Un estudio sobre cómo las moléculas orgánicas en la atmósfera afectan a la formación de nubes ha descubierto que un componente principal del biodiesel, el oleato de metilo, reacciona con el ozono sorprendentemente rápido.  

Así contrarresta el crecimiento de las gotas de agua provenientes de emisiones, lo que a su vez inhibe la formación de nubes y, por lo tanto, afecta al ciclo del agua de una manera muy compleja.  

La investigación, publicada en la revista ‘Physical Chemistry Chemical Physics’, la realizó un equipo internacional de científicos que trabajan en el Instituto Laue-Langevin (ILL), en Grenoble, Francia. El oleato de metilo es un material orgánico que se está produciendo en cantidades mayores hoy en día debido a la fama cada vez más popular de los ésteres metílicos de los ácidos grasos (FAME, por sus siglas en inglés), conocidos como biodiésel.  

El uso generalizado de estos materiales potencialmente aumenta su concentración en la atmósfera, acumulándose de forma natural en la superficie del agua y, por lo tanto, pueden reducir la tensión superficial de las gotas de agua. Los tensioactivos son importantes en la formación de nubes porque la reducción de la tensión superficial hace que las gotas crezcan más grandes, produciendo nubes y precipitaciones, de forma que sin ningún tipo de surfactantes, estas gotas sólo podrían crecer lo suficiente como para formar nubes más arriba en la atmósfera.

El equipo realizó experimentos de reflectometría de neutrones con el poderoso instrumento ‘FIGARO‘ en el ILL. Las mediciones de la intensidad de los neutrones reflejados durante la reacción permitió a los científicos determinar cómo la concentración de las moléculas en la superficie cambió con el tiempo y, por lo tanto, la susceptibilidad de este material orgánico al ataque oxidativo.

La investigación utilizó neutrones para abordar dos cuestiones importantes, cómo de rápido se perdió el oleato de metilo oxidado en la interfaz aire-agua y si los productos de oleato de metilo permanecieron en la superficie de las gotas, entraron en el agua o se evaporaron en el aire. El estudio encontró que el oleato de metilo se degrada diez veces más rápido que el ácido oleico, una molécula que se encuentra en la atmósfera generada a partir de la cocción de la carne.

También mostró que la capa inicial de surfactante en la interfase aire-agua se erradica de manera eficiente desde la superficie cuando se expone al ozono. El mecanismo se atribuyó a la reacción del ozono con un doble enlace carbono-carbono en oleato de metilo, rompiendo su columna vertebral y partiendo la molécula a la mitad. Esta reacción de oxidación hace que el oleato de metilo casi hasta pierda por completo sus propiedades surfactantes. En la atmósfera esto daría lugar a gotas de agua que crecen más lentamente.

«Los neutrones mostraron que que el tensioactivo desaparece de la interfase aire-agua con sorprendente rapidez -afirma el autor principal del estudio y profesor de la Universidad de Reading, en Reino Unido, Christian Pfrang–. El tensioactivo no es estable en la superficie en presencia de ozono, lo que significa que la tensión superficial se incrementa y el crecimiento de las gotas podría ralentizarse, dificultando la formación de nubes. Además, los productos no son estables en absoluto en la superficie de la gota».

El siguiente paso en la investigación es examinar el comportamiento de diferentes tensioactivos y sus mezclas cuando se exponen al ozono y otros oxidantes que se encuentran en la atmósfera. «Estamos combinando reflectometría de neutrones con el modelado computacional», concluye Federica Sebastiani, estudiante de doctorado en ILL que trabajó en ‘FIGARO’.EL ECONOMISTA.