¿Qué es un aerosol? Ciencia, usos y curiosidades

Un aerosol es un sistema formado por partículas sólidas o líquidas muy pequeñas suspendidas en un gas, normalmente el aire. Por eso, cuando hablamos de un aerosol no nos referimos únicamente a las partículas, sino al conjunto formado por esas partículas y el gas que las mantiene dispersas. Por ejemplo, la nube blanca que vemos sobre una olla suele estar formada por diminutas gotas de agua líquida que se han condensado al mezclarse el aire húmedo y caliente con aire más frío. Esa nube puede considerarse un aerosol. Algo parecido ocurre con la niebla: está compuesta por pequeñas gotas de agua suspendidas en el aire. El término se utilizó para describir sistemas de partículas microscópicas dispersas en el aire mucho antes de que los aerosoles en lata se convirtieran en productos cotidianos.

Las partículas de un aerosol pueden ser extraordinariamente pequeñas, con tamaños que van desde unos pocos nanómetros hasta decenas o cientos de micrómetros. Algunas permanecen suspendidas durante segundos o minutos, mientras que otras pueden mantenerse en la atmósfera durante horas, días o incluso más tiempo, dependiendo de su tamaño, composición, humedad, viento y otros factores. Las corrientes de aire y el movimiento microscópico de las moléculas ayudan a mantenerlas dispersas, aunque finalmente muchas terminan depositándose sobre alguna superficie.

En la vida diaria, muchas personas relacionan la palabra aerosol con las latas que utilizamos para aplicar desodorantes, pinturas, lacas, productos de limpieza o incluso alimentos. Cuando presionamos la válvula de una lata de aerosol, el producto sale impulsado y se transforma en una nube de pequeñas gotas o partículas. El principio es relativamente sencillo: dentro del recipiente hay un producto y un sistema propulsor que permite expulsarlo y dispersarlo en forma de aerosol.

Uno de los grandes hitos en la historia de esta tecnología fue protagonizado por el ingeniero noruego Erik Rotheim. En la década de 1920 desarrolló un sistema de recipiente y válvula capaz de almacenar un líquido bajo presión y liberarlo. Su solicitud de patente se presentó en 1926-1927 y dio origen a una tecnología que posteriormente sería fundamental para los envases de aerosol modernos.

Los aerosoles, sin embargo, existían en la naturaleza mucho antes de que alguien inventara una lata. El océano produce diminutas gotas de agua salada cuando las burbujas y las olas rompen en la superficie; los volcanes expulsan cenizas y otras partículas; los incendios generan humo y hollín; los desiertos aportan grandes cantidades de polvo; y las plantas liberan polen, esporas y compuestos orgánicos que pueden contribuir a la formación de partículas atmosféricas. También existen aerosoles producidos indirectamente: determinados gases presentes en la atmósfera reaccionan químicamente y terminan formando partículas nuevas. Estas reciben el nombre de aerosoles secundarios.

Esta distinción entre aerosoles primarios y secundarios es importante. El polvo levantado por el viento es un ejemplo de aerosol primario, porque las partículas pasan directamente al aire. En cambio, cuando determinados gases reaccionan en la atmósfera y generan nuevas partículas, estamos ante un aerosol secundario. Este proceso tiene una enorme importancia para la calidad del aire y para el clima.

Los seres humanos también producimos grandes cantidades de aerosoles. El tráfico, las centrales eléctricas, determinadas industrias, la quema de combustibles y los incendios provocados o accidentales pueden liberar partículas a la atmósfera. La agricultura también contribuye mediante polvo, partículas biológicas y emisiones de sustancias que posteriormente pueden transformarse en partículas. Aunque una parte considerable de los aerosoles atmosféricos tiene origen natural, las actividades humanas pueden aumentar mucho las concentraciones en determinadas regiones, especialmente alrededor de las ciudades.

Y aquí aparece una de las características más sorprendentes de los aerosoles: aunque muchas de sus partículas son demasiado pequeñas para distinguirlas a simple vista, pueden influir en fenómenos importantes. Algunas partículas dispersan o reflejan parte de la radiación solar y pueden producir un efecto de enfriamiento. Otras, como el carbono negro presente en el hollín, absorben radiación y contribuyen al calentamiento. Además, muchas partículas funcionan como núcleos alrededor de los cuales puede condensarse el vapor de agua, favoreciendo la formación de gotas de nube. Por esta razón, los aerosoles participan en procesos relacionados con las nubes, las precipitaciones y el balance energético de la Tierra.

