Ricordando il Protocollo di Montreal

Fino ai primi anni '70 si poteva dire che, come la politica, tutta la chimica era locale. Le cose sono cambiate in modo drammatico con una serie di scoperte riguardanti gli effetti globali di una famiglia di sostanze chimiche chiamate clorofluorocarburi o CFC. Questi composti avevano svolto un ruolo chiave nella rivoluzione chimica di metà secolo, consentendo innovazioni come refrigerazione sicura, deodoranti aerosol economici e aria condizionata diffusa. Commercializzati per la prima volta da DuPont nei primi anni '30 con il nome commerciale Freon, i CFC sembravano essere la perfetta sostanza chimica industriale: non tossici, non infiammabili e inodori. Ma nel 1973, una coppia di chimici dell'Università della California, Irvine-Sherwood Rowland e il suo collega post-dottorato Mario Molina, iniziarono a esplorare il destino dei gas CFC che venivano emessi nell'atmosfera. Molina iniziò le indagini sui CFC nell'ottobre di quell'anno e, entro Natale, i ricercatori ebbero la loro risposta: i CFC si stavano scomponendo nello strato di ozono atmosferico, che inizia a 15 chilometri sopra la terra, termina circa 30 chilometri dopo e assorbe molto della micidiale radiazione ultravioletta del sole.

I chimici Mario Molina (in alto a sinistra) e Sherwood Rowland, mostrati nel 1976, hanno calcolato che i CFC utilizzati negli aerosol, nella refrigerazione e nell'aria condizionata stavano distruggendo lo strato di ozono.

I ricercatori hanno scoperto che i CFC si diffondevano intatti attraverso la bassa atmosfera, troppo stabili per reagire con la miscela vorticosa di sostanze chimiche intorno a loro. Ma una volta raggiunta la metà stratosfera, al di sopra della maggior parte dello strato protettivo di ozono, l'intensa radiazione solare ha spezzato le molecole di CFC, rilasciando cloro. Due semplici reazioni hanno preoccupato Rowland e Molina: Cl + O3 = ClO + O2, e ClO + O = Cl + O2. Cioè, il cloro (Cl) ha reagito con l'ozono (O3), generando monossido di cloro (ClO), che a sua volta ha reagito con un atomo di ossigeno per rilasciare un altro cloro; il risultato netto è stato che il cloro stava distruggendo l'ozono senza esaurirsi. Quando abbiamo scoperto le reazioni a catena che si verificano nello strato di ozono, ha ricordato Rowland questo autunno, il destino dei CFC è improvvisamente passato da una curiosità scientifica a una preoccupazione ambientale.

Questa storia faceva parte del nostro numero di gennaio 2007

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Il decennio successivo fu controverso per Rowland e Molina, poiché molti nel pubblico in generale, nell'industria chimica e persino nella comunità scientifica espressero scetticismo sul fatto che un gas non tossico potesse essere spruzzato da una lattina (nei primi anni '70, ricorda Rowland, circa due -terzi dei CFC sono stati utilizzati come propellenti nei prodotti aerosol, come i deodoranti) potrebbero avere un impatto significativo sulla composizione dell'atmosfera, molto meno sulla vitalità della vita sulla terra. Se venivi per strada, sembrava ridicolo che i deodoranti per le ascelle potessero avere un effetto globale, dice Rowland.

Nel 1978 gli Stati Uniti hanno vietato l'uso dei CFC nella maggior parte delle applicazioni con bombolette spray. Ma all'inizio degli anni '80, i modelli della chimica atmosferica che coinvolgono i CFC sono diventati sempre più complessi e sono sorte varie domande sulla scienza.

Nel 1985, Rowland e Molina furono vendicati. Scienziati britannici che utilizzano strumenti a terra hanno individuato un buco nello strato di ozono sopra l'Antartico. Successivamente, la NASA ha riferito che c'era un assottigliamento dello strato di ozono sulle aree popolate dell'emisfero settentrionale. Questi risultati hanno dimostrato che la chimica di Rowland e Molina era corretta. Hanno anche fornito prove sorprendenti che i prodotti chimici industriali, emessi in gran parte nei centri abitati industrializzati del Nord America e dell'Europa, potrebbero cambiare l'atmosfera su scala globale.

Diplomazia dell'ozono

Questo settembre segnerà il 20° anniversario del Protocollo di Montreal sulle sostanze che riducono lo strato di ozono, un accordo internazionale che fissa un calendario per il congelamento e poi la graduale eliminazione della produzione di CFC (il trattato del 1987, che imponeva di dimezzare la produzione di CFC nei paesi industriali 1998, è stato successivamente rivisto; la produzione di CFC è stata interrotta negli Stati Uniti entro il 1996). Il Protocollo di Montreal è ampiamente considerato una pietra miliare. Anche il presidente Reagan, non amico dei regolamenti ambientali, lo dichiarò un risultato monumentale quando firmò il trattato.

