Prima pagină Stiinta

Omul care a schimbat Terra mai mult decât oricare altă fiinţă: Thomas Midgley Jr.

Marius Comper 08.31.2012 | ● Vizualizări: 12410
Omul care a schimbat Terra mai mult decât oricare altă fiinţă: Thomas Midgley Jr.     Thomas Midgley Jr., tetraetil de plumb, cfc, descoperiri, cea mai importanta fiinta, cel mai mare impact din istorie + zoom
Galerie foto (9)

Data de 18 mai 1889 a rămas în istoria omenirii ca ziua în care s-a născut cel care avea să schimbe faţa Pământului mai mult decât orice altă fiinţă: Thomas Midgley Jr. Astăzi, numele său este cunoscut unui număr restrâns de oameni, puţini ştiind povestea vieţii sale şi a invenţiilor ce au transformat societăţi şi ecosisteme.

În cei 55 de ani de viaţă, Thomas Midgley a provocat o transformare a stilului de viaţă occidental, făcând posibilă dezvoltarea societăţii americane în stilul binecunoscut: case în suburbii, mall-uri imense şi popularea zonei călduroase din sudul Statelor Unite.

Anii de început ai lui Thomas Midgley Jr.

Midgley s-a născut într-o familie de inventatori: tatăl şi bunicul său deţineau brevete de invenţie, iar un strămoş al său lucrase pentru James Watt, inventatorul motorului cu aburi.



În 1905, când urma cursurile unei şcoli din Connecticut, tânărul Thomas s-a confruntat cu o situaţie ce avea să-l familiarizeze cu instrumentul ştiinţific care i-a permis să calce urmele bărbaţilor din familia sa: o dispută cu un profesor. În timpul primei ore de chimie la care a participat Midgley jr., profesorul a afirmat în faţa clasei că tabelul periodic al elementelor reprezintă o dovadă a existenţei lui Dumnezeu. Tânărul Thomas nu a fost de acord cu declaraţia profesorului.

"Ne-am certat. Eu am susţinut că singurul lucru pe care îl demonstrează tabelul periodic este faptul că atomii sunt compuşi din particule mai mici. Disputa a durat zile şi săptămâni întregi, însă nu a fost nicidecum una fără rost. De-a lungul acelei dezbateri m-am familiarizat cu tabelul periodic, care mi-a rămas în minte ca un instrument extrem de util în munca de cercetare", a povestit ulterior Midgley jr.

Thomas s-a hotărât să urmeze exemplul tatălui său şi s-a înscris la facultatea de inginerie mecanică din cadrul Universităţii Cornell. În ciuda faptului că a inovat ulterior în domeniul chimiei, în timpul facultăţii nu a studiat decât noţiunile elementare ce erau predate tuturor viitorilor ingineri de la Cornell. În timpul facultăţii nu s-a remarcat prin conştinciozitate, studiind minimul necesar la majoritatea cursurilor, pentru a se putea concentra asupra celor care îl interesau.

După terminarea facultăţii, în 1911, Thomas a obţinut prima sa slujbă în cadrul companiei National Cash Register (NCR), cu sediul în Dayton, Ohio. La începutul secolului al XX-lea, Dayton era un veritabil centru al inovaţiei, fiind locul în care fraţii Wright au construit aeronava cu care au efectuat primul zbor dirijat din istoria aeronauticii. Midgley a lucrat un an la NCR, unde şi-a descoperit pasiunea pentru cercetarea industrială şi l-a cunoscut pe cel care avea să joace un rol esenţial în viaţa sa: Charles Kettering.

