El leviatán y la atmósfera II: la ciencia y la política de la lluvia ácida y la capa de ozono desde finales del siglo XX

El leviatán y la atmósfera II: la ciencia y la política

de la lluvia ácida y la capa de ozono desde finales

del siglo XX

Heber Vázquez Jiménez

Resumen

¿Es capaz la humanidad de afectar la atmósfera de la Tierra? Aunque el

planeta es enorme no es infinito, y los seres humanos somos capaces de

afectarlo, tal como se demostró durante las décadas de 1970 y 1980 con los

descubrimientos científicos de la lluvia ácida y el agujero en la capa de ozono

de la atmósfera (temas que abordaremos en este texto) así como con el

cambio climático por calentamiento global que revisaremos en un tercer

artículo. Aquí revisaremos cómo el desarrollo industrial y la rivalidad política

y tecnológica de los países más poderosos del mundo a finales del siglo XX,

generaron cambios en la atmósfera terrestre que ponen en riesgo la vida en

el planeta. Estos cambios dieron lugar a la creación de instituciones

internacionales encargadas de establecer políticas para evitar modificaciones

antropogénicas catastróficas en la atmósfera terrestre.

Palabras clave: lluvia ácida, transporte supersónico, capa de ozono,
clorofluorocarbonos, Mario Molina

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¿Si las gotas de lluvia fueran de óxidos de nitrógeno y azufre?
La contaminación atmosférica causada por procesos de producción industrial
no es algo nuevo, se remonta al menos a la llamada primera revolución
industrial (ver en Cienciorama “Las primeras cinco revoluciones industriales”)
que fue posible por desarrollos tecnológicos como la máquina de vapor, por
acciones político-económicas (imperialismo proteccionista) y por el uso
intensivo de un combustible fósil de fácil acceso para los habitantes de las
islas británicas: el carbón mineral. Estos procesos industriales no sólo
incrementaron el poder y la riqueza del Reino Unido sino también la
preocupación por los efectos del desarrollo industrial sobre la salud y el
ambiente.

En la época de mayor poder del Imperio británico, a mediados del siglo XIX,
el químico inglés Robert Angus Smith, después de ver el esmog en la
industrial ciudad de Manchester, se puso a investigar los cambios en el agua
y el aire causados por la industria, para buscar la manera de reducir los
posibles efectos negativos sobre la salud humana. En 1851 Smith descubrió
que el aire de varias poblaciones británicas contenía ácido sulfúrico y en
1859 logró determinar su origen: el azufre contenido en el carbón mineral, la
principal fuente de energía de la sociedad inglesa. En su artículo “Sobre el
aire de las ciudades” de 1859, Smith utilizó por primera vez el término lluvia
ácida y en su libro de 1872 Aire y lluvia: los orígenes de una climatología
química, concluyó que la lluvia acidificada afectaba el crecimiento de cultivos
y las construcciones de piedra, cemento y metal.

En el Reino Unido, desde 1863 se implementaron leyes para tratar de reducir
los vapores tóxicos producidos por las industrias, tarea que durante un siglo
se vio como una medida contra un problema meramente local. Sin embargo,
desde mediados del siglo XX —época en la que comienza el aumento
exponencial y sostenido de energía, fenómeno que algunos científicos e
historiadores han llamado la gran aceleración (ver en Cienciorama

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“Bienvenidos al Antropoceno”)— los efectos ambientales de la lluvia ácida
volvieron a ser objeto de investigación científica y comenzaron a ser un gran
problema político internacional cuando la precipitación ácida comenzó a
traspasar fronteras. Estos problemas ambientales devinieron en políticos en
una época en que la confrontación ideológica, política, científica, industrial y
tecnológica dividió al mundo entre los modelos de producción capitalistas y
socialistas: la guerra fría. Sin embargo, esa división no implicaba situaciones
ambientales muy distintas, pues tanto los países occidentales como los del
bloque socialista recurrían a la quema de grandes cantidades de
combustibles fósiles y al uso intensivo de recursos naturales para satisfacer
sus necesidades sociales y tratar de alcanzar la hegemonía política mundial.