Due decenni dopo, i progressi verso un accordo internazionale sul controllo dei gas serra hanno raggiunto un punto morto e i confronti sono inevitabili. Ci sono, ovviamente, differenze tra i CFC e i gas, incluso l'anidride carbonica, che causano il riscaldamento globale. Ancora più importante, la produzione di energia che rilascia anidride carbonica guida le economie dei paesi ricchi e poveri. Inoltre, mentre i CFC sono stati prodotti da una manciata di grandi aziende chimiche, le emissioni di anidride carbonica coinvolgono molti settori e applicazioni differenti. La riduzione dei gas serra sarà molto più difficile e richiederà cambiamenti molto più dirompenti dal punto di vista economico.

Ma ci sono anche sorprendenti somiglianze tra CFC e gas serra e lezioni da trarre dal Protocollo di Montreal, in particolare come convincere più paesi, grandi società internazionali e autorità di regolamentazione a concordare una strategia di controllo. Nel suo libro del 1991, Diplomazia dell'ozono , Richard E. Benedick, vice assistente segretario di Stato per l'ambiente, la salute e le risorse naturali sotto il presidente Reagan, ha descritto i compromessi che hanno portato al successo del protocollo di Montreal, descrivendo in dettaglio le incertezze scientifiche e tecnologiche e le controversie politiche che hanno dovuto affrontare coloro che negoziavano esso. Sottolinea che molti elementi della sua storia, in particolare la lotta politica e la necessità di raggiungere un consenso di fronte al dubbio, dovrebbero essere familiari a coloro che tentano di raggiungere un accordo sui gas serra. Come scrive Benedick, il principale negoziatore degli Stati Uniti sul Protocollo di Montreal, nell'edizione rivista del 1998, Specialmente agli apologeti dell'inazione sul fronte climatico, il Protocollo di Montreal può essere descritto come troppo semplice o non replicabile. Ma sebbene sia ovvio che la questione del cambiamento climatico sia più complicata e difficile di quella dello strato di ozono, le differenze sono quantitative piuttosto che qualitative.

In effetti, per un aspetto importante, lo sforzo per ridurre i gas serra è fondamentalmente come lo sforzo per ridurre i CFC: in ogni caso, chi vuole il cambiamento deve motivare l'industria, specialmente le grandi aziende, a sviluppare le tecnologie necessarie per realizzarlo. Uno dei risultati più importanti del protocollo di Montreal è stato che le aziende chimiche hanno visto rapidamente le opportunità di mercato create dall'accordo. Secondo il suo resoconto, DuPont, il gigante chimico con sede a Wilmington, DE che a metà degli anni '80 ha prodotto circa la metà dei CFC prodotti negli Stati Uniti, ha speso $ 500 milioni nei prossimi anni per sviluppare sostituti. All'inizio degli anni '90, DuPont e i suoi rivali del settore, che includevano alcuni dei più grandi produttori chimici del mondo, avevano iniziato a fornire sostituti CFC ai produttori di refrigerazione e condizionamento dell'aria e avevano lanciato massicci progetti di costruzione per costruire capacità aggiuntiva per produrre questi sostanze chimiche.

Anche in questo caso, le differenze tra CFC e gas serra sono notevoli; i nuovi composti potrebbero, più o meno, sostituire direttamente i CFC, ma non esistono sostituti facili per la combustione di combustibili fossili. Tuttavia, l'eliminazione graduale dei CFC evidenzia un fattore cruciale affinché l'industria possa investire nello sviluppo di nuove tecnologie. Annunciando un lasso di tempo semplice e univoco per la fine della produzione di CFC, il Protocollo di Montreal ha permesso alle aziende di prevedere e sviluppare razionalmente i mercati per le alternative.

Un severo avvertimento

Può una tale semplicità essere duplicata in un accordo internazionale per il controllo dei gas serra? Probabilmente no, data la complessità del compito e la grande diversità di industrie e tecnologie che devono essere parte della soluzione. Ma nemmeno la storia del Protocollo di Montreal dovrebbe essere ignorata.

DuPont e gli altri produttori di CFC erano motivati ​​in ultima analisi dalla prospettiva di un nuovo mercato redditizio; dato un tale incentivo, i loro chimici e ingegneri chimici hanno accelerato la produzione di nuove tecnologie con una velocità senza precedenti. Mentre trovare alternative alla combustione di combustibili fossili è molto più difficile, le opportunità di business sono anche molto più grandi. Il mercato dei prodotti energetici a basse emissioni di carbonio raggiungerà i 500 miliardi di dollari entro il 2050, secondo la Stern Review on the Economics of Climate Change, recentemente pubblicata dal Tesoro britannico.

L'efficacia di qualsiasi strategia sul riscaldamento globale dipenderà da quanto bene creerà nuovi mercati. Questo è stato appreso dal Protocollo di Montreal. Ma forse la lezione più grande è anche una delle più semplici: quando la scienza ci mostra un disastro ambientale incombente, dobbiamo agire in modo rapido e deciso, a prescindere dalle incertezze economiche o tecniche.

David Rotman è l'editore di Revisione della tecnologia.

Il protocollo di Montreal sulle sostanze che riducono lo strato di ozono
16 settembre 1987

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