Anul petrecut în cadrul NCR l-a făcut pe Midgley să-şi dorească să facă experimente pentru a descoperi noi produse, însă contextul economic de la acea vreme nu-i era favorabil încă. Thomas avea să-şi petreacă următorii ani muncind pentru tatăl său, în cadrul unei companii ce comercializa pneuri. În 1916, când afacerea de familie a dat faliment, Midgley s-a trezit într-o situaţie critică. "Deodată, eram fără un loc de muncă, cu o soţie şi doi copii de întreţinut şi cu foarte puţini bani în bancă. Am întreprins o călătorie rapidă prin ţară, contactând numeroşi oameni din diferite industrii, dar nu am găsit o slujbă pe placul meu. Când m-am întors acasă, am luat cea mai importantă decizie din viaţa mea: am hotărât să lucrez pentru domnul Kettering, indiferent de salariul oferit, şi să văd ce se întâmplă", a relatat ulterior Midgley.

Prima descoperire a lui Midgley ce avea să schimbe Terra

Atunci când Midgley a devenit angajatul lui Kettering, automobilul destinat maselor largi era o invenţie veche de doar 10 ani. Trăsura cu cal continua să fie principalul mijloc de locomoţie. Statisticile arată că în New York trăiau 74.000 de cai în 1896, fiecare dintre aceştia lăsând zilnic pe străzile oraşului aproximativ 10 kilograme de balegă. În multe cartiere, aceasta era strânsă în movile înalte de 10 metri. Mai mult, în fiecare an erau abandonate pe străzi leşurile a 8.000 de cai, cu care se hrăneau muştele, şobolanii şi porcii săracilor ce locuiau în oraş.

Charles Kettering a fost unul dintre cei care au permis oraşelor să devină mult mai curate, contribuţia sa constând în facilitarea înlocuirii mijloacelor de locomoţie cu tracţiune animală de către cele cu tracţiune motorizată. La început, motoarele automobilelor erau pornite cu o manivelă ce opunea atâta forţă încât putea să rupă braţul celui mai puternic bărbat. Kettering a venit cu o inovaţie extraordinară, folosită şi în ziua de astăzi: sistemul de aprindere electrică a motoarelor. Inventarea acestuia a permis dublarea pieţei automobilelor, făcând posibil totodată un pas important pentru emanciparea femeilor.

În timp, Kettering a venit cu noi invenţii în domeniul auto, obţinând numeroase brevete. Cu toate acestea, el a declarat că "cea mai mare descoperire pe care am făcut-o vreodată a fost Tom Midgley". Motivaţia acestei afirmaţii a fost rezolvarea unei probleme care afecta majoritatea motoarelor la începutul secolului al XX-lea: detonaţia. Detonaţia apărea atunci când amestecul de combustibil şi aer ardea cu o viteză foarte mare, afectând pistoanele din motor.

Înainte de Primul Război Mondial, fiecare şofer era familiarizat cu această problemă a motoarelor cu combustie internă. Acest fenomen de "ciocănire" (knock, aşa cum este denumit în limba engleză) apărea atunci când carburantul ardea într-un mod anormal, repetarea sa ducând la distrugerea motoarelor. Automobilele nu erau singurele vehicule afectate de această problemă: şi pistoanele din motoarele aeronavelor folosite de armata SUA în Primul Război Mondial erau distruse la rândul lor din cauza detonaţiei.

Nivelul de detonaţie înregistrat în motoare era afectat de tipul de combustibil folosit. Cu cât acesta avea o cifră octanică mai ridicată, cu atât detonaţia avea loc mai rar. Combustibilii de acest tip erau însă rari şi scumpi în anii '20, astfel că industria auto americană se afla într-un punct de răscruce: producătorii puteau opta pentru motoare mici, extrem de eficiente, dar care necesitau benzină scumpă, cu cifră octanică mare, sau motoare mari ce puteau funcţiona cu un combustibil cu o cifră octanică mai mică, dar mult mai ieftin.

Principalul client al laboratorului de cercetare în care lucra Kettering era compania General Motors (GM), care încerca să detroneze celebrul Model T, automobilul fabricat de Ford ce avea un succes imens în acea vreme în SUA. Pentru a putea vinde automobile unui număr mare de clienţi, GM nu putea apela la un combustibil scump. Totodată, publicul nu avea cum să fie cucerit de o maşină al cărei motor suferea de problema detonaţiei.