Durante la década de 1960, los países escandinavos fueron los primeros en
investigar las consecuencias ambientales negativas causadas por las
emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) y azufre (principalmente SO2 y SO3)
que salían de las chimeneas de las centrales eléctricas de países cercanos
como Inglaterra y la hoy extinta Unión de Repúblicas Socialistas Soviéticas
(URSS). Sin embargo esa información pasó relativamente desapercibida
hasta que en la década de 1970 se descubrió en Estados Unidos que varios
bosques alejados de centros urbanos e industriales estaban siendo afectados
por cambios en el pH del agua de lluvia, la cual había sido contaminada por
los óxidos emitidos por la quema de carbón mineral a kilómetros de
distancia.

En 1976 en Canadá y en Noruega se reportaron daños a los ecosistemas
lacustres causados por nieve y lluvia ácida. Dichos estudios proporcionaron
evidencia necesaria para que se tomaran acciones políticas para limitar las
emisiones de óxidos de azufre y nitrógeno; así, en 1979 se aprobó en
Ginebra la Convención sobre Contaminación Transfronteriza de Largo
Alcance para tratar de solucionar el problema en Europa. Un año después, en
parte por la presión política ejercida por el gobierno canadiense que

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reclamaba a su país vecino limitar las emisiones de óxidos, el gobierno de
Estados Unidos firmó la Ley de Precipitación Ácida que estableció un
programa de investigación de mediano plazo para investigar los efectos de la
lluvia ácida sobre el ambiente y la salud humana.

Y fueron felices hasta… la siguiente elección presidencial
Los datos científicos sobre la lluvia ácida eran incontrovertibles: existían
daños ambientales que comprometían la salud humana y de ecosistemas
completos, pero la solución a tales problemas no era algo que se decidiera
exclusivamente con evidencia científica, sino que requería acciones políticas
concretas y partidarias, es decir, parciales; y ese es un terreno pantanoso
para la ciencia pues hay otros actores sociales que pueden influir
fuertemente en la toma de decisiones.

Aquí utilizamos la metáfora que el filósofo Thomas Hobbes usó para
comparar la organización política moderna con una bestia de poder soberano
sin igual: el leviatán. Y es pertinente señalarlo pues con la llegada al poder
de Ronald Reagan en 1980, cambió la disposición del gobierno
estadounidense de limitar las emisiones de óxidos de azufre y nitrógeno para
disminuir la lluvia ácida y evitar la destrucción de la capa de ozono y el
cambio climático (que veremos en una tercera entrega) El leviatán
norteamericano propuso un comité gubernamental para revisar los datos
científicos sobre la lluvia ácida y las posibles soluciones. En 1984 apareció el
Reporte del panel de revisión por pares sobre la lluvia ácida donde al
contrario de los resultados de dos décadas de investigación científica
internacional, se afirmaba que los datos científicos eran insuficientes, no
concluyentes; y que, además, las medidas tomadas podrían causar una crisis
económica. Este episodio es sólo una muestra de lo complicado que es emitir
un juicio experto que permita conciliar algunos intereses económicos y
científicos dentro de las instituciones políticas, pues esos intereses son

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resultado de actividades que permiten obtener beneficios materiales para las
sociedades.

La respuesta política al problema de la lluvia ácida se puso en marcha en
EUA hasta 1990 después del mandato de Ronald Reagan, y no fue la
limitación directa de las emisiones de óxidos de azufre y nitrógeno sino la
aplicación de un modelo de mercado que consistía en que el leviatán
establecía la cantidad máxima de contaminación en su territorio y
posteriormente las cuotas de emisiones que vendería a las empresas
generadoras de electricidad, que a su vez, podían utilizar o revender (ver en
Cienciorama “Artilugios financieros y realidades ambientales I. Los
artilugios”). Este polémico modelo no significaba sino la compra-venta del
derecho a contaminar con base en una cantidad máxima de emisiones
establecida por el poder político y no necesariamente siguiendo las
recomendaciones de la comunidad científica (ver en Cienciorama “¿Es el
medio ambiente un producto de lujo?”). Sin embargo, la aplicación de esa
legislación basada en incentivos económicos, logró controlar la situación,
aunque no solucionarla por completo.

