Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

¿Nos salvarán los radicales?

Rudolf Criegee (1902-1975) fue un químico alemán que se formó en prestigiosas universidades como Tübingen, Greifswald y Würzburg. Lo más notable de su actividad profesional fue su propuesta, realizada en 1953, de explicación del mecanismo de la reacción de la ruptura del ozono, es decir, de la ozonolisis. Para ello, postuló la existencia de una serie de moléculas intermedias que, desde entonces, son conocidas como intermedios de Criegee, relacionadas estrechamente con una serie de reajustes o reordenamiento moleculares, también bautizados con su nombre.

¿Nos salvarán los radicales?
Ilustración :: ÁLEX

NOBELES RADICALES

Dentro de esa línea de trabajo, Criegee investigó una serie de reacciones cíclicas y de mecanismos de reordenamientos también cíclicos llegando a las mismas conclusiones que las obtenidas, de modo independiente, por otros investigadores como el equipo de los científicos americanos Robert Burns Woodward (1917-1979), nacido en Boston, y Roald Hoffmann (1937-), nacido en Polonia, o como el químico japonés Kenichi Fukui (1918-1996). Todos estos descubrimientos eran bien merecedores de un Nobel. Efectivamente fue el de Química, concedido en 1981. Fue otorgado a Roald Hoffmann y a Kenichi Fukui, ya que tanto Criegee como Woodward  habían fallecido con anterioridad,  aunque Woodward ya había sido galardonado previamente con otro Premio Nobel de Química, el de 1965, por sus contribuciones en la síntesis y determinación estructural de productos naturales complejos.

Los intermedios de Criegee, también denominados radicales de Criegee o birradicales de Criegee son estructuras químicas (óxidos de carbonilo) que poseen en la misma molécula dos centros que actúan como radicales libres de forma independiente. Los birradicales de Criegee tienen una vida ultracorta y se pueden formar en la atmósfera terrestre cuando el ozono reacciona con los alquenos, una familia de hidrocarbuross que poseen enlaces dobles entre átomos de carbono contiguos.

Aunque estos birradicales son conocidos desde hace más de medio siglo el estudio de sus propiedades había avanzado muy poco hasta ahora por la incapacidad metodológica e instrumental para su abordaje: su vida media es tan corta y la rapidez de las reacciones en las que intervienen es tan grande que ello hacía su estudio casi imposible. Su existencia estaba postulada pero no se habían podido detectar ni analizar su comportamiento y hasta el año 2008 no se había observado ningún intermedio de Criegee gaseoso. Ahora, la situación ha cambiado.

NOVEDADES

Su interés por los intermedios de Criegee y su potencial utilización práctica acaban de adquirir brios al haberse hecho posible su estudio en el laboratorio, descubriéndose que pueden ser muy eficaces para la degradación o destrucción de importantes contaminantes atmosféricos y que su impacto en la troposfera puede ser enorme.

La revista “Science” ha publicado recientemente los resultados de una investigación realizada conjuntamente por científicos británicos de las Universidades de Manchester y de Bristol y por científicos americanos de los Laboratorios Nacionales Sandia de Nuevo Mexico en la que relatan la obtención, detección y propiedades de esos radicales elusivos.

La fabricación en el laboratorio del intermediario más sencillo de los birradicales de Criegge, el óxido de formaldehido (CH2OO) la consiguieron  usando un intenso haz de luz láser sobre una mezcla de diiodometano, rompiendo dos enlaces con la formación de un birradical, que al reaccionar con oxígeno molecular formaba óxido de formaldehido.

Para detectar los radicales utilizaron un dispositivo especial de espectrometría de masas que aprovecha la radiación emitida por un sincrotrón de tercera generación del Lawrence Berkeley National Laboratory de Estados Unidos, una organización dependiente de Lockheed-Martin y del Departamento de Energía de  Estados Unidos. La técnica usada permitió discernir y eliminar entre las formas isoméricas formadas, es decir entre las especies que poseen los mismos átomos pero con diferentes ordenaciones. Así, por ejemplo, el óxido de formaldehido (CH2OO) se pudo distinguir de su isómero más estable, él ácido fórmico (HCOOH). 

CONSECUENCIAS

La consecuencia global es que los expertos opinan que los radicales de Criegee tienen un gran potencial para conseguir que con su uso no sólo se evite el calentamiento de la Tierra sino que contribuya a su enfriamiento

Posiblemente, lo más importante de la investigación ha sido comprobar que los birradicales, bien los producidos en el laboratorio o los originados en la troposfera por la acción del ozono sobre los alquenos, son extremadamente eficaces en la destrucción de contaminantes importantes participantes en el proceso de calentamiento global como son el dióxido de azufre o del dióxido de nitrógeno de la atmósfera. La velocidad de su destrucción en el laboratorio ha resultado ser mucho más rápida de la que se suponía. 

Por otra parte,  la oxidación del óxido de azufre es el origen de las especies sulfato, que sirven para nuclear aerosoles atmosféricos, es decir, que  la reacción de los radicales de Criegee con los contaminantes no solo destruye a esos contaminantes sino que favorece la formación de aerosoles constituidos por pequeñas partículas que reflejan la radiación solar renviándola al espacio, contribuyendo al enfriamiento o al no calentamiento de la Tierra.

Teniendo en cuenta que los ecosistemas terrestres son responsables de la producción de más del 90% de los alquenos que en la troposfera reaccionan con el ozono para formar radicales de Criegee, otra consecuencia de los descubrimientos actuales es la de hacernos conscientes del valor de esos ecosistemas y de la necesidad de conocer sus posibilidades de su potenciación.

A los científicos se les abre un largo camino por delante: estudiar más intermedios diferentes de Criegee; medir sus reacciones con otros componentes atmosféricos en diferentes condiciones, sobre todo de temperatura; estudiar la potenciación de los ecosistemas productores de alquenos; investigar los efectos de la fabricación y liberación a la atmósfera de grandes cantidades de radicales de Criegee, etc.

Más en:
http://www.msnbc.msn.com/id/45975663/ns/technology_and_science-science/#.TxCB1PmGmSo