¿Cuál es la importancia de la química molecular en la lucha contra el cambio climático?

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  • Cristian Buendía-Atencio, profesor asistente en la Universidad Antonio Nariño (Colombia) explica este proceso y la importancia de la química molecular en la lucha contra el calentamiento global y el cambio climático.

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Por todos es sabido que la capa de ozono, esa película que permite el paso de rayos solares beneficiosos y bloquea otros dañinos, había sufrido un daño alarmante manifestado como un agujero ubicado sobre la Antártida. De hecho, en septiembre del 2000, este alcanzó una dimensión de 29,9 millones de kilómetros cuadrados, veintitrés veces el tamaño del Perú.

La producción o el consumo del ozono atmosférico depende de las características químicas de los sistemas moleculares de los gases que interactúan con este en la atmósfera. Además, los gases contaminantes que nos interesan pueden atacar directamente el ozono y hacer que se consuma o actuar como gases de efecto invernadero”, explica Buendía-Atencio, quien lleva quince años dedicado a estudiar dichos procesos microscópicos a través del modelado molecular. Esta rama de la ciencia combina la química cuántica con modelados matemáticos aplicados para conocer reacciones químicas, a través de sistemas computacionales y software especializado, o describir parámetros que, por su tamaño o inestabilidad, no se pueden observar físicamente.

La producción o el consumo del ozono atmosférico depende de las características químicas de los sistemas moleculares de los gases que interactúan con este en la atmósfera

El reciente anuncio de que el agujero de la capa de ozono se habría reducido en casi 4 millones de Km2 en comparación con el año 2000 se debe a la reducción de gases que reaccionaban con el ozono y lo consumían. “En este proceso, el ozono es uno de los reactivos e interactúa con un contaminante. El producto es algo completamente distinto e incluso puede llegar a convertirse en otro contaminante. A este grupo pertenecen los compuestos que tienen cloro o flúor, como el tetracloruro de carbono, cloruro de metilo, los famosos CFC (clorofluorocarbonos) y algunos peroxinitratos, que son derivados de agua oxigenada con grupos nitro”, detalla Atencio-Buendía. Estos procesos se han podido describir gracias al modelado molecular y la química computacional.

En el caso de los gases de efecto invernadero, Buendía-Atencio señala que se trata de moléculas muy estables que forman una película y no permiten que los rayos solares se devuelvan a la alta atmósfera con normalidad, y que, al rebotar hacia la superficie terrestre, producen un alza de la temperatura global. “El CO2 es el gas de efecto invernadero de referencia, ya que los demás gases se miden en comparación con este. Allí están los halometanos y, nuevamente, los CFC, tan mencionados en las cumbres de cambio climático”, asegura.

Impacto de la investigación

A través del modelado molecular, los científicos han podido identificar los efectos negativos de estos gases y calcular su comportamiento en condiciones de presión y temperatura específicas, propias de la atmósfera. “Como el CO2 es el gas de efecto invernadero de referencia, se le ha asignado el valor de 1, en cuanto a capacidad de absorción de radiación en un período de cien años. Sin embargo, el hexafloruro de azufre (SF6) tiene un valor de 22 mil, es decir, en el mismo período de tiempo, es 22 mil veces más potente”, afirma Buendía-Atencio a modo de ejemplo.

Cumbres como el Protocolo de Montreal en 1987 –en el que se prohibió el uso de CFC– o la serie de Conferencias de las Partes (COP) sirven para articular la información encontrada gracias al modelado molecular con el sistema de regulación de industrias. “Nosotros proveemos información sobre si estos gases pueden o no ser gases de infecto invernadero, y, además, conocemos cómo se dan estas reacciones en la alta atmósfera”, indica el experto. “Yo en los últimos años he trabajado con compuestos que tienen azufre y flúor, y hemos aportado datos termodinámicos muy importantes que utiliza la NASA o entidades que trabajan con este tema para montar modelados y hacer predicciones sobre las variaciones del clima”, añade.

A pesar de utilizar computadoras sofisticadas, la complejidad de los cálculos hace que los tiempos para procesar ciertos modelos varíen entre 20 días y dos años. Aunque en nuestro país este rubro es un campo poco explorado, cursos como el dictado por Buendía-Atencio en la PUCP –financiado gracias a las becas que otorga la Alianza del Pacífico– son fundamentales para iniciar la investigación en un tema que nos concierne a todos.

Cristian Buendía-Atencio, profesor asistente en la Universidad Antonio Nariño (Colombia)

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