Más rápido que el sonido a costa del ozono
Durante los años de guerra fría la atmósfera terrestre no sólo se convirtió en
un nuevo campo de batalla sino también en escenario para presentar los
avances aeronáuticos de las superpotencias. La carrera espacial permitió el
desarrollo de motores con empuje suficiente para colocar naves en órbita y
diseñar aeronaves capaces de superar la barrera del sonido. Los aviones
supersónicos y las lanzaderas espaciales reutilizables plantearon durante la
década de 1970, enigmas sobre los efectos de nuevas sustancias químicas
sintéticas (es decir, creadas por los seres humanos) utilizadas como
combustibles, sobre todo, por el uso de cloro, un elemento bastante reactivo.

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Desde finales de la década de 1940 se desarrollaron aeronaves
experimentales con motores capaces de superar la velocidad del sonido
(aproximadamente 344 m/s en el aire a 20° C), como el Bell-X1, pero fue
hasta la década de 1960 que varias empresas aeronáuticas en EUA, el Reino
Unido y Francia comenzaron a diseñar un avión supersónico para el
transporte de pasajeros, una empresa técnicamente complicada y
económicamente desgastante. En 1963 el entonces presidente
estadounidense John F. Kennedy ordenó que el gobierno otorgara apoyo
financiero al proyecto de la empresa Boeing, pero los costos de producción
eran tan elevados que hacia 1971 el proyecto estadounidense se canceló.

Además del alto costo económico, también había una oposición ambientalista
al transporte supersónico tanto de grupos de ciudadanos estadounidenses
preocupados por la contaminación auditiva y atmosférica, así como
organizaciones como el Sierra Club. Esta oposición se documentaba
científicamente, por ejemplo con los cálculos del químico Harold Johnston, de
la Universidad de California, de los posibles impactos de una hipotética flota
de más de cien aviones volando a una altura de 20 kilómetros sobre el nivel
del mar. Según ellos además de producirse bióxido de carbono (CO2) se
produciría mucho vapor de agua(que podría influir en la temperatura de la
atmósfera y afectar el clima, y óxidos de nitrógeno (NOx) que a esa altura
podrían destruir las moléculas de ozono (O3) atmosférico que absorben la
radiación ultravioleta proveniente del Sol y evitan que llegue a la superficie
terrestre donde, entre otras cosas, puede causar daños en el ADN y cáncer
de piel.

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Fig. 1 Capas de la atmósfera y altitud comparada de vuelos de diferentes aeronaves,
incluyendo el transporte supersónico. (Fuente: elaboración propia a partir de:
http://bit.ly/2ObHMw1)

Si bien el proyecto estadounidense de un transporte supersónico se canceló,
no ocurrió así con en el proyecto anglo-francés (Concorde) ni el de la URSS
(Túpolev Tu-144), cuyos efectos ambientales no fueron catastróficos entre
otras cosas por la reducida cantidad de aviones que se construyeron y
operaron.

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Fig. 2 Imágenes de los aviones de pasajeros supersónicos “Concorde” (arriba) y Tu-144
(abajo). (Fuentes: http://bit.ly/35rx1vh y http://bit.ly/2XECL1R)

Agujeros en el cielo
Afortunadamente los efectos de los leviatanes supersónicos sobre la
atmósfera no fueron graves, pero despertaron la inquietud científica sobre
las moléculas que podrían afectar la capa de ozono, en particular los
compuestos de cloro de origen natural como los expulsados en las
erupciones volcánicas y los emitidos por fuentes domésticas, industriales y
aeroespaciales.

En 1974 se publicaron un par de estudios sobre la posible existencia de una
reacción en cadena entre compuestos de cloro y el ozono estratosférico
impulsada por la radiación ultravioleta. El físico Richard Stolarski y el
climatólogo Ralph Cicerone, investigadores asociados del Laboratorio de
Investigación de Física Espacial de la Universidad de Michigan, estaban
preocupados por los compuestos de cloro que el combustible sólido de
cohetes y en particular el de una lanzadera espacial reutilizable que era

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desarrollada en ese momento por la Administración Nacional de Aeronáutica
y del Espacio de los EUA (NASA, por sus siglas en inglés), podrían liberar en
la estratosfera.

