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Mario Molina, asomado al agujero de ozono
 
 
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 EL QUÍMICO OTEADOR DEL AIRE
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Mario Molina es uno de los científicos que más ha contribuido a la investigación sobre el ozono.

En 1840, el químico alemán Christian Friedrich Schönbein descubrió una sustancia que denominó "ozono", palabra que deriva del griego "ozein", que significa olor. Probablemente Schönbein empleó este término a causa del característico hedor que desprende el elemento, similar al del marisco. Cinco años más tarde, dos científicos franceses, Auguste de la Rive y Jean Charles de Marignac, formularon la hipótesis de que el ozono estaba compuesto primariamente por oxígeno. El ozono es una molécula compuesta por tres átomos de oxígeno.

En la década de 1850 se descubrió que el ozono era un componente de la atmósfera. Fue un hallazgo importante, debido a que es un gas extremadamente escaso y, por tanto, resulta muy difícil de detectar. En 1880, el químico Walter Noel Hartley constató que esta sustancia era muy importante para la vida en la Tierra, porque actuaba como filtro de los rayos ultravioletas, unas emisiones procedentes del Sol que son muy perjudiciales para animales y plantas.

El ozono se distribuye por toda la atmósfera, pero se concentra principalmente en una capa conocida como estratosfera, que varía entre los veinte y los cuarenta kilómetros de altura. La localización del ozono en esta zona se atribuye al físico francés Charles Fabry (1867-1945), que detectó la sustancia en 1913. Hacia 1930, G.M.B. Dobson construyó el primer aparato capaz de medir la cantidad de ozono de la atmósfera y lo denominó "espectrómetro Dobson". Hoy, la unidad de medida del ozono se conoce como "unidad Dobson" (UD).

El ozono es un gas tóxico cuando es inhalado por los seres vivos. Está cada vez más presente en la troposfera –región de la atmósfera habitada por el ser humano–, debido a que es uno de los componentes que emiten los tubos de escape de los coches y algunas industrias. Mientras que en la troposfera el ozono es perjudicial y venenoso, en la estratosfera cumple una función beneficiosa para la vida. Los rayos ultravioleta causan quemaduras en los seres vivos y pueden provocar cáncer de piel. Si todos estos rayos alcanzaran la superficie terrestre, la vida no sería posible. Esta situación no se da porque las moléculas de ozono absorben gran parte de los rayos ultravioleta. Por otro lado, aunque resulte paradójico, nuestro cuerpo necesita la exposición diaria a los rayos ultravioleta, durante un breve lapso de tiempo, para que la piel pueda sintetizar la vitamina D.


LA ALERTA
Desde la década de 1950 existía la sospecha de que había productos químicos que destruían las moléculas de ozono. El químico neerlandés Paul Crutzen, nacido en 1933, fue el primero en demostrar esta conexión a principios de 1970 al detectar que una sustancia natural muy común llamada óxido nitroso estaba implicada en la desaparición del ozono. Esta sustancia se desprendía del suelo como producto de la actividad de las bacterias y, posteriormente, ascendía hasta las capas altas de la atmósfera, donde era fragmentada por la radiación solar en dos moléculas capaces de reaccionar con el ozono y destruirlo, dando como resultado oxígeno.

La obra de Crutzen fue pionera y allanó el camino a investigadores como el químico estadounidense Frank Sherwood Rowland (1927-2012) y el químico de origen mexicano Mario Molina (nacido en 1943) que, en 1974, publicaron un estudio en la revista Nature que relacionaba la presencia de clorofluorocarbonos (moléculas compuestas por átomos de cloro, flúor y carbono) con la destrucción de ozono. Crutzen, Rowland y Molina fueron galardonados en 1995 con el premio Nobel de Química por sus investigaciones sobre la formación de la capa de ozono. Así, las indagaciones de Molina pasaron a engrosar la historia sobre el problema de la capa de ozono.


UN QUÍMICO PRECOZ
Mario Molina nació en la Ciudad de México en 1943. Su interés por la ciencia y, particularmente, por la química despertó a una edad muy temprana, tal como él mismo explica en la autobiografía que escribió para la Fundación Nobel a raíz de la obtención de dicho premio. En ella afirma que uno de los momentos más fascinantes de su infancia fue contemplar un paramecio a través de un microscopio y rememora el momento en el que convirtió el lavabo de su casa en un laboratorio químico. Su precoz pasión por la química fue alentada por una tía, química de profesión.

Molina estudió Química en la Universidad Nacional Autónoma de México, donde se licenció en 1965 y, más tarde, amplió sus estudios en Friburgo (Alemania). En 1967 regresó a su país para dirigir cursos de posgrado en la universidad, pero se dio cuenta de que deseaba seguir ampliando su formación y dedicarse a la investigación. Por esta razón, al año siguiente se dirigió a Estados Unidos para doctorarse en fisicoquímica en la Universidad de California en Berkeley, donde trabó amistad con el profesor George Pimentel. Allí formó parte de un grupo de trabajo que se dedicaba a estudiar la dinámica molecular, del que también formaba parte Luisa Tan, quien se convertiría en su esposa en 1973.


