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    Investigador modela las transformaciones clave que experimentan las emisiones en la atmósfera

    El estudiante de doctorado Josh Moss trabaja en el Laboratorio Parsons, donde se enfoca en reacciones químicas orgánicas en la atmósfera que contribuyen significativamente a la formación de smog. Crédito:Taylor De Leon

    Josh Moss es un Ph.D. estudiante en el laboratorio del profesor Jesse Kroll, donde estudia química atmosférica y examina la química de gases y partículas en la atmósfera que los humanos están liberando y sus interacciones con partículas existentes en la atmósfera. Se centra en las reacciones químicas orgánicas que ocurren en la atmósfera y que contribuyen significativamente a la formación de smog. En el laboratorio, Utiliza una cámara atmosférica controlada para realizar experimentos físicos sobre las reacciones en fase gaseosa que se originan a partir de partículas de smog. Moss también trabaja en modelos informáticos para la generación y predicción de reacciones químicas. Su investigación se ocupa de los productos químicos que se encuentran comúnmente en las grandes ciudades urbanas como Los Ángeles, Houston, y Ciudad de México, y está interesado en las implicaciones que estas micropartículas tienen sobre la salud humana y el cambio climático.

    P:¿Cuáles son las implicaciones de su investigación en el mundo real?

    A:principalmente, gran parte de lo que estudio está relacionado con la contaminación urbana. Actualmente, mi trabajo se centra en comprender los impactos que la gasolina, emisiones de coches, y las emisiones de las centrales eléctricas sobre la formación de smog, y qué impactos pueden tener en el futuro del medio ambiente. Debido a la complejidad del ambiente, es difícil romper todas las reacciones químicas que conducen a la formación de smog, razón por la cual esto se ha convertido en el foco de nuestra investigación ahora.

    Me ocupo principalmente de productos químicos urbanos porque generalmente se han investigado menos que los productos químicos emitidos biológicamente, y el smog urbano tiene efectos adversos sobre la salud humana en ciudades densamente pobladas. En términos de salud humana, Las pequeñas partículas de smog son generalmente dañinas para que las personas las inhalen porque pueden provocar diversas enfermedades, como insuficiencia cardíaca, carrera, enfermedad pulmonar, y ciertos tipos de cáncer. La mayor fuente de incertidumbre en los modelos climáticos globales está en estas pequeñas partículas. Ahora, no estamos seguros exactamente en qué grado las partículas están afectando la temperatura y el clima de la Tierra. Lo que sí sabemos es que algunas partículas pueden dispersar la luz solar, que enfría la Tierra. Por otra parte, las partículas más oscuras absorben la luz solar y pueden calentar la Tierra. Además de esto, muchas partículas conducen a la formación de nubes, lo que contribuye tanto al enfriamiento como al calentamiento de la Tierra.

    Los seres humanos están aumentando la concentración de partículas en la atmósfera de forma regular. Por ejemplo, las partículas diminutas pueden originarse por combustión o por partículas que se forman a partir de sustancias químicas que han reaccionado en la atmósfera, conocido como aerosol orgánico secundario. A lo largo de sus reacciones, tienden a pegarse con otros productos químicos. Aunque no se emiten como partículas, debido a las reacciones químicas que sufren, se forman partículas. Comprender el aerosol orgánico secundario es realmente el núcleo de mi investigación. Por ejemplo, si miras una foto de Los Ángeles, la formación de smog sobre la ciudad es extremadamente visible porque hay una gran cantidad de personas en un área concentrada con innumerables autos. La combinación de emisiones de gases junto con las cálidas, el clima soleado crea las condiciones perfectas para formar una gran cantidad de partículas de smog. Esto es lo que realmente me interesa cuando se trata de mi investigación.

    P:¿Qué oportunidades ha tenido para profundizar en su investigación?

    R:Me ofrecieron la oportunidad de ir a París el verano pasado, lo que me ha llevado a la siguiente fase emocionante de mi investigación, modelado por computadora. Estamos colaborando con un laboratorio en París que ha desarrollado un software único llamado GECKO-A que puede predecir reacciones químicas en la atmósfera. dándome una nueva vía para seguir en mi investigación. El profesor Kroll escribió una beca, financiado por MIT International Science and Technology Initiatives con el laboratorio en París, eso me permitió viajar a Francia durante casi un mes para aprender a utilizar el software. El software es muy complejo, confiando en el conocimiento de la química cuántica para predecir reacciones. Jesse y yo estamos emocionados por lo que esto puede decirnos sobre la atmósfera que los experimentos no pueden.

    La atmósfera es posiblemente el sistema químico más complejo de la Tierra, lo que lo hace increíblemente difícil de estudiar. Después de varias horas de reacción, una sola especie química puede transformarse en millones de sustancias químicas diferentes. Aunque realizamos experimentos en una cámara atmosférica controlada en nuestro laboratorio, es imposible medir y cuantificar cada sustancia química que se genera durante una secuencia de reacción. Para profundizar en mi investigación, Jesse y yo creemos que el mejor curso de acción es comparar nuestros resultados experimentales con los resultados de la simulación del modelo para mejorar ambos conjuntos de datos. Los modelos pueden darnos una visión detallada de las diferentes vías químicas relacionadas con la formación de smog, y los datos experimentales pueden servir para fundamentar los resultados del modelo en nuestra realidad observable.

    P:¿Cuál es el siguiente paso para ti?

    R:Todavía estoy trabajando para terminar mi tesis, sin embargo, mis metas a largo plazo incluyen convertirme en profesor. Me encanta enseñar y realizar investigaciones, así que seguir una carrera como profesor encaja perfectamente con mí. He tenido varias oportunidades de asistir a clases de TA aquí en el MIT, incluyendo la clase de Experiencia Ambiental de Investigación Itinerante (TREX), donde fui a Hawaii con estudiantes universitarios para estudiar las emisiones volcánicas. TREX fue una de las experiencias de enseñanza más gratificantes, y espero llevar la emoción y la alegría que sentí de TREX a todos mis futuros esfuerzos de enseñanza.

    Más recientemente, He estado reflexionando sobre algunas otras posibles trayectorias profesionales. Me interesan las leyes ambientales y las políticas públicas porque me permitirían aplicar mis investigaciones y conocimientos para ayudar a dar forma a las políticas que protegen nuestro medio ambiente. Soy un apasionado de la política, y me ha preocupado el cada vez menor liderazgo de Estados Unidos en el escenario mundial, específicamente en temas relacionados con el cambio climático. Creo que los científicos deberían asumir un papel más directo en la configuración de políticas críticas, y estaría feliz de contribuir en todo lo que pueda. Mi principal pasión radica en educar e informar a las personas sobre los desafíos ambientales difíciles y, a menudo, muy matizados que enfrentamos. He dado varias charlas públicas en el área de Boston, y organizó una variedad de clases para estudiantes de secundaria y preparatoria que creo que es de vital importancia para nuestro futuro colectivo. Creo que el camino para mejorar nuestro medio ambiente, y más ampliamente nuestro mundo, radica en la educación. Si puedo comunicar mi entusiasmo por las ciencias ambientales y la química a los demás, Lo consideraré un trabajo bien hecho.

    Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.




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