John W. Birks
Profesor estadounidense de la Universidad de Colorado en Boulder
John W. Birks
John W. Birks
Nacido
John W. Birks

( 10 de diciembre de 1946 )10 de diciembre de 1946
Vinita, Oklahoma , Estados Unidos
Alma máterUniversidad de California, Berkeley
Universidad de Arkansas
Conocido porInvestigación en química atmosférica , co-desarrollador de la teoría del invierno nuclear y desarrollo de monitores de contaminación del aire.
Premios
Carrera científica
Campos
Instituciones
Tesis[ escholarship.org/uc/item/9nk8c936 Teoría de la disociación de moléculas diatómicas y estudio de los espectros de emisión de IF]  (1974)
Asesor de doctoradoHarold S. Johnston
Sitio webes.twobtech.com/john-birks.html

John W. Birks (nacido el 10 de diciembre de 1946 en Vinita, Oklahoma, EE. UU.) es un químico atmosférico y empresario estadounidense, mejor conocido por el descubrimiento conjunto con Paul Crutzen de los posibles efectos atmosféricos de la guerra nuclear, conocida como invierno nuclear . [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] Sus premios más recientes incluyen el Premio Aire Limpio Haagen-Smit 2019 por sus contribuciones a la química atmosférica y el Premio Futuro de la Vida 2022 por el descubrimiento del efecto del invierno nuclear.

Como empresario, Birks cofundó dos empresas tecnológicas, 2B Technologies e InDevR . En 2B Technologies se desempeñó como presidente durante el período 2005-2020 y actualmente se desempeña como científico jefe. [8] [9]

Vida temprana y educación

Birks recibió su licenciatura (1968) en química con altos honores de la Universidad de Arkansas . [9] Realizó su trabajo de posgrado en la Universidad de California, Berkeley , donde completó su maestría (1970) y doctorado (1974) en química física bajo la dirección del profesor Harold S. Johnston , siendo codirigido por Henry F. Schaeffer III y William H. Miller durante su último año de estudios de posgrado. [9] Durante un receso de 1970-72 entre sus estudios de maestría y doctorado en Berkeley, realizó un servicio alternativo como objetor de conciencia a la Guerra de Vietnam como asistente de investigación en el Centro Médico de la Universidad de Kansas .

Investigación y carrera

Birks comenzó su carrera académica en 1974 cuando se unió a la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign como profesor asistente en el Departamento de Química. [10]

En 1977, aceptó los puestos de profesor asociado de Química y miembro del Instituto Cooperativo de Investigación en Ciencias Ambientales (CIRES) en la Universidad de Colorado en Boulder, donde pudo colaborar más estrechamente con científicos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y el Centro Nacional de Investigación Atmosférica . [9] Fue ascendido a profesor titular en el Departamento de Química y Bioquímica de CU Boulder en 1984 y se desempeñó como presidente del departamento durante 1995-1998. [9]

Birks recibió la beca Alfred P. Sloan en 1979 y la beca John Simon Guggenheim en 1986.

Birks cofundó 2B Technologies, una empresa especializada en el desarrollo de instrumentos para mediciones ambientales y atmosféricas, con el Dr. Mark Bollinger en 1998. [9] [11] Después de veinticinco años de servicio, se retiró de la Universidad de Colorado Boulder en 2002 y se unió a 2B Technologies como vicepresidente. [9] En 2005, asumió el liderazgo de 2B Technologies como presidente.

Desde 2002 es Profesor Emérito del Departamento de Química [7] y Fellow Emérito del Instituto Cooperativo de Investigación en Ciencias Ambientales . [12]

En 2003, Birks recibió el Premio ACS por Avances Creativos en Ciencia y Tecnología Ambiental de la Sociedad Química Americana "por sus mediciones de los coeficientes de velocidad de las reacciones químicas clave para comprender el agotamiento del ozono estratosférico, el codesarrollo de la teoría del invierno nuclear y la invención de nuevos instrumentos analíticos para el análisis ambiental". [13]

En 2009, fundó el Proyecto Global Ozone (GO3), un programa de extensión sin fines de lucro para escuelas secundarias y preparatorias para mediciones de ozono a nivel del suelo. [10] Birks y sus colegas fundaron en 2017 el programa de extensión educativa AQTreks, una consecuencia del Proyecto GO3 que permite a los estudiantes realizar un monitoreo móvil de contaminantes del aire a lo largo de recorridos diseñados por ellos mismos. [10]

En 2019, Birks recibió el premio Haagen-Smit Clean Air Award, también conocido como el «premio Nobel de la contaminación del aire y la ciencia del clima», de la Junta de Recursos del Aire de California (CARB). [14] El premio se le otorgó por haber «avanzado en nuestra comprensión de la atmósfera de la Tierra a través de más de 40 años de investigación, enseñanza e innovación tecnológica». [14]

En 2022, John Birks recibió el premio Future of Life Award del Future of Life Institute "por reducir el riesgo de guerra nuclear mediante el desarrollo y la popularización de la ciencia del invierno nuclear". [15]

Estudios cinéticos de reacciones atmosféricas.