CFC
En 1972, una vez obtenido el doctorado, decidió permanecer un año más en Estados Unidos. Molina optó por dirigirse a la Universidad de California en Irvine, donde formó parte de un equipo dirigido por el profesor Sherwood Rowland. Este le propuso una serie de temas de investigación, entre los que se encontraba el estudio de la incidencia de los clorofluorocarbonos (CFC) en la atmósfera terrestre. Los interrogantes que planteó a Molina para que emprendiera su investigación iban dirigidos a averiguar el destino de las grandes cantidades de productos químicos basados en CFC que se arrojaban a la atmósfera. Rowland no podía imaginar que los CFC pudieran afectar a la capa de ozono, y mucho menos que pudieran causar su destrucción, tal como descubrió más tarde el estudio.

Los CFC habían sido empleados por la industria desde finales de la década de 1920. El químico estadounidense Thomas Midgley desarrolló para la firma DuPont una gama de productos basados en los CFC que se denominaron freones y que sirvieron para sustituir a productos tóxicos, como el amoniaco, que se empleaban como refrigerantes. Los CFC se utilizaron en la fabricación de neveras y como propulsores en los aerosoles, y su gran eficacia hizo que su producción se duplicara anualmente. A principios de la década de 1970, se producía más de un millón de toneladas de CFC anuales.

James Lovelock, científico que posteriormente se haría popular por defender la teoría Gaia, según la cual el planeta Tierra es como un gran ser vivo, fue el primer científico en detectar la presencia de CFC en la atmósfera. Dar con una de estas moléculas en la atmósfera es como encontrar una aguja en un pajar, una tarea hercúlea debido a las bajísimas concentraciones en las que está presente. Además, Lovelock detectó su presencia tanto en los alrededores de las grandes ciudades –lo que era lógico debido a las numerosas fábricas que empleaban estos productos–, como en otras partes del globo terráqueo alejadas de los focos contaminantes. El viento transportaba los CFC a todas partes, pero en aquel momento todavía se desconocían sus poderes destructivos.


LA INVESTIGACIÓN
Las investigaciones de Rowland y Molina, que se hicieron públicas en 1974, mostraron que los CFC son inocuos mientras se encuentran en las capas bajas de la atmósfera. Su gran estabilidad permite que asciendan a capas más altas, donde la radiación ultravioleta procedente del Sol los descompone. Este proceso resulta letal para el ozono, ya que los átomos de cloro que se desprenden de los CFC tienen un gran poder reactivo y pueden descomponer las moléculas de ozono en moléculas de oxígeno. Cada átomo de cloro es capaz de destruir centenares de miles de moléculas de ozono.

Las moléculas de ozono están en constante formación y destrucción. Cuando los rayos ultravioletas golpean una molécula de oxígeno, compuesta por dos átomos de oxígeno, rompen el enlace existente entre ambos átomos y entonces se separan. Cada uno de estos átomos de oxígeno se une a otras moléculas de oxígeno para formar ozono. El ozono, a su vez, intercepta los rayos ultravioletas tan dañinos para la salud. Como resultado, el ozono se rompe de nuevo en un proceso que libera gran cantidad de energía en forma de calor. El proceso protege al planeta de los rayos ultravioleta, pero también eleva la temperatura atmosférica, por lo que se convierte en uno de los factores naturales que contribuyen al efecto invernadero y al consiguiente cambio climático.

A partir de los estudios de Rowland y Molina, se observó que el equilibrado proceso de creación y destrucción de ozono anteriormente descrito variaba de forma dramática como consecuencia de la presencia de CFC en la atmósfera. Las alteraciones eran tales que los científicos predijeron que la capa de ozono peligraba en el caso de que la expulsión de gases contaminantes se mantuviera en progresión.


AGUJERO Y VÓRTICE
Las predicciones de Rowland y Molina respecto a la destrucción de la capa de ozono eran teóricas pero, al cabo de unos años, comenzaron a confirmarse. El científico japonés Shigeru Chubachi fue uno de los primeros en detectar el agujero de ozono en la Antártida en 1982. Lo explica así: "Según mis registros, hasta el día tres de dicho mes de septiembre la cantidad total de ozono oscilaba entre 270 y 300 unidades Dobson (UD), lo que podía considerarse normal. Sin embargo, el registro del día siguiente, cuatro de septiembre, arrojó un valor notablemente inferior, 230 UD. Durante la noche, el valor de la observación realizada con luz lunar fue también muy bajo. El hecho me sorprendió considerablemente, pues en ninguna de las tablas de registro de ozono aparecía un valor tan pequeño, ni para la Antártida, ni para Japón, ni para ningún otro lugar del planeta". Tal como revela Chubachi, no se trata de un agujero, sino de una disminución en la concentración de ozono en esa zona. La capa de ozono tiene una concentración usual de 260 unidades Dobson (UD) y, cuando esta concentración disminuye hasta los 230 UD, se habla de agujero.