Mario Molina y Sherwood Rowland investigaron por su parte los
clorofluorocarbonos (CFC), sustancias sintéticas que cerca de la superficie
terrestre son inertes (es decir, no reaccionan químicamente con otras
sustancias o moléculas), estables y volátiles. Una de las preocupaciones de
estos científicos era que la atmósfera no podría acumular infinitamente los
cientos de toneladas de CFC sintetizadas cada año a nivel mundial,
moléculas cuya vida promedio estimaron sería de entre 40 y 150 años.
Demostraron además que lo único que podía desintegrar tales moléculas era
la luz ultravioleta. Esto significaba que al llegar a la estratosfera se
desintegraban y daban origen a una reacción en cadena que destruiría la
capa de ozono.

Fig. 3. Agujero en la capa de ozono sobre la Antártida hacia 1985. (Fuente:
http://bit.ly/2KFX9dI)

Pese a la temprana advertencia de Molina y Rowland —quienes
posteriormente recibieron el premio Nobel de química por su investigación—,

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pasarían once años para que la revisión de los datos satelitales e
instrumentales demostrara que en efecto existía un enorme agujero en la
capa de ozono sobre la Antártida, hecho que causó alarma y una gran
movilización política. En 1985 se reunió el Programa Ambiental de Naciones
Unidas (UNEP, por sus siglas en inglés) para discutir las medidas necesarias
para proteger la capa de ozono. Las negociaciones se extendieron durante un
par de años hasta que en septiembre de 1987 en Montreal, Canadá, se firmó
un Protocolo de acción política para que cada país garantizara la reducción
progresiva de la cantidad de sustancias que agotan la capa de ozono
producidas industrialmente en sus territorios, por ejemplo los propelentes
para latas de aerosoles utilizados también en los sistemas de refrigeración
doméstica e industrial. Con esta medida se logró un acuerdo político y
científico exitoso y sin precedentes que logró estabilizar el agujero en la capa
de ozono sobre la Antártida.

Fig. 4 Mario Molina recibiendo el premio Nobel de química en 1995 (Fuente:
http://bit.ly/2qBj6Up)

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La tarea pendiente por resolver: el cambio climático
El Protocolo de Montreal sigue siendo único, ni antes ni después se ha
logrado un consenso político tan amplio ni medidas prácticas tan efectivas en
poco tiempo con base en información científica acerca de un problema
ambiental con efectos negativos potenciales sobre toda la humanidad. Como
lo veremos en el siguiente artículo, a pesar de que este acuerdo internacional
se convirtió en un modelo para las acciones de protección ambiental, su
imitación en otros contextos no fue tan efectiva, tal como ocurrió
posteriormente en las discusiones sobre otro problema causado por el
metabolismo social del leviatán: el cambio climático.

Referencias

Divulgación:
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de Cultura Económica (Col. La ciencia para todos No. 61)

2. Oreskes, Naomi; Conway, Erick M., (2018): Mercaderes de la duda: Cómo un puñado
de científicos ocultaron la verdad sobre el calentamiento global [2011], Madrid,
Capitán Swing

3. Schifter, Isaac; González-Macías, Carmen, (2015): La Tierra tiene fiebre [2005],
México, Fondo de Cultura Económica (Col. La ciencia para todos No. 211)

Especializada:
4. Gorham, Eville (1982): “Robert Angus Smith, F.R.S., and ‘Chemical climatology’”, en:
Notes and Records: The Royal Society Journal of the History of Science, Vol. 36, No. 2,
pp. 267-272. [DOI: 10.1098/rsnr.1982.0016]

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6. Howe, Joshua P., (2014): Behind the Curve. Science and Politics of Global Warming,
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7. Jacobson, Mark Z., (2002): Atmospheric pollution: History, science and regulation,
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8. Molina, Mario J.; Rowland, F. Sherwood, (1974): “Stratospheric sink for
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9. Oppenheimer, Michael; Oreskes, Naomi; Jamieson, Dale; et al. (2019): Discerning
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Londres, The University of Chicago Press.

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10. Reed, Peter, (2014): Acid Rain and the Rise of the Environmental Chemist in
Nineteenth-Century Britain: The Life and Work of Robert Angus Smith, Farnham (RU) y
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11. Stolarski, Richard S.; Cicerone, Ralph J., (1974): “Stratospheric Chlorine: A possible
Sink for Ozone”, Canadian Journal of Chemistry, Vol. 52, No. 8, pp. 1610-1615

Imagen de portada: creación propia del autor a partir de:
http://bit.ly/2OwaGWo
http://bit.ly/339Okzj

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