Această problemă avea să fie rezolvată de Midgley. Studiind-o, Thomas observase că toate substanţele antidetonante erau compuse din elemente chimice grupate în partea din dreapta-jos a tabelului lui Mendeleev şi că elementele din partea de jos, cu atomi grei, erau foarte eficiente ca substanţe antidetonare. Din acest motiv, plumbul părea un candidat promiţător, Midgley relatând ulterior că "am prezis că tetraetilul de plumb va rezolva această problemă a detonării".

Tetraetilul de plumb, un compus rar şi otrăvitor, fusese descoperit de un chimist german în 1852. În 1921, după 75 de ani, un asistent al lui Midgley a reuşit să producă în laborator o cantitate foarte mică din această substanţă. După turnarea unei linguriţe de tetraetil de plumb în benzina dintr-un motor afectat de detonare, zgomotul a fost înlocuit imediat de torsul motorului. Testând cantităţi din ce în ce mai mici, membrii echipei lui Midgley au descoperit că era suficientă o concentraţie a tetraetilului de plumb de doar 0.05% pentru a face combustibilul să ardă mai încet şi a evita detonaţia. După 3 ani de căutări, Midgley găsise comoara ce avea să-l facă un om extrem de bogat.

Consecinţele negative ale descoperirii lui Midgley

La începutul secolului al XX-lea, plumbul era folosit în numeroase produse destinate publicului larg, în ciuda faptului că se ştia că este o substanţă periculoasă. De la recipente metalice până la pesticide şi tuburi de pastă de dinţi, plumbul putea fi găsit mai peste tot. Cu toate acestea, oamenii nu au fost expuşi la plumb în concentraţii mari până la introducerea acestuia în benzină.

Plumbul este o neurotoxină, iar expunerea prelungită poate afecta iremediabil creierul şi sistemul nervos central. Printre simptomele asociate expunerii la plumb se numără orbirea, surzirea, insuficienţa renală, cancerul, paralizia şi multe altele. În cazurile grave, victimele au halucinaţii terifiante, după care intră în comă şi mor.

Cu toate acestea, descoperirea lui Midgley se anunţa extrem de profitabilă. Plumbul era uşor de extras şi rezolva problema distrugerii motoarelor, astfel că General Motors, Du Pont şi Standard Oil, trei dintre cele mai mari companii americane de la acea vreme, au decis în 1923 să fondeze împreună Ethyl Gasoline Corporation în scopul producerii tetraetilului de plumb. Noul combustibil a fost pus în vânzare pe 1 februarie 1923 sub numele de "etil", ales pentru a se evita asocierea cu plumbul.

Încă de la început, muncitorii ce lucrau la fabrica unde era produs tetraetilul de plumb au prezentat simptome ale intoxicaţiei cu plumb. La două luni de la fondarea companiei, unul dintre muncitori a început să delireze, ţipând că vede 3 oameni ce se îndreaptă spre el, vrând să-l atace. Din cauza halucinaţiilor, bărbatul nu a putut fi dus la spital decât prin intervenţia a patru oameni, iar cadrele medicale au fost nevoite să-l ţină în pat legat cu o cămaşă de forţă. În ciuda intervenţiei doctorilor, muncitorul a decedat trei zile mai târziu.

Cazul nu a fost singular, în primele luni de funcţionare a fabricii murind 15 persoane, astfel că reporterii de la ziarele locale au început să devină interesaţi. Atunci când purtătorul de cuvânt al companiei a fost contactat de presă, acesta a declarat că "cel mai probabil, aceşti oameni au înnebunit deoarece au muncit prea mult".

În ciuda eforturilor companiei de a masca efectele devastatoare ale plumbului, muncitorii continuau să fie afectaţi. Într-o uzină în care era procesat tetraetilul de plumb, 80% dintre muncitori au început să sufere de tulburări psihotice, având halucinaţii cu insecte care le cotropeau trupurile.

