Siempre se dice que cuando llueve se limpia la atmósfera. El agua que cae de las nubes arrastra hacia el suelo la contaminación y cualquier partícula en suspensión y, tras una buena tormenta, la visibilidad se prolonga muchos kilómetros. Pero la mera existencia de las nubes también contribuye a mantener la atmósfera más libre de elementos contaminantes orgánicos emitidos por la actividad humana. Tal vez sin ellas la polución sería ya insoportable.

Porque científicos españoles acaban de descubrir que en la superficie de las nubes se forman radicales hidroxilos a una velocidad de tres a cuatro veces más rápida de lo esperado. Los hidroxilos son compuestos formados en el transcurso de una reacción química, a partir de la ruptura de una molécula, y constan de un átomo de oxígeno y uno de hidrógeno. Tienen un gran poder reactivo pero son inestables y su vida se mide en milisegundos.

Los radicales hidroxilos son los limpiadores de la atmósfera por excelencia

Los radicales hidroxilos degradan la gran cantidad de compuestos orgánicos que el hombre emite a la troposfera. Son los limpiadores de la atmósfera por excelencia. Ahora sabemos que lo hacen de una manera mucho mayor de lo que se creía.

Investigadores del Instituto de Química Avanzada de Catalunya (del Consejo Superior de Investigaciones Científicas), junto con expertos del Centro Nacional de Investigaciones Científicas de la Universidad de Lorena (Francia) y de la Universidad de Purdue (Estados Unidos) han constatado que la actividad oxidativa de los radicales hidroxilos que se forman en las nubes llega a más que triplicar la esperada.

El ozono que hay en la estratosfera absorbe las radiaciones ultravioleta del sol y nos protege de sus nocivos efectos para la vida sobre la Tierra. Por ello, el adelgazamiento de esta capa debido a la acción de gases emitidos por la actividad industrial llegó a convertirse en una seria amenaza para la humanidad, que tras el cumplimiento internacional del Protocolo de Montreal parece en vías de solución.

Pero, en la troposfera, la parte de la atmósfera que se halla en contacto con la superficie terrestre y se eleva hasta unos 17 kilómetros, el ozono actúa como un contaminante y un gas de efecto invernadero que contribuye al cambio climático. Y la interacción del ozono troposférico con los rayos solares produce una reacción química que da lugar a la generación de los radicales hidroxilos.

“En esta investigación hemos combinado resultados de simulaciones por ordenador con datos experimentales para estudiar la fotoquímica del ozono en la interfase aire-agua y predecir su implicación en la atmósfera de la Tierra”, explica el profesor Josep Maria Anglada, del departamento de Química Biológica y Modelización Molecular del Instituto de Química Avanzada catalán.

El experto ha coordinado al equipo del CSIC que ha participado en el estudio Señales del ozono en la interfase aire-agua e implicaciones fotoquímicas, publicado en la revista de referencia Proceedings of the National Academy of Sciences de Estados Unidos.

Eficacia oxidativa atmosférica

La interfase aire-agua es el punto de contacto entre las moléculas de agua en forma gaseosa y las que están en forma líquida cuando una modificación de las temperaturas impulsa el paso de uno a otro estado. El ozono puede interactuar con el agua tanto en su estado gaseoso como en el líquido en las gotas que se forman en las nubes.

La ruptura de los enlaces químicos de las moléculas de ozono por la acción de la luz del sol (fotólisis) a longitudes de onda menores de 310 nanómetros provoca la reacción con los átomos de oxígeno del agua dando lugar a los hidroxilos, que tienen una eficaz capacidad de degradar los compuestos contaminantes, hacerlos menos tóxicos e incluso eliminar patógenos. Esta reacción, debido a que precisa de la acción solar, se produce solamente de día.

El estudio concluye que gracias a las nubes sufrimos una mucho menor contaminación

Y los resultados “indican que el proceso de absorción del ozono por las nubes es espontáneo y que su actividad fotoquímica convierte la superficie de las nubes en una importante e inesperada fuente de radicales hidroxilos”, anunció Anglada.

Dado que las nubes cubren aproximadamente el 50% de la superficie de la atmósfera, y que numerosos trabajos de campo han constatado que la presencia del ozono en la troposfera y la creación de radicales hidroxilos determinan la eficacia oxidativa atmosférica, el descubrimiento permite concluir que gracias a las nubes sufrimos una mucho menor contaminación que, de no haberse eliminado, habría hecho todavía más rápidos y peores los efectos del calentamiento global. Sin su actividad, “los niveles de contaminación serían insoportables”, apunta el estudio.

Según el químico, “la producción de radicales hidroxilo es un fenómeno que se producía en cantidades muy pequeñas, pero ahora se establece su positiva influencia en la absorción del ozono, ya que hemos visto que se produce a una velocidad de entre tres y cuatro veces más de lo esperado”.

Los radicales hidroxilos pueden quedarse en la superficie de la nube o pasar a la atmósfera. El próximo objetivo de los investigadores es estudiar cómo degradan las sustancias orgánicas, qué sustancias logran eliminar y qué efectos tiene ello sobre el equilibrio químico atmosférico. “La superficie de las gotas de agua puede ser un activo reactor químico que contribuya a la capacidad de oxidación de la troposfera en una escala global”, indica el trabajo.