Las primeras investigaciones de Birks se centraron en descubrir nuevas reacciones importantes para controlar los niveles de ozono en la estratosfera. Él y su equipo de investigación de la Universidad de Illinois y, posteriormente, de la Universidad de Colorado en Boulder publicaron algunas de las primeras mediciones de los coeficientes de velocidad dependientes de la temperatura y las distribuciones de productos para reacciones estratosféricas importantes. Algunos trabajos notables fueron las introducciones de las especies nitrato de cloro ( ClONO 2 ) [16] y ácido hipocloroso ( HOCl ) [17] a la química estratosférica mediante mediciones de las velocidades de las reacciones que forman esas especies.

En 1977, el grupo de investigación Birks informó por primera vez sobre el coeficiente de velocidad de la reacción ClO + NO 2 + M → ClONO 2 + M. [16] Aunque la formación de nitrato de cloro reduce el efecto del cloro sobre el ozono estratosférico en latitudes medias, Susan Solomon descubrió más tarde que el nitrato de cloro desempeña un papel clave en la formación del "agujero de ozono" antártico, reaccionando en la primavera austral con HCl en las superficies de las nubes estratosféricas polares para producir formas catalíticas de cloro. [18] El grupo Birks también fue uno de los primeros en informar sobre coeficientes de velocidad dependientes de la temperatura y relaciones de ramificación para reacciones catalíticas que involucran bromo (reacciones BrO+ClO y BrO+BrO), que se descubrió que contribuyen con aproximadamente el 20 % del agotamiento del ozono en el agujero de ozono antártico. [19] [20] [21] [22]

Descubrimiento del efecto del invierno nuclear

Durante su año sabático académico de 1981/82 en el Instituto Max Planck en Maguncia, Alemania, Birks trabajó con Paul J. Crutzen (Premio Nobel, 1995) [23] y escribió la primera publicación que introdujo el tema de lo que se conocería como el invierno nuclear : La atmósfera después de una guerra nuclear: Crepúsculo al mediodía (1982). [24] Sus cálculos mostraron que los incendios en ciudades, bosques e instalaciones de producción y almacenamiento de petróleo resultantes de una gran guerra nuclear producirían suficiente humo para bloquear hasta el 99 por ciento de la luz solar que llega a la superficie de la Tierra en todo el hemisferio norte. [25] Este trabajo, publicado en 1982 en un número especial de la revista sueca Ambio como parte de un estudio más amplio de los efectos ambientales de la guerra nuclear encargado por la Academia Sueca de Ciencias , fue seguido por un artículo de Richard Turco , Brian Toon , Thomas Ackerman, [26] James Pollack y Carl Sagan (TTAPS) en la revista Science en 1983. [27] Estos dos artículos dieron lugar a estudios plurianuales que involucraron a numerosas agencias gubernamentales y laboratorios e informes de evaluación de la Academia Nacional de Ciencias (1985), [28] la Organización Mundial de la Salud (OMS), [29] y el Comité Científico sobre Problemas del Medio Ambiente del Consejo Internacional de Uniones Científicas (ICSU/SCOPE) [30] [31] sobre los efectos ambientales de la guerra nuclear.

Instrumentos altamente portátiles para mediciones de la calidad del aire.

En 1998, Birks cofundó 2B Technologies con el Dr. Mark Bollinger para desarrollar y comercializar una nueva generación de instrumentos de monitoreo del aire en miniatura. En 2B Technologies, Birks lideró el desarrollo de más de 20 modelos diferentes de instrumentos altamente portátiles y altamente precisos para el monitoreo a nivel de trazas de los contaminantes del aire O 3 , NO, NO 2 , NO x , mercurio y carbono negro, y calibradores portátiles para O 3 , NO y NO 2 . [32] [33] [34 ] [ 35 ] [36] [ 37] [38] [39] Siete de los instrumentos, incluido el Monitor de ozono personal (POM) de bolsillo, [33] han sido designados como Métodos equivalentes federales (FEM) de la EPA. [40] En 2020, 2B Technologies recibió un premio Tibbetts de la Administración de pequeñas empresas por el desarrollo de muchas de estas tecnologías de monitoreo del aire a través del programa de subvenciones de investigación federal de Investigación de innovación para pequeñas empresas (SBIR). [41] Birks se desempeñó como investigador principal en las 15 subvenciones SBIR otorgadas a 2B Technologies por el Departamento de Energía (DOE), la Fundación Nacional de Ciencias (NSF), los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) y el Instituto Nacional de Ciencias de la Salud Ambiental de los Institutos Nacionales de Salud (NIEHS/NIH). [42]

