Pérdida de ozono y calentamiento global

Asociación Colombiana de Periodismo Científico

Entrevista a Sherwood Rowland (Nóbel de Química 1995), quien encendió la alarma por la disminución del ozono y el calentamiento terrestre.

A comienzos de 1974, un científico mexicano (Mario Molina) y otro de EE.UU. (Sherwood Rowland) anunciaron que si la industria continuaba liberando a la atmósfera un millón de toneladas al año de gases clorofluorocarbonados (CFC), comúnmente llamados freones, el ozono se disminuiría causando efectos nocivos a la naturaleza y al hombre. Incluso hicieron un enfático llamado para prohibir el uso de esos gases.

Desde entonces, su reto ha sido continuar sus investigaciones y promover muchas más. Mario Molina y Sherwood Rowland merecieron el Nóbel de Química en 1995, luego de más de 20 años de dedicarse a responder lo que se inició como curiosidad científica: ¿cuál es el destino de las moléculas de CFC en la atmósfera? Una sencilla pregunta los llevó a quizá uno de los mayores problemas ambientales de comienzo de siglo.

Los CFC se inventaron en 1930 cuando se buscaban sustancias no tóxicas que sirvieran como refrigerante para aplicaciones industriales. Los freones sustituyeron al amoníaco y se utilizaron principalmente en los aires acondicionados de carros, neveras e industrias. A partir de 1950 se empezaron a utilizar como agentes impulsores para atomizadores, en la fabricación de plásticos y para limpiar componentes electrónicos.

En 1970, el científico británico James Lovelock había detectado los CFC en la atmósfera, pero no creyó que afectaran al ambiente. Molina y Rowland demostraron que si bien dichos gases se mantenían inactivos por debajo de los 29 mil metros, más allá empezaban a actuar: a esa altura la radiación ultravioleta del sol choca directamente con las moléculas de CFC, rompiéndolas en átomos de cloro y dejando fragmentos residuales en el ambiente. En esas condiciones, estos átomos se combinan con el ozono, la forma de oxígeno que protege la Tierra de la radiación ultravioleta y forman óxido de cloro. El problema es que esta nueva molécula tiene la característica de tener un electrón sin pareja, lo que hace que busque desesperadamente un compañero. Al hacerlo produce una reacción en cadena: un solo átomo de cloro puede eliminar más de cien mil moléculas de ozono. “Multiplique el millón de toneladas de CFC que la industria liberaba al año en ese entonces por cien mil veces”, dice Rowland, para demostrar el efecto multiplicador y la reacción en cadena de los CFC.

Hacia la respuesta

Rowland estudió química en la Universidad de Chicago, becado por la Comisión de Energía Atómica, CEA, de EE.UU. Inició sus investigaciones en el laboratorio de Willard F. Libby, quien recibió en 1960 el Nóbel de Química por descubrir la técnica de datación a partir del carbono 14. Se inició como radioquímico, aunque desde sus últimos años del colegio le interesó lo que llamaba la “ciencia de la atmósfera”. A los 15 años le ayudaba a su profesor a operar una estación climática local para medir temperaturas y precipitaciones. “Fue mi primer acercamiento a la experimentación sistemática y a la recolección de información”.

¿Por qué se interesó en unir dos ciencias, química y meteorología?

En el laboratorio del doctor Libby trabajaba en química asociada con materiales radiactivos. La medición del carbono 14 se lleva a cabo en la estratosfera baja, donde estos átomos se forman cuando la radiación cósmica entra en contacto con la atmósfera.

Hacia 1950, investigábamos sobre la manera como se transportaban los productos radiactivos en la atmósfera y sus posibles efectos meteorológicos. Al dejar el laboratorio de Libby, mis primeros proyectos de investigación incluyeron aspectos atmosféricos. En el laboratorio medí, por ejemplo, la velocidad con que la radiación cósmica produce tritio radiactivo, simulándola con un acelerador de alta energía, el Cosmotron, con el propósito de estimar la cantidad que se encuentra en la atmósfera. Luego desarrollamos una técnica altamente sensible para medir tritio en la forma de molécula de hidrógeno. Obtuvimos una muestra de hidrógeno atmosférico del líquido de una planta aérea y medimos su contenido de tritio. Los resultados obtenidos en ambos casos fueron diferentes. Si ambas mediciones eran correctas, la conclusión era que algo había pasado pues había un incremento notable del tritio en la atmósfera. Era la época en que EE.UU. probaba la bomba de hidrógeno, en la cual el tritio juega un papel importante y aparentemente un accidente en uno de los laboratorios oficiales había liberado una buena cantidad de este, lo cual explicaría esos resultados. Por esa misma época desarrollé una técnica para introducir tritio en moléculas orgánicas complejas en un solo paso y estudié en detalle el efecto de la bomba de hidrógeno en el clima.

