O cientista pesquisador da NASA Tom Hanisco decidiu construir um instrumento capaz de medir uma substância química de curta duração que limpa a atmosfera do metano - um potente gás de efeito estufa - mas, em vez disso, descobriu que sua descoberta superou os melhores instrumentos comerciais para medir os níveis ambientais de ozônio.

Sua descoberta fortuita levou ao depósito de um pedido de patente para um instrumento que ele chama de Experiência Rápida de Ozônio, ou ROZE, e uma vaga a bordo de uma aeronave de pesquisa da NASA, que realizará uma campanha de campo relacionada a incêndios florestais neste verão.

"Pesquisa e desenvolvimento nunca são perdidos, "disse Hanisco, um cientista do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "Quando começamos este esforço de desenvolvimento, ozônio era a coisa mais distante de nossas mentes. "

Ozônio bom e ruim

Enquanto o ozônio estratosférico protege a vida da radiação ultravioleta prejudicial, quando está na troposfera, agrava as doenças respiratórias que matam centenas de milhares de pessoas a cada ano. O ozônio troposférico é criado por reações químicas entre óxidos de nitrogênio e compostos orgânicos voláteis. Isso acontece quando os poluentes emitidos por carros, usinas de energia, caldeiras industriais e outras fontes reagem quimicamente na presença de luz solar.

Como resultado, a Agência de Proteção Ambiental dos EUA regula os níveis de ozônio na superfície e penaliza as cidades que excedem os níveis aceitos.

ROZE Vital para a compreensão da qualidade do ar urbano

ROZE, que Hanisco acredita que os cientistas poderiam usar para determinar quanto ozônio é depositado no nível do solo, é uma versão de um instrumento protótipo que ele desenvolveu inicialmente para medir a hidroxila, ou OH.

Embora tenha vida curta e seja altamente reativo, OH é o detergente da natureza:ele limpa a atmosfera de metano, um gás de efeito estufa devastadoramente poderoso que é mais eficaz do que o dióxido de carbono na absorção de calor.

Para medir melhor a hidroxila, Hanisco incorporou uma técnica de medição testada e comprovada chamada espectroscopia de correlação de filtro de gás. A ideia de Hanisco era preencher uma cavidade com hidroxila produzida por seu protótipo de instrumento. Uma vez preenchido, a hidroxila bloquearia toda a luz nos comprimentos de onda que a hidroxila fosse absorvida. Quando ele desligou a cavidade para evitar que a hidroxila a enchesse, o instrumento mede então toda a luz afetada pela hidroxila. A diferença entre as duas medições seria proporcional à abundância de hidroxila em uma coluna.

Em teste, Contudo, a equipe encontrou dificuldades ao tentar produzir hidroxila. Um vazamento de ar produziu ozônio, que é composto de três átomos de oxigênio. "O ozônio interferiu, mas fizemos alguns números rápidos para ver realmente a quantidade de ozônio que podíamos ver. Como se viu, o instrumento era supersensível a esta molécula, "Hanisco disse.

Com alguns ajustes, Hanisco e seu colega, Reem Hannun, foram capazes de melhorar a sensibilidade do instrumento ao ozônio. De acordo com Hanisco, ROZE é 100 vezes mais preciso do que o melhor instrumento óptico fabricado comercialmente, Hanisco disse, acrescentando que seu instrumento é fácil de construir e relativamente barato.

Pedido de Patente; Campanha de aeronaves no horizonte

Hanisco entrou com um pedido de patente e agora planeja voar o instrumento em uma campanha de aeronaves chamada FIREX-AQ, abreviação de Fire Influence on Regional to Global Environments Experiment-Air Quality. A campanha, a ser conduzido a bordo de uma aeronave DC-8 em julho-agosto, irá medir gases-traço e emissões de aerossol causados ​​por incêndios florestais no oeste dos EUA e incêndios agrícolas no sudeste dos EUA. Embora testar medições de ozônio não seja o foco do FIREX-AQ, a oportunidade de voo dá a Hanisco e sua equipe a chance de operar ROZE sob condições de voo.

Já o ROZE gerou interesse entre pesquisadores de órgãos governamentais e universidades. Devido à sua alta sensibilidade e taxas de amostragem rápidas, eles acreditam que poderia preencher um nicho vital na compreensão do orçamento do ozônio. Os instrumentos atuais de ozônio são eficazes na medição dos níveis gerais de fundo, mas não são adeptos de revelar quanto é depositado na superfície da Terra.

Ter um melhor entendimento do orçamento do ozônio é importante para municípios e estados, particularmente se uma área cair em não alcance e for penalizada. "A EPA tem modelos que podem prever a quantidade de ozônio que se formará, "Hannun disse." Mas esses modelos não sabem realmente a rapidez com que estão sendo depositados. Se não sabemos a taxa, não podemos modelar com precisão como o ozônio se move de uma área para a próxima, ou por quanto tempo ele vai durar depois de formado. "

Quanto à criação de um instrumento sensível a hidroxila, Hanisco não desistiu. Ele apresentou uma patente para esse conceito, também, e planos para desenvolver ainda mais a tecnologia. "Mesmo que você não ganhe, no final das contas você vence. Esse foi certamente o caso aqui, "Hanisco disse.