En el Polo Sur, el agujero se abre en julio y dura hasta noviembre. Su aparición se debe, en parte, a procesos naturales que se radicalizan por la presencia de CFC. En invierno, la fría atmósfera de la Antártida, que alcanza hasta 80 grados bajo cero, facilita la formación de numerosas nubes en las que están presentes fragmentos de hielo. Este hielo acelera la reacción de los rayos ultravioleta que destruyen el ozono. En estas condiciones tan extremas, no se da ningún proceso inverso que forme ozono y que equilibre el proceso destructivo. Al contrario, la actividad humana ha supuesto que haya unas cantidades de cloro mayores en la atmósfera y que la destrucción del ozono sea mucho mayor.

El proceso de desaparición del ozono está relacionado con las bajas temperaturas y, por este motivo, se constata con tanta virulencia en las regiones polares. El ozono no se destruye uniformemente en toda la atmósfera y, si el agujero de ozono del Polo Sur es más grande que en el Polo Norte, es porque la temperatura en el primero es menor.


REACCIÓN INTERNACIONAL
La observación de Chubachi sobre la disminución de la capa de ozono en la Antártida pasó, sin embargo, desapercibida. La comunidad internacional solo centró su atención en el problema cuando en 1985 se publicó un artículo en la revista Nature escrito por tres importantes investigadores estadounidenses, Joseph Farman, Brian Gardiner y Jonathan Shanklin, que alertaba sobre el agujero. Este ensayo se basaba en una expedición a la Antártida, dirigida por Farman en 1984, en la que habían detectado la misma disminución en la capa de ozono advertida por Chubachi.

Estados Unidos fue el primer país en tomar medidas drásticas para reducir la producción de CFC y quien movilizó al resto de naciones para firmar en 1987 el protocolo de Montreal, un convenio por el que 29 países se comprometieron a reducir las emisiones de CFC a la atmósfera hasta su prohibición final. En 2002, ya se habían sumado a este acuerdo 180 países (197 desde 2012), de modo que las emisiones se han reducido de forma notable.

Tal como afirmó Molina en una entrevista, "este es un buen ejemplo de cómo el mundo puede trabajar unido para resolver problemas", en referencia a la rapidez con la que la comunidad internacional actuó para resolver el problema del ozono. La necesidad de una actuación rápida por parte de la comunidad internacional se hizo evidente por múltiples razones, entre las que destaca la médica. Existe un vínculo entre la disminución del ozono en la estratosfera y el incremento del cáncer de piel. Se ha encontrado una correlación según la cual la desaparición de un 1 % del ozono supone un incremento de 1,3 % de casos de cáncer de piel.


PREMIO NOBEL
Molina participó activamente tanto en la determinación del problema medioambiental como en la búsqueda de soluciones que tuvo lugar durante aquellos años; y mientras tanto, su carrera fue progresando. Después de publicar sus investigaciones sobre los CFC en 1974, Molina siguió investigando la incidencia en la atmósfera de otros productos contaminantes. Gracias al éxito de su investigación, fue contratado en 1975 por la Universidad de California en Irvine. En 1982 abandonó la docencia para formar parte de un equipo de investigación a tiempo completo y en 1989 fue contratado por el departamento de Ciencias Atmosféricas, Planetarias y de la Tierra del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Sus obligaciones como docente lo mantuvieron apartado en buena medida de la investigación de laboratorio, pero a cambio tuvo la satisfacción de formar a un gran número de estudiantes de posgrado.

En 1994 fue nombrado asesor científico del presidente de Estados Unidos y, en 1995, fue galardonado con el máximo premio al que puede aspirar un científico, el premio Nobel, gracias a su trabajo sobre los clorofluorocarbonos y su incidencia en la capa de ozono. Molina y Rowland habían sido los primeros científicos plenamente conscientes de la gravedad que entrañaba la constante emisión de CFC a la atmósfera. Por esta razón fueron recompensados, junto a Crutzen, con el premio Nobel de Química. La publicación de este trabajo significó que gran parte de la población mundial tomara conciencia del impacto en el medio ambiente de las actividades humanas.

En 2005, Molina abandonó el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) para desarrollar su tarea como investigador en la Universidad de California, en San Diego. Simultáneamente, creó en su ciudad natal un nuevo centro de estudios estratégicos sobre energía y medio ambiente. Sus investigaciones se han dirigido hacia la calidad del aire y los problemas de polución presentes en las grandes ciudades. A pesar de que la capital de México es uno de los lugares más contaminados del planeta, Molina está convencido de que es posible modificar esa tendencia negativa. Para lograr este objetivo, Molina considera necesaria la implicación de todos los estamentos sociales, del mismo modo que para combatir el agujero de ozono tuvieron que ponerse de acuerdo todos los países.


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