Trabajé en las interacciones de meteorología y radioquímica. A finales de 1970 asistí a una reunión sobre las aplicaciones ambientales de la radiactividad en Austria, donde conocí al responsable de organizar talleres y seminarios para químicos y meteorólogos en la CEA, con el fin de crear un diálogo más estrecho entre las dos disciplinas. Como yo tenía el apoyo de la CEA desde hacía más de 14 años y al ver mi interés en el tema, me invitó a participar de esas discusiones en 1972. Allí oí por primera vez sobre los resultados de los experimentos de Lovelock: había encontrado triclorofluorometano en la atmósfera de la superficie de la Tierra tanto en el hemisferio norte como en el sur.

Me llamó mucho la atención su descripción de este componente como un ‘rastreador inerte útil para seguir los movimientos atmosféricos’, pues yo sabía que esta molécula no era del todo inerte. Mi siguiente propuesta de investigación a la CEA fue buscar el destino de los CFC en la atmósfera, que fue aprobada. En ese momento Mario Molina se unió al grupo de investigación como científico postdoctoral, escogió éste como su tema de estudio, y comenzamos.

¿Cuál era la responsabilidad de cada uno?

Yo dirigía el grupo de investigación, con alrededor de 12 estudiantes de postgrado. Definía con ellos el experimento que le correspondía realizar a cada uno, luego discutíamos los resultados y el camino por seguir. Lo primero era estudiar las posibles reacciones de los CFC en la atmósfera. Molina eliminó con firmeza y progresivamente los más obvios: eran invulnerables a la luz del día, casi insolubles en el agua y resistentes a la oxidación. Cuando llegamos al tema de la fotólisis ultravioleta en la atmósfera alta (o sea la descomposición de los CFC por acción de la luz), y apareció la reacción en cadena, supimos que estábamos frente a un problema serio y yo comencé a dedicar la mayoría de mi tiempo a descifrar los callejones sin salida.

¿Presentían un descubrimiento de tal magnitud?

Diría que de la noche a la mañana pasamos de plantearnos el reto de solucionar un problema científico relativamente interesante -qué sucede con los CFC en la atmósfera- a enfrentar la causa de un grave problema ambiental. El momento en que encontramos que la reacción en cadena tendría un inmenso efecto multiplicador, entendimos que la pérdida del ozono tendría efectos en la naturaleza.

Diez años después del primer anuncio, en 1985, se descubre el agujero en la capa de ozono. Las investigaciones relacionadas con los CFC, su impacto en la atmósfera, la reducción del ozono en la misma y las posibles consecuencias sobre la salud, son cada día más numerosas. Los científicos concluyen que los rayos ultravioleta producen cáncer de piel, cataratas en los ojos y daño en el sistema inmunológico y los que se interesan por la naturaleza demuestran que el crecimiento de las plantas se hace más lento. El agujero en la capa de ozono, con un tamaño similar al territorio estadounidense, se presenta en la Antártica en primavera, entre septiembre y octubre. Luego de esas ocho semanas, se desplaza hacia el oeste, llegando a territorios más habitados como Nueva Zelanda y Australia. La comunidad internacional ha liderado el Protocolo de Montreal, en el cual más de 150 países han firmado su intención de reducir el uso de CFC. Si este acuerdo se cumple, sólo en el 2050 los niveles en la atmósfera volverán a ser similares a los encontrados por Lovelock en 1970.

¿Hay conexión entre el agujero de la capa de ozono y el calentamiento de la tierra?

El mayor problema de la disminución del ozono en la estratosfera es que hace que llegue más radiación ultravioleta dañina a la superficie de la Tierra. El mayor problema del calentamiento es que las moléculas atmosféricas con tres o más átomos, como dióxido de carbono, agua, metano, CFC, entre otros, absorben parte de la radiación infrarroja emitida por la tierra. A mayor número de estos gases, se absorbe más radiación infrarroja y la tierra debe entonces calentarse lo suficiente para producir más radiación en las longitudes de onda que aún se pueden escapar. Se trata entonces de dos efectos distintos: más rayos ultravioleta entrando y menos rayos infrarrojos saliendo. Sin embargo, esto está ocurriendo en la misma atmósfera. Los CFC son gases de efecto invernadero ya que antes de descomponerse en la estratosfera son capaces de absorber la radiación infrarroja lejana en ciertas longitudes de onda. Así, los CFC son parte del problema del calentamiento de la tierra hasta que llegan a la estratosfera media y se descomponen; en este momento se convierten en la causa de la disminución del ozono en la atmósfera.

A sus 75 años, Rowland mantiene una figura atlética, que recuerda su adolescencia, cuando formaba parte de equipos universitarios de basquetbol y béisbol. En medio del Caribe, no dudó en zambullirse sin precauciones y ver con sus propios ojos ese mundo marino, lleno de corales y peces de mil colores. Allí, bajo los ardientes rayos del sol, que no hicieron una excepción con el Nobel, me contó esta historia.

Basado en un articulo de Lisbeth Fog (Asociación Colombiana de Periodismo Científico), publicado en Lectura Dominicales de El Tiempo (Colombia)