Pentru a contracara zvonurile ce începuseră să se răspândească prin intermediul presei, Thomas Midgley a hotărât să organizeze o demonstraţie în faţa reporterilor pentru a le arăta că tetraetilul de plumb nu este deloc periculos. Inventatorul şi-a turnat substanţa pe mâini şi a dus un recipient sub nas, mirosind substanţa timp de un minut, spunându-le jurnaliştilor că ar putea repeta operaţiunea zi de zi, fără vreo problemă. Adevărul era cu totul altul: Midgley era perfect conştient de riscurile expunerii la plumb, deoarece suferise probleme grave de sănătate cu câteva luni înainte din acest motiv.

În următorii ani, toate cercetările asupra efectelor nocive ale plumbului au fost finanţate chiar de companiile ce obţineau un profit enorm în urma vânzării tetraetilului, astfel că publicul nu cunoştea pericolele la care se expunea. Atunci când un studiu din 1943 a descoperit că expunerea la plumb în timpul copilăriei duce la probleme de comportament, cercetătorul a fost ameninţat cu un proces, astfel că a renunţat să mai studieze problema.

Clair Patterson, eroul luptei împotriva poluării cu plumb

Clair Patterson a fost un geolog renumit pentru faptul că a fost prima persoană ce a reuşit să calculeze cu exactitate vârsta Pământului, 4,550 de miliarde de ani, măsurând izotopii de plumb din roci. În timpul acestui efort ştiinţific extraordinar, ce a durat aproximativ 7 ani, Patterson a observat că toate rocile expuse la aer prezentau o cantitată imensă de plumb, uneori şi de 200 de ori mai mare decât s-ar fi aşteptat.

După ce a anunţat finalizarea studiului asupra vârstei planetei noastre, în 1953, geologul s-a concentrat asupra problemei plumbului din atmosferă. De-a lungul documentării sale, Patterson a observat că toate studiile ce tratau efectele plumbului asupra oamenilor erau finanţate de producătorii de aditivi cu plumb. Cu timpul, expertul s-a convins că plumbul identificat de el în atmosferă în cantităţi imense se datora funcţionării automobilelor, însă acest lucru era greu de demonstrat.

La un moment-dat, Patterson şi-a dat seama că Groenlanda ar putea fi cheia rezolvării acestei probleme. Anual, zăpada care cade pe această insulă se depune în straturi distincte. Patterson a realizat că, analizând mostrele din depunerile succesive de gheaţă, putea afla cantitatea de plumb existentă în atmosferă în fiecare an. Studiul său a arătat că înainte de 1923 în atmosfera terestră nu se găsea aproape deloc plumb, pentru ca apoi prezenţa acestui metal greu în aer să crească într-un ritm rapid.

Conştient de riscurile expunerii la plumb, Patterson a decis să-şi dedice viaţa efortului de a elimina plumbul din combustibil. Ceea ce nu ştia cercetătorul la acea vreme era faptul că Ethyl Corporation devenise un veritabil gigant a cărui influenţă atingea întreaga societate. Mai întâi, Patterson a observat că studiile sale nu mai obţineau finanţări din partea niciunei instituţii, nici măcar din partea celor guvernamentale. Apoi, reprezentanţii universităţii Caltech, unde era angajat Patterson, au primit o ofertă greu de refuzat din partea companiei Ethyl, care s-a oferit să finanţeze cu o sumă importantă un post de profesor dacă acesta era concediat.

Ignorând presiunile, cercetătorul nu a cedat în eforturile sale de a face cunoscute cât mai multor oameni efectele nocive ale plumbului din atmosferă. Atunci când guvernul SUA a cedat şi a format în 1971 un comitet pentru a analiza efectele plumbului din aer, Patterson nu a fost acceptat în cadrul acestuia, deşi era omul de ştiinţă care studiase cel mai amănunţit această problemă.

