OZONO Esructura molecular del ozono. Jorge Pascual de Pedro

OZONO
Jorge Pascual de Pedro
Economñia del medio ambiente
Esructura molecular del ozono.
La molécula de ozono, O3, es un sistema sencillo, compuesto por tres átomos de
oxígeno.
Un átomo de oxígeno central, está enlazado a los otros dos átomos de O de forma que
los dos enlaces forman entre sí un ángulo de casi 120º.
Explicar la estructura electrónica de la molécula, es decir, como se enlazan los tres
átomos para alcanzar una estructura estable es notablemente más complicado. De
acuerdo con los principios más básicos de la mecánica cuántica (regla del octeto de
Lewis), cada átomo en una molécula estable tiene que tener exactamente 8 electrones de
valencia (la capa de valencia es el nivel electrónico de mayor energía de un átomo que
tiene por lo menos un electrón).
La estructura electrónica del átomo de oxígeno es 1s2 2s2 2p4 (el valor 1 ó 2 representa
el nivel electrónico, la letra es el tipo de orbital, y el superíndice es el número de
electrones dentro de ese orbital). El nivel de valencia del átomo de oxígeno es el 2,
donde tiene 6 electrones.
Para conseguir los dos electrones que le faltan para su estabilidad, el oxígeno forma
enlaces covalentes (compartiendo electrones con otros átomos) o iónicos (captando o
cediendo electrones). A su vez, los enlaces pueden ser simples (se comparten 2
electrones), dobles (se comparten 4 electrones), o triples (se comparten 6 electrones). La
estructura del ozono presenta un problema para explicar el enlace a partir de este
modelo sencillo.
El átomo de oxígeno central forma dos enlaces simples, uno con cada uno de los
oxígenos laterales, pero estos no forman más que un enlace, así que no acaban de
completar su última capa. En realidad, no existe una única estructura, sino 2, para
justificar el enlace en el ozono:
Si se analiza la estructura 1, comprobamos que cada uno de los oxígenos tiene 8
electrones rodeándole. Cada o alrededor de O representa un electrón. Por cada enlace
(¾) hay que contar dos electrones. De esta forma, se tiene:
Como se puede ver, en la estructura 1 existe enlace simple entre los oxígenos 1 y 2 y
enlace doble entre los oxígenos 2 y 3. En este caso, la distancia entre los oxígenos 1 y 2
debería ser mayor que entre 2 y 3, ya que el enlace doble es más fuerte, y por tanto más
corto, que el enlace doble. Sin embargo, las longitudes medidas de ambos enlaces son
idénticas, de 1.28 Å.
Los enlaces entre los oxígenos son iguales. Es obvio que si analizamos la estructura 2,
los tres oxígenos cumplen también la regla de Lewis. Las dos estructuras son
equivalentes, pero la estructura real es intermedia entre las dos representadas, sin que
exista un modelo de enlace sencillo para poder representarla.
Cuando una molécula, como es el caso del O3, necesita más de una estructura
electrónica (ideal) para poder explicarse, se dice que presenta resonancia. La doble
flecha entre las dos estructuras indica que hay resonancia y que la molécula real es una
mezcla de las dos representadas.
El ángulo de enlace de la molécula es en realidad de 117º y los dos enlaces son
idénticos. La distancia de enlace de 1.28 Å que se observa en el ozono es intermedia
entre los 1.48 Å del enlace sencillo O-O y los 1.21 Å del enlace doble O=O. Esto indica
que el enlace en el ozono es considerablemente más fuerte que un enlace sencillo y algo
más débil que un enlace doble.
Formación de ozono
La producción de ozono ocurre principalmente a través de la fotólisis de oxígeno
molecular. Existe una disociación molecular de oxígeno (O2) en átomos simples de este
(O). Este proceso es producido por la radiación de onda corta de luz ultravioleta (UV).
Luego, estos átomos simples (O) al unirse con una molécula de oxígeno (O2) forman
ozono (O3).
La regeneración del ozono es muy importante, sin la cual el Agujero Antártico no sería
un fenómeno cíclico. Gracias a la formación de ozono, los niveles sobre la Antártida se
normalizan entre fines de diciembre y fines de julio.
Existen dos mecanismos para preparar ozono a partir de oxígeno (dioxígeno, O2). Se
puede hacer fotoquímicamente, mediante radiación UV que designaremos hn, o
mediante una descarga eléctrica, representada como DV, siendo 285 kJ / mol el calor
absorbido en la reacción (a presión constante de 1 atm. y a 25ºC):
Ésta es una cantidad de calor considerablemente grande, lo que índica que el ozono es
mucho más inestable que el oxígeno. De hecho, el ozono es explosivo y fuertemente
oxidante.
Debido a su poder oxidante, el ozono ataca a todos los metales excepto al platino y al
oro. Precisamente, una de las formas comunes de detectar este peligroso gas, se basa en
la reacción de oxidación del mercurio (Hg) en un capilar de vidrio:
Dado que el mercurio es líquido, al formarse el óxido de mercurio, HgO, que es sólido,
se puede percibir cómo el mercurio deja de fluir por el capilar y se deposita un sustrato
sólido sobre las paredes del mismo.
