Una firma rivelatrice di un fornello, comunemente usato per preparare il cibo o fornire calore bruciando legna, carbone, sterco animale o residui colturali, è lo spesso, fumo fuligginoso che sale dalle fiamme. i suoi resti, macchie nere lasciate sui muri e sui vestiti e nei polmoni delle persone, solitamente donne, che si occupano dei fornelli, sono un suggestivo promemoria dei rischi che le stufe comportano sia per la salute umana che per l'ambiente.

Ma la fuliggine è solo una parte della storia quando si tratta di impatto ambientale:circa la metà di esso, si scopre.

Quando le temperature in un fornello iniziano a scendere, e il fumo nero diventa bianco-grigiastro, l'emissione di fuliggine (o carbonio nero) è sostituita da carbonio organico.

Una ricerca della McKelvey School of Engineering della Washington University di St. Louis ha rivelato che, nonostante il suo aspetto biancastro, le particelle di carbonio organico assorbono tanto, se non di più, la luce solare nell'atmosfera quanto il carbonio nero. E i suoi effetti sulla salute potrebbero essere peggiori per i quasi 2,7 miliardi di famiglie in tutto il mondo che li usano.

La ricerca è stata pubblicata il 14 aprile 2020, problema di Lettere di scienze e tecnologie ambientali .

Per comprendere meglio gli effetti che le stufe stanno avendo sull'ambiente e sulla salute umana, Rajan Chakrabarty, assistente professore di energia, ingegneria ambientale e chimica, ha portato la sua ricerca in un punto caldo dell'inquinamento:Chhattisgarh, nel cuore dell'India centrale rurale, dove i fornelli sono uno dei maggiori emettitori di aerosol e gas serra.

"I precedenti esperimenti erano stati condotti in un laboratorio in condizioni controllate, che sono diversi da quelli che troverai sul campo, " disse Chakrabarty.

Eppure la mitigazione globale e le strategie politiche sono state influenzate per 15 anni da uno studio del 2005 basato su esperimenti condotti in laboratorio. Quel documento raccomandava il controllo del black carbon come un modo per mitigare i cambiamenti climatici nella regione dell'Asia meridionale.

Per comprendere meglio gli effetti delle emissioni dei fornelli sul campo, La squadra di Chakrabarty si è diretta nel Chhattisgarh, tra Nuova Delhi e Calcutta. Per due settimane, vivevano con i residenti in case rurali dove la gente usava i chulha di fango, o fornelli, per preparare il cibo. Durante quel periodo, hanno eseguito 30 test, cucinare con diversi combustibili:legna, residui agricoli e sterco bovino, tutti di provenienza locale.

Il successo del loro studio sul campo è stato notevolmente facilitato dal ricercatore locale e collaboratore di lunga data di Chakrabarty, Il professor Shamsh Pervez e il suo gruppo di ricerca al Pt. Università Ravishankar Shukla.

"Abbiamo scoperto che la realtà di un ciclo di cottura è un mix di fumo bianco e nero, " disse Chakrabarty. Il colore nero assorbe la luce, e il bianco lo riflette. "Avevamo pensato che i carboni organici contrastassero il black carbon, fino a un certo punto, " disse. "La fuliggine assorbe, dispersione di sostanze organiche".

Quello che hanno trovato era qualcosa di diverso. Le particelle nel fumo bianco stavano assorbendo la luce molto fortemente nelle lunghezze d'onda vicine all'ultravioletto. "Quando abbiamo guardato sotto il cofano, "Chakrabarty ha detto, "erano in realtà carbonio marrone". Dopo aver completato l'analisi, il team ha determinato che l'assorbimento era uguale se non maggiore del carbonio nero, rendendolo un altrettanto potente agente di riscaldamento atmosferico.

Combustibile da biomassa, come legno o sterco, è la fonte dominante di particelle di inquinamento atmosferico nella regione dell'Asia meridionale, secondo Chandra Venkataraman, professore di ingegneria chimica all'Indian Institute of Technology di Bombay. Venkataraman è stato il primo autore di quell'influente articolo su Science del 2005.

"Questo lavoro fa una scoperta nuova e cruciale, utilizzando misurazioni sul campo delle emissioni di particolato da stufe a biomassa, che l'assorbimento di radiazioni dal componente di carbonio organico potrebbe essere uguale a quello del carbonio nero, " lei disse.

Al di là dei suoi effetti sul clima, il carbonio organico pone anche notevoli rischi per la salute. Molti dei particolati sono noti come idrocarburi policiclici aromatici ad alto peso molecolare, composti di carbonio e idrogeno che sono cancerogeni negli animali e generalmente ritenuti tali negli esseri umani.

I risultati di Chakrabarty sono applicabili in tutto il mondo, come riporta l'Organizzazione Mondiale della Sanità, quasi la metà della popolazione mondiale cuoce a fuoco vivo. I fornelli si trovano nelle case non solo in India, ma in tutto il mondo, dal Senegal al Perù all'Albania.

"La scoperta ha implicazioni molto significative per il riscaldamento atmosferico regionale da particelle inquinanti contenenti agenti climatici di breve durata come il nero e il carbonio organico nel contesto del raggiungimento degli obiettivi di temperatura dell'Accordo di Parigi, " ha detto Venkataraman.