DIRECCION METEOROLOGICA DE CHILE

EL AGUJERO EN LA CAPA DE OZONO
EL OZONO
Es uno de los componentes naturales de la atmósfera, con una
concentración muy baja, por lo cual se le considera dentro de los gases en traza. El
nitrógeno y el oxígeno constituyen cerca del 99% de la atmósfera y el anhídrido
carbónico cerca del 0.3%, quedando el 0.7% restante para el vapor de agua y los
demás gases en traza, dentro de los cuales está el ozono. De cada diez millones de
moléculas de aire, solamente 3 son de ozono y si todo el ozono atmosférico fuera
llevado a la superficie de la Tierra, ocuparía una capa de tan solo 3 milímetros.
A pesar de esta escasa proporción, tiene una gran importancia en la
atmósfera, porque absorbe la nociva radiación solar ultravioleta, protegiendo a los
seres humanos y a todos los animales y plantas.
Es una forma de oxígeno constituido por 3 átomos (O3) en cada molécula,
en lugar de las 2 que tienen las moléculas normales de oxígeno molecular (O2).
FORMACION DEL OZONO
O
O2
=
+
O3
RADIACIÓN UV
O2
O2
O
+
=
O3
Se forma en la estratósfera (10 a 50 kilómetros de altura) por la acción de la
radiación solar que a través de la fotolisis separa las moléculas de O2 formando
oxígeno atómico (O), éste a su vez se combina con el oxígeno molecular O 2
produciendo el ozono como se muestra en la Figura anterior. Tres moléculas de
oxígeno molecular se transforman a través de la radiación ultravioleta en 2 moléculas
de ozono.
La mayor cantidad de ozono se produce en la estratosfera ecuatorial,
donde la radiación solar es más intensa y desde aquí es transportado por los
movimientos de aire hacia el resto de la atmósfera.
LA CAPA DE OZONO Y EL OZONO ESTRATOSFERICO
ESTRATÓSFERA
TROPÓSFERA
En la Estratósfera está contenido el 90% de todo el ozono existente en la
atmósfera y dentro de ella, la mayor concentración se encuentra entre los 19 y los 23
km de altura, es decir en su parte inferior. Por eso a esta capa se le denomina Capa
de Ozono. Este ozono contenido en la estratosfera, se le conoce como ozono
estratosférico. Mientras mayor es su concentración, mejor cumple la función de filtrar
la radiación ultravioleta
OZONO TROPOSFERICO O SUPERFICIAL
Es el que está en las primeras capas de la atmósfera, en contacto con la
superficie y por lo tanto forma parte del aire que respiramos. Tiene efectos nocivos
para la salud y el ambiente, por lo que se le considera un gas tóxico. Concentraciones
altas afectan las vías respiratorias, irritan la visión, disminuyen la capacidad física y
pulmonar, además aumenta la oxidación dañando el tejido vivo de animales y plantas.
En la superficie se forma por la reacción de compuestos nitrogenados y
orgánicos volátiles provenientes de la quema de combustibles fósiles de uso diario
(bencina, gas natural) con alta intensidad de radiación solar. Por este motivo, las
máximas concentraciones de ozono superficial se presentan en las tardes de verano.
UNIDADES DE MEDICION DEL OZONO
El ozono total se define como la cantidad de ozono contenido en una
columna vertical con una base de 1 cm2 a la temperatura y presión normal. Se mide
por la presión que ejerce el gas en cada punto de esta columna, valores que son
integrados a través de toda ella, obteniéndose finalmente una unidad denominada
miliatmósferas por centímetro (matm.cm) también conocida como Unidad Dobson
(UD) en memoria de Mr. G.M.B. Dobson, científico inglés que perfeccionó un
instrumento para la medición rutinaria del ozono, el espectrofotómetro.
DESTRUCCION DE LA CAPA DE OZONO
La cantidad de ozono en la estratosfera comenzó a disminuir desde hace
unas 6 décadas por la introducción en la atmósfera de gases creados por el hombre
con fines industriales, con alto contenido de cloro y bromo, empleados como
propulsores de aerosol, refrigeración, elementos de limpieza de equipos electrónicos,
extintores de incendios, espumas plásticas, etc. Estos gases son conocidos como
freones (Clorofluorocarbonos, CFCs.) y halones.
El resultado de esta destrucción del ozono y consiguiente adelgazamiento
de la capa de ozono, es un aumento en la intensidad de la dañina radiación solar
ultravioleta que alcanza la tierra, que tiene adversos efectos sobre el hombre,
animales y plantas.
EL PROCESO DE LA DESTRUCCION DEL OZONO
Los movimientos convectivos del aire llevan los CFCs y halones
introducidos en la atmósfera superficial, hasta la estratósfera. Allí, fotones de alta
energía liberan átomos de cloro y bromo (Cl y Br), los cuales transforman
catalíticamente una molécula de ozono (O3) en un átomo de oxígeno (O) y una
molécula de oxígeno biatómico (O2). El átomo de Cl reacciona con el átomo de O,
formando ClO, el cual tiene una corta vida. Pronto reacciona con otro átomo libre de O,
formando O2 y dejando libre el átomo de Cl, el cual queda listo para descomponer otra
molécula de O3. Es decir un mismo átomo de Cl o Br puede desintegrar hasta 100.000
moléculas de ozono.