În cele din urmă, Patterson şi-a văzut visul cu ochii: autorităţile au conştientizat pericolul pe care plumbul îl reprezintă asupra sănătăţii umane, fiind eliminat în timp din combustibilii puşi în vânzare (după ce Ethyl a pierdut procesul în care contesta această decizie). Studiile au arătat că nivelul de plumb din sângele cetăţenilor americani a scăzut cu 80% după ce benzina cu plumb a fost interzisă. Chiar şi aşa, experţii estimează că oamenii din ziua de azi au de 625 de ori mai mult plumb în sânge faţă de cei care au trăit acum un secol.

Neurologii afirmă că interzicerea plumbului în combustibil a dus la creşterea cu câteva puncte a IQ-ului populaţiei, prin reducerea efectului dăunător pe care această neurotoxină o are asupra creierului, mai ales în cazul copiilor. Un studiu statistic a arătat că nivelul violenţei şi al infracţiunilor din SUA prezintă o legătură directă cu rata folosirii combustibililor cu plumb. În toate ţările studiate, la aproximativ 20 de ani de la interzicerea plumbului se observă o scădere masivă a nivelului criminalităţii, pe măsură ce avansează în vârstă copiii cu o expunere mai scăzută la plumb.

Aşadar, inovaţia pe care Thomas Midgley Jr. a adus-o în domeniul auto a dus la o schimbare radicală a planetei, influenţând viaţa a miliarde de organisme. Tetraetilul de plumb n-a fost, însă, singura cale prin care inginerul american a schimbat Terra.

Cea de-a doua inovaţie a lui Midgley, o nouă ameninţare

Încurajat de succesul benzinei cu plumb, Midgley a decis să încerce să rezolve o altă problemă tehnologică ce caracteriza epoca în care trăia: gazele periculoase cu care funcţionau frigiderele.

Aparatele de răcit funcţionau cu ajutorul unor gaze periculoase, astfel că un frigider putea deveni o armă letală în cazul în care nu era etanş. Un astfel de caz s-a petrecut în 1929 în Cleveland, când au murit peste 100 de persoane din cauza unui frigider defect, ce scăpa gaz. Din acest motiv, frigiderele erau interzise în spitale. Pentru a evita viitoarele catastrofe, Midgley a decis să caute un nou gaz cu care să funcţioneze aparatele de răcire comercializate de compania Frigidaire.

Inginerul dorea să obţină un gaz sigur, care să poată fi respirat în siguranţă şi care să nu fie coroziv sau inflamabil. Căutarea lui Midgley a fost încununată cu succes: studiind tabelul periodic, inginerul a descoperit că toate elementele folosite pentru răcire erau grupate în aceeaşi zonă, iar unul dintre elemente nu fusese studiat cu atenţie. În urma unor calcule, Midgley a identificat o nouă clasă de compuşi care satisfăcea toate cerinţele: clorofluorocarburile (cunoscute azi şi sub numele de CFC).

În 1930, Midgley a prezentat noua sa descoperire în cadrul întrunirii anuale a American Chemical Society. Inginerul a relatat că noul gaz nu este nici toxic, nici inflamabil şi a recurs apoi la o demonstraţie spectaculoasă: a aprins o lumânare, apoi a inhalat o cantitate mare de gaz în piept şi l-a suflat încet peste flacără, care s-a stins instantaneu.

Noua descoperire a lui Midgley a fost încununată de un succes răsunător, astfel că în doar câţiva ani clorofluorocarburile erau folosite într-o gamă variată de produse, de la frigidere şi aparate de aer condiţionat până la deodorante şi solvenţi industriali. Graţie descoperirii lui Midgley, frigiderele au devenit sigure, revoluţionând medicina şi industria alimentară. Milioane de vieţi aveau să fie salvate mulţumită clorofluorocarburilor, care au permis stocarea la rece a medicamentelor şi a vaccinurilor şi păstrarea alimentelor comestibile pentru mai mult timp.

