2011). Eneste contexto, el objetivo de este trabajo es analizar el papel de distintostipos de aerosoles como IN. Se analizaron aerosoles tanto de origen naturalcomo antropogénico. Dentro de los aerosoles de origen natural se colectaronmuestras de liquen y polen, mientras que dentro de los aerosoles antropogénicosse estudiaron tres tipos: residuos de una industria de reciclado de papel,productos de la quema de biomasa y materialparticulado muestreado del escape de un vehículo. En algunos de los casos lacolección de las muestras fue directa, mientras que en otros se utilizó unabomba de vacío y filtros de cuarzo. Las muestras colectadas se pesaron,procesaron y suspendieron en agua milliQ. Estas suspensiones de concentraciónexactamente conocida fueron utilizadas para medir gotas de 2,5 mL cuya temperatura decongelación se cuantificó.El método decuantificación de la temperatura de congelación involucró el depósito de unagota sobre una placa Peltier. Entre el Peltier y cada gota se colocó una láminade carácter hidrofóbico  a los fines delograr la mínima deformación de las gotas, y simular así la suspensión de lagota en el aire, tal cual sucede en condiciones reales. Todo el disponsitivo secolocó en un freezer a 0ºC. Una vez colocado en el freezer y habiéndosealcanzado el equilibrio término, se procedió a disminuir gradualmente latemperatura de la gota mediante el control del Peltier. La evolución de la gotadurante la disminución de temperatura fue registrada mediante un microscopiodigital USB colocado en el freezer. Los cambios en la reflectividad de laimagen permitieron detectar la temperatura a la cual cada gota se congeló.Además de registrar la temperatura de congelación de las gotas provenientes decada suspensión de aerosoles, también se analizaron gotas de agua pura, a losfines comparativos. Posteriormente, los datos se analizaron estadísticamentemediante el test ANOVA. Aquellas suspensiones que muestran una temperatura decongelación significativamente superior a la de las gotas de agua pura fueronconsiderados como IN. Los resultados muestran que el liquen y el polen son nucleantesde hielo efectivos bajo el modo inmersión. Este resultado es relevanteconsiderando el efecto de las actividades humanas sobre la concentración deeste tipo de aerosoles en la atmósfera, y el posterior efecto sobre laformación de las nubes y sobre el clima en general.Vali, G.: NucleationTerminology, J. Aerosol S., 16 (6), 575-576, 1985.DeMott, P.J. et al.: Resurgence in ice nuclei measurement research, Bull.Amer. Meteor. Soc., 92,1623-1635, 2011.