Radiación UV
Radical Cloro Libre
Monóxido de
Cloro
CFC13
+
Radical Cloro
ozono
Molécula de Oxígeno
CFC12
átomo de Cloro
átomo de Carbono
átomo de Oxígeno
Estos procesos químicos se asocian a condiciones meteorológicas para
definir un ciclo anual de espesor de la capa de ozono, donde se observa que la
máxima destrucción se produce en altas latitudes de la estratosfera del Hemisferio sur
entre los meses de Agosto y Octubre.
Por motivos astronómicos y físicos, en el invierno en la estratósfera
antártica se alcanzan temperaturas mucho más bajas que en el invierno sobre el
ártico. En la Antártida, fácilmente se alcanzan temperaturas inferiores a -78ºC,
condiciones que facilitan la formación de Nubes Estratósféricas Polares (NEPs), que
son capaces de absorber y contener muchas moléculas de Cloro y Bromo. Además la
zona de más bajas temperaturas es rodeada por una corriente de vientos muy
intensos. Esta zona de bajas temperaturas rodeada de intensos vientos se conoce
como Vórtice Polar. Estos vientos impiden un mezclamiento entre el aire menos frío y
más rico en ozono de latitudes menores con el aire más frío del interior del vórtice,
haciendo que la temperatura disminuya más y permitiendo una mayor formación de
NEPs.
FINES DE INVIERNO
NUBES ESTRATOSFERICAS
POLARES
VORTICE POLAR
HNO3 Y H2O
ANTARTIDA
COMIENZOS PRIMAVERA
LA DESTRUCCIÓN DEL
O3 COMIENZA CON
LLEGADA DEL SOL
NIVELES ALTOS DE CIO Y BrO
PERMITEN LA CONVERSIÓN DE 2O3 EN
3O3
ANTARTIDA
Con los primeros rayos solares que alcanzan al sur del Círculo Polar desde
comienzos de primavera (Equinoccio de primavera) comienza la disipación de las
NEPs y las moléculas de Cl y Br contenidas en ellas son liberadas, intensificándose la
destrucción del ozono en especial al interior del vórtice. Progresivamente la
temperatura comienza a aumentar, las NEPs a desaparecer y los vientos a disminuir,
hasta que masas de aire más cálidas y ricas en ozono pueden penetrar al interior del
vórtice disipando el agujero, lo que ocurre típicamente entre Octubre y Diciembre.
Casi nunca el agujero de ozono presenta una forma circular, siendo muy
común formas ovaladas donde sobresalen elongaciones, que algunas veces han
alcanzado el extremo sur del continente, precisamente la Tierra del Fuego, como
ocurrió el día 6 de Octubre del año 2003. Esta situación se muestra en la Figura
siguiente, fotografía del sistema satelital TOVS de la NOAA, donde el borde del
agujero está representado por la parte interior del color azul, que corresponde a los
220 matm.cm y que alcanza a cubrir la Tierra del Fuego.
CONSECUENCIAS DEL AUMENTO DE LA RADIACION ULTRAVIOLETA
La introducción en la atmósfera de compuestos de Cloro y Bromo ha hecho
que la cantidad actual total de Ozono estratosférico en el planeta sea alrededor de un
4 a 5% inferior a la que existía 40 años atrás, estimándose hasta en un 35% la pérdida
en la primavera antártica durante el mismo período. Esta disminución del ozono total,
ha traído como consecuencia un aumento aproximado a un 8% en la intensidad de la
radiación UV sobre la superficie.
La vida útil de estos gases “ozonicidas” llega en algunos casos a 400 años,
por lo que a pesar de las regulaciones internacionales establecidas para eliminar su
uso, se estima que la atmósfera no recuperará sus niveles originales de ozono antes
de fines del presente siglo, por lo que los efectos de su disminución se mantendrán
durante las próximas décadas.
Entre las consecuencias del aumento de la radiación ultravioleta en la
superficie, se mencionan las siguientes:
 Envejecimiento de la piel y lesiones cutáneas que pueden
transformarse en cáncer,
 Trastornos oculares, como fotofobia, conjuntivitis y cataratas,
 Daño en el sistema inmunológico que puede llegar a anularse para
ciertos tumores e infecciones bacteriales y fungosas, tuberculosis y
lepra. Aumento del sarampión, varicela y herpes,
 Daños al ADN, matando células o transformándolas en
cancerígenas,
 Disminución de la capacidad fotosintética de las plantas, con
reducción del contenido nutritivo y del crecimiento,
 Disminución del fitoplancton y zooplancton, base de la cadena
alimenticia marina, con lo que disminuye la productividad pesquera,
 Intensificación del calentamiento global, debido a que los CFCs
también son gases de invernadero y al aumento de la intensidad de
la radiación solar en superficie,


Aumento del smog fotoquímico que constituye el ozono troposférico,
aumentando la contaminación atmosférica,
Degradación de polímeros usados en edificios, pinturas y envases a
la intemperie.
Fuente : DIRECCION METEOROLOGICA DE CHILE