También tienen una enorme importancia para nuestra salud. Las partículas más pequeñas pueden penetrar profundamente en el aparato respiratorio y, dependiendo de su composición y concentración, contribuir a problemas respiratorios y cardiovasculares. Por eso la contaminación atmosférica se vigila mediante indicadores como las partículas PM10 y, especialmente, las PM2.5, cuyo diámetro aerodinámico es igual o inferior a 2.5 micrómetros.

La historia de los aerosoles está relacionada con uno de los grandes problemas ambientales del siglo XX. Durante décadas se utilizaron clorofluorocarbonos, conocidos como CFC, como propulsores en distintos productos. Posteriormente se comprobó que los CFC liberados a la atmósfera podían contribuir a la destrucción de la capa de ozono. Este problema ayudó a impulsar la cooperación internacional que culminó con el Protocolo de Montreal de 1987. La industria sustituyó progresivamente los CFC por diferentes alternativas, entre ellas hidrocarburos como propano e isobutano en numerosos productos. Algunos sustitutos, sin embargo, plantearon nuevos problemas ambientales, como el elevado potencial de calentamiento global de determinados hidrofluorocarbonos (HFC), por lo que la evolución tecnológica y regulatoria continúa.

Al mismo tiempo, la historia de los aerosoles también está llena de aplicaciones curiosas. Durante la Segunda Guerra Mundial se desarrollaron recipientes presurizados para distribuir insecticidas y ayudar a combatir los insectos que transmitían enfermedades a los soldados. Esta tecnología contribuyó posteriormente al desarrollo de numerosos productos comerciales. La lata de aerosol dejó así de ser una simple curiosidad técnica para convertirse en una herramienta utilizada en ámbitos tan diferentes como la higiene, la alimentación, la medicina, la industria y el hogar.

Un ejemplo especialmente simpático es la crema batida. El estadounidense Aaron «Bunny» Lapin fue uno de los pioneros en comercializar crema batida en envases de aerosol y creó Reddi-wip, introducida en 1948. Su trayectoria es particularmente curiosa porque comenzó como vendedor de ropa antes de dedicarse al negocio de los alimentos. La tecnología permitió conservar y dispensar la crema mediante un sistema presurizado, utilizando óxido nitroso como propulsor.

Otra aplicación mucho más importante desde el punto de vista médico apareció en la década de 1950. En 1955, investigadores de Riker Laboratories desarrollaron el primer inhalador presurizado de dosis medida. El proyecto estuvo encabezado por George Maison, Irving Porush y Charles Thiel y surgió, en parte, a partir de una necesidad muy concreta: encontrar una manera práctica de administrar medicamentos a personas con asma. El principio consistía en utilizar una válvula capaz de liberar una cantidad controlada de medicamento y convertirla en una fina nube de aerosol que pudiera llegar a los pulmones. El mismo mecanismo que permite que una lata de pintura produzca una nube de pequeñas gotas puede utilizarse para transportar un medicamento hacia el aparato respiratorio. En la medicina, esta tecnología se ha convertido en una herramienta fundamental para el tratamiento de enfermedades respiratorias.

Los aerosoles también presentan fenómenos físicos que despiertan la curiosidad. Si utilizamos durante mucho tiempo una lata presurizada, especialmente con un propulsor licuado, el recipiente puede enfriarse considerablemente. Esto sucede porque al salir el contenido y evaporarse parte del propulsor se consume energía y se produce un descenso de temperatura. El efecto puede ser bastante notable, aunque la lata no necesariamente llega a congelarse en condiciones normales: depende del producto, de la presión, de la duración de la pulverización y de las condiciones ambientales.

El comportamiento de los aerosoles cambia además cuando desaparece la gravedad terrestre. En una nave espacial, una gota o partícula liberada al ambiente no se comporta exactamente como lo haría en una habitación de la Tierra. Las partículas pueden permanecer suspendidas durante mucho más tiempo y desplazarse por el interior de la nave. Por ello, el control de contaminantes y partículas es especialmente importante en las misiones espaciales. De hecho, NASA ha estudiado específicamente el comportamiento de los aerosoles en condiciones de microgravedad. Por ello, su utilización debe estar cuidadosamente controlada según el producto y la misión.

Algunos aerosoles son naturales y otros proceden de nuestras actividades. Algunas pueden ser perjudiciales, mientras que otras forman parte de procesos esenciales del planeta. Son capaces de influir en la salud de una persona, en la formación de una nube o incluso en el equilibrio climático de toda la Tierra.

Referencias:

¿Qué es un aerosol? Ciencia, usos y curiosidades

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