Un investigador andaluz, en el proyecto CLOUD de la Organización Europea para la Investigación Nuclear

El investigador Ismael K. Ortega, en su laboratorio.

El doctor por la Universidad de Jaén Ismael K. Ortega, investigador de la Universidad de Lille (Francia), ha participado en un estudio dentro del proyecto Cosmics Leaving OUtdoor Droplets (CLOUD) desarrollado en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear), que tiene entre sus objetivos descubrir los compuestos envueltos en la formación de partículas atmosféricas y el papel de los rayos cósmicos en este proceso.

Las partículas, sólidas o liquidas, suspendidas en la atmósfera se conocen como aerosoles. Estas partículas juegan un papel fundamental en el clima. Directamente, reflejando parte de la radiación que llega del sol e indirectamente, actuando como núcleos de condensación para la formación de nubes. El papel de los aerosoles en el balance radiativo de la tierra es una de las mayores fuentes de incertidumbre en los modelos climáticos globales. La mayor parte de esta incertidumbre reside en el proceso de formación de estas partículas desde la fase gaseosa, también conocido como nucleación. Hoy en día se conoce que hasta el 50% de las partículas atmosféricas se originan por condensación de gases presentes en la atmósfera, pero la identidad de esos gases es aún desconocida.

El experimento CLOUD nació para descubrir qué gases estaban detrás de la formación de esas partículas, y sobre todo, como influían los rayos cósmicos en este proceso. “Así, la finalidad de este experimento es evaluar la influencia de los rayos cósmicos en la formación de nubes y descubrir qué compuestos están envueltos en este proceso, lo que es fundamental para mejorar los modelos climáticos y permitir una mejor previsión del clima futuro”, asegura el investigador.

La investigación en la que ha participado Ismael K. Ortega, publicada recientemente en la prestigiosa revista Nature (http://www.nature.com/nature/journal/v502/n7471/full/nature12663.html), supone un avance sin precedentes en el campo de las ciencias atmosféricas, ya que ha descubierto que uno de los principales mecanismos de formación de partículas en la atmosfera es la nucleación de ácido sulfúrico y dimetilamina (DMA).

Hasta ahora se sabía que el ácido sulfúrico jugaba un papel clave en la nucleación atmosférica, aunque sin embargo también se sabía que por sí solo no era capaz de explicar las tasas de formación de partículas observadas en la atmosfera. De unos años a esta parte se han propuesto distintos compuestos capaces de asistir al ácido sulfúrico en la formación de partículas. De hecho, el amoniaco se investigó como posible potenciador de la nucleación en un trabajo anterior en el mismo experimento CLOUD, pero los resultados no fueron capaces de explicar las observaciones atmosféricas. Sin embargo, las aminas combinadas con el ácido sulfúrico sí que son capaces de producir partículas al mismo ritmo que la formación observada en la atmosfera. Además, en presencia de aminas, el papel de los rayos cósmicos en la formación de partículas atmosféricas es menor. Este descubrimiento es clave, porque hasta ahora no se habían tenido en cuenta las emisiones de aminas en los modelos climáticos globales, solo las de dióxido de azufre (precursor del ácido sulfúrico en la atmosfera). En el futuro se prevé un descenso en las emisiones de dióxido de azufre, por lo que todos los modelos consideraban que la formación de partículas descendería en el futuro. Sin embargo, es muy probable que las emisiones de aminas se incrementen en el futuro, ya que se planea su uso para capturar CO2 en las plantas eléctricas. “Gracias a los resultados del experimento CLOUD, el efecto de las aminas en la formación de partículas atmosféricas podrá ser incluido en los modelos climáticos globales y se podrá evaluar el impacto de las técnicas de captura de CO2 con aminas en el clima”, explica.

Trayectoria

Ismael K. Ortega estudió la Licenciatura de Química en la Universidad de Jaén (2000), donde también inició su carrera investigadora, concretamente en el Departamento de Química Física, gracias a una beca doctoral para realizar su trabajo conjuntamente con el Departamento de Física Molecular del Instituto de Estructura de la Materia en Madrid. El mismo versó sobre el estudio de las nubes estratosféricas polares y su papel en la destrucción de la capa de ozono, defendiendo su tesis en 2006 en la UJA. En 2007 llegó a la Universidad de Helsinki con un contrato post-doctoral para estudiar la nucleación atmosférica. Tras un año de estancia en el ITM en Estocolmo, en 2011 comenzó a trabajar directamente en el experimento CLOUD.

Desde noviembre de 2013 trabaja en la Universidad de Lille (‘Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules’), donde estudia el papel de las emisiones de partículas de los motores de aviones y sus consecuencias en la formación de nubes, en colaboración con el laboratorio aeroespacial francés, aunque sigue ligado al proyecto CLOUD. “Es un honor poder trabajar en el experimento más importante de la historia en mi campo y haber podido colaborar en el principio de la solución del misterio de la nucleación atmosférica”, comenta Ismael K. Ortega.