Ceea ce nu ştia Midgley şi nici nu avea să afle înainte să moară era impactul pe care clorofluorocarburile îl au asupra ozonului din stratosferă. Dacă la nivelul solului ozonul este un poluant, în stratosferă el joacă un rol esenţial, protejându-ne de radiaţia ultravioletă. Acest strat de ozon protector este foarte subţire, iar clorofluorocarburile sunt extrem de eficiente în a-l distruge. Cercetătorii estimează că 500 de grame de CFC pot anihila 30 de tone de ozon. De asemenea, clorofluorocarburile sunt extrem de eficiente în provocarea efectului de seră, fiind de 10.000 de ori mai eficiente decât dioxidul de carbon în această privinţă.

Din nefericire, efectul nociv al clorofluorocarburilor a fost identificat abia după câteva decenii, ele fiind interzise în ţările occidentale spre finalul secolului al XX-lea. Ele continuă să fie folosite în ţările în curs de dezvoltare, unde vor fi restricţionate abia în 2030. Chiar şi după ce vor interzise în totalitate, clorofluorocarburile vor continua să afecteze stratul de ozon, urmând să dureze cel puţin un secol până când acestea vor dispărea din atmosferă.

Ciudata moarte a domnului Midgley

Midgley a murit cu câteva decenii înainte ca impactul clorofluorocarburilor să fie înţeles, astfel că nu a aflat niciodată de consecinţele dramatice ale descoperirilor sale asupra planetei. Ca o ironie a sorţii, moartea sa s-a datorat aceluiaşi spirit de inventator care i-a caracterizat viaţa.

În 1944, la vârsta de 55 de ani, Thomas Midgley s-a îmbonăvit de poliomielită, simptomele sale fiind agravate de expunerea la plumb. Inventatorul a paralizat de la brâu în jos, însă nu a cedat în faţa bolii, concepând un sistem complicat cu scripeţi, sfori şi bare ce îi permitea să urce şi să coboare din pat în scaunul cu rotile. Această invenţie avea să-i aducă sfârşitul: pe 2 noiembrie 1944, soţia sa l-a găsit strangulat de sforile complicatei maşinării.

La momentul morţii sale, Thomas Midgley jr. era perceput în ţara sa ca erou naţional. SUA deveniseră ţară combatantă în cel de-al Doilea Război Mondial, iar descoperirile inginerului aduceau avantaje importante pe câmpul de luptă. Graţie tetraetilului de plumb, armatele aliate au putut produce izooctan, un combustibil cu cifra octanică 100, astfel că avioanele britanice şi americane beneficiau de mai multă putere decât cele germane, având capacitatea de a parcurge distanţe mai lungi şi de a accelera mai repede. "Nu am fi putut câştiga Bătălia Angliei fără izooctan", a declarat după război Geoffrey Lloyd, un fost ministru al petrolului în guvernul britanic.

Puţini cunosc astăzi numele lui Thomas Midgley jr. şi faptul că descoperirile sale au permis dezvoltarea industriei de transport şi a numeroase alte domenii, transformând lumea în care trăim. J. R. McNeill, un istoric specializat în probleme de mediu, a concluzionat că Midgley a "avut un impact mai mare asupra atmosferei decât oricare alt organism din istoria Pământului".

Influenţa lui Midgley asupra fiecăruia dintre noi este resimţită în fiecare zi, fie că folosim automobilul personal pentru a ne deplasa, că savurăm fructe exotice transportate de pe alte continente şi menţinute proaspete cu ajutorul frigiderelor, sau că ne răcorim cu ajutorul aparatului de aer condiţionat. Blamat pentru moartea a zeci de mii de oameni, dar totodată apreciat pentru descoperirile ce au permis salvarea de la moarte a unui număr cel puţin la fel de mare, Thomas Midgley jr. va rămâne în istorie drept unul dintre cei mai influenţi oameni care au trăit vreodată.

ASCULTĂ CE GÂNDEȘTI