Difusión educativa K-12

En 2009, el Dr. Birks fundó el Proyecto Global Ozone o Proyecto "GO3", un programa de extensión escolar en el que los estudiantes de más de 100 escuelas de todo el mundo miden el ozono utilizando un monitor de ozono FEM (2B Tech Modelo 106-L) junto con los parámetros meteorológicos utilizando una estación meteorológica Davis. [43] En ese proyecto, los datos se cargaron continuamente a una base de datos para su visualización en Google Earth y gráficos en línea junto con la participación de escuelas de todo el mundo, incluidas 30 escuelas internacionales. Más de 12 millones de mediciones de ozono y parámetros meteorológicos asociados fueron cargados por estas estaciones de monitoreo dirigidas por estudiantes. [44] Este programa de monitoreo de base fija fue reemplazado por un proyecto de monitoreo móvil, AQTreks, en el que los estudiantes exploran las concentraciones de contaminantes del aire (PM 1 , PM 2.5 , PM 10 , CO, CO 2 ) en sus comunidades a lo largo de "caminatas" de su propio diseño. Aproximadamente 20.000 estudiantes en más de 250 escuelas de EE. UU. han participado en el Proyecto GO3 y AQTreks durante los últimos 10 años. [44]

Premios y honores

Algunos de los honores de Birks incluyen los siguientes:

Bibliografía

Libros editados

  • Birks, John W. (1989). Quimioluminiscencia y detección de reacciones fotoquímicas en cromatografía [45]
  • Ehrlich, Anne H.; Birks, John W. (1990). Peligros ocultos: las consecuencias ambientales de prepararse para la guerra [46]
  • Birks, John W.; Calvert, Jack G.; Sievers, Robert E. (1992). La química de la atmósfera: su impacto en el cambio global [47]

Publicaciones seleccionadas

  • Las energías de activación para la disociación de moléculas diatómicas son menores que las energías de disociación de enlaces (1972) [48]
  • Efecto de las explosiones nucleares sobre el óxido nítrico y el ozono estratosférico (1973) [1]
  • Quimioluminiscencia del IF en la reacción en fase gaseosa de I 2 con F 2 [49]
  • Estudios de reacciones de importancia en la estratosfera. I. Reacción del óxido nítrico con el ozono (1976) [50]
  • Estudios de reacciones de importancia en la estratosfera. II. Reacciones que involucran nitrato de cloro y dióxido de cloro (1980) [16]
  • Estudios de reacciones de importancia en la estratosfera. III. Constante de velocidad y productos de la reacción entre radicales ClO y HO 2 a 298 K (1980) [17]
  • Estudios de reacciones de importancia en la estratosfera. IV. Constante de velocidad de la reacción Cl + HOCl → HCl + ClO en el rango de temperaturas de 243-365 K (1981) [51]
  • La atmósfera después de una guerra nuclear: Crepúsculo al mediodía (1982) [2] [52]
  • Mediciones de alta precisión de energías de activación en pequeños intervalos de temperatura: Curvatura en el diagrama de Arrhenius para la reacción NO + O 3 → NO 2 + O 2 (1982) [53]
  • Estudios de reacciones de importancia en la estratosfera. V. Constantes de velocidad para las reacciones O + NO 2 → NO + O 2 y O + ClO → Cl + O 2 a 298 K (1984) [54]
  • Estudios de reacciones de importancia en la estratosfera. VI. Dependencia de la temperatura de las reacciones O + NO 2 → NO + O 2 y O + ClO → Cl + O 2 (1986) [55]
  • Detección de hidrocarburos aromáticos policíclicos mediante quimioluminiscencia con peroxioxalato en cromatografía líquida (1983) [56]
  • Detección por quimioluminiscencia de peroxioxalato de aminas aromáticas policíclicas en cromatografía líquida (1984) [57]
  • Los efectos sobre la atmósfera de un gran intercambio nuclear (1985) [58]
  • Detector de quimioluminiscencia Luminol/H 2 O 2 para el análisis de óxido nítrico en el aliento exhalado (1999) [59]
  • Uso de materiales poliméricos para generar una respuesta amplificada a eventos de reconocimiento molecular (2008) [60]
  • Mecanismo y eliminación de la interferencia del vapor de agua en la medición del ozono por absorbancia UV (2006) [32]
  • Monitor personal de ozono en miniatura basado en la absorción de UV (2010) [33]
  • Uso de un depurador de grafito calentado como medio para reducir las interferencias en las mediciones de absorbancia UV del ozono atmosférico (2017) [34]
  • Fotómetro tubular plegado para mediciones atmosféricas de NO 2 y NO (2018) [35]
  • Fuente de calibración de ozono portátil independiente de los cambios de temperatura, presión y humedad para aplicaciones de investigación y reglamentación (2018) [37]
  • Proyecto Global Ozone (GO3) y AQTreks: uso de tecnologías en evolución por parte de estudiantes y científicos ciudadanos para monitorear los contaminantes del aire (2019) [44]
  • Calibrador portátil de NO basado en la fotólisis de N 2 O y una fuente combinada de NO/NO 2 /O 3 para calibraciones de campo de monitores de contaminación del aire (2020) [38]

Referencias

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