El carácter oxidante del ozono es la base de muchas de sus aplicaciones y de su acción
nociva sobre los seres vivos. En efecto, el ozono es una especie sumamente perjudicial
para los seres vivos. Su olor irritante permite detectarlo aún en concentraciones muy
pequeñas, de 0.01 ppm (1 ppm significa una parte por millón, luego ¡basta una partícula
de ozono por cada 100 millones de partículas para que podamos percibirlo!). En
concentraciones de entre 0.1 a 1 ppm sus efectos tóxicos se empiezan a notar,
provocando fuertes dolores de cabeza, ardor e irritación de las vías respiratorias.
En términos médicos, causa alteraciones de la densidad del tejido pulmonar, irritaciones
del epitelio traqueal y bronquial, enfisema. Parece pues paradójico que un gas tan tóxico
como el ozono pueda ser esencial para posibilitar la vida en el planeta. Sin embargo, no
existe tal paradoja, dado que el ozono juega su papel protector en la estratosfera, a partir
del mecanismo que vamos a explicar a continuación.
La capa de Ozono en la estratosfera. Formación y destrucción de
ozono
Este término es utilizado para designar la capa estratosférica que protege la Tierra de la
radiación ultravioleta perniciosa. Se extiende la capa de ozono atmosférico por encima
de la capa limítrofe del planeta (troposfera). La vida en la Tierra ha sido protegida,
durante miles de millones de años, por una capa de veneno, vital en la atmósfera. Esta
capa, compuesta de ozono, sirve de escudo para proteger a la Tierra contra las dañinas
radiaciones ultravioletas del Sol; si desapareciera, estas radiaciones esterilizarían la
superficie del globo y aniquilarían toda la vida terrestre.
En la troposfera (cerca de la superficie de la Tierra), el ozono es un contaminante que
causa muchos problemas; forma parte del smog fotoquímico, y del complejo de
contaminantes conocido vulgarmente como la lluvia ácida.
Pero en la estratosfera (de 15 a 50 km sobre la superficie de la Tierra), se encuentra la
mayor parte de este gas de tal manera que entre los 15 y 25 Km. esta el 75% y
constituye lo que se llama la capa de ozono.
Este gas azulado y de fuerte olor, es tan importante para la vida como el propio oxígeno.
Este filtro es suficiente para bloquear casi todas las dañinas radiaciones ultravioletas del
Sol.
La energía radiante de menor longitud de onda, llamada UV-C, es letal para todas las
formas de vida y es bloqueada por el oxigeno y nitrógeno atómico; la radiación UV-A,
de mayor longitud, es relativamente inofensiva y pasa casi en su totalidad a través de la
capa; entre ambas, la UV-B es menos letal que la UV-C, pero es peligrosa, y es
absorbida en su mayor parte
La acción de sustancias químicas tales como los CFCs están provocando cambios en
este escudo protector. El resultado es que están apareciendo lugares en que la capa de
ozono se encuentra deteriorada por una destrucción de este elemento provocada por el
cloro proveniente de los CFCs.
La estratosfera, como se puede ver en la figura, es la segunda capa más baja de la
atmósfera y se extiende, normalmente, desde los 10 hasta los 50 km de altitud sobre el
nivel del mar. La distinción entre unas y otras capas de la atmósfera se debe al cambio
de comportamiento de la temperatura frente a la altitud. En la figura se aprecia que
alternan capas en las que la temperatura disminuye al aumentar la altitud (troposfera,
mesosfera) con otras en las que la temperatura aumenta con la altitud (estratosfera y
termosfera). El aumento de temperatura con la altitud que se observa en la estratosfera
se debe precisamente al ozono y a la acción de la radiación solar. Esto se puede
justificar a partir de los mecanismos de creación y destrucción del ozono a partir de la
radiación UV-vis (regiones UV-visible del espectro electromagnético).
Los procesos que constituyen los mecanismos de creación y destrucción son:
Como se ve, en el proceso 1, la molécula de oxígeno se rompe por la acción de
radiación de longitud de onda, menor de 240 nm, que corresponde a la región UV del
espectro electromagnético. Por otra parte, en la reacción 2 la molécula de oxígeno
reacciona con un átomo de oxígeno liberado en 1, en presencia de un tercer cuerpo, M,
que absorbe el exceso de energía de la colisión, para generar una molécula de ozono,
O3. El tercer cuerpo, M, puede ser una molécula de otra especie presente en la
estratosfera, y no sufre cambio alguno en la reacción. En la reacción 2 se desprende
además una cantidad significativa de calor (25.4 Kcal/mol).
En el proceso 3, la molécula de ozono absorbe radiación de la región UV (longitudes de
onda inferiores a los 320 nm, UVB y UBC) y visible del espectro electromagnético y se
rompe dando lugar a una molécula y a un átomo de oxígeno. De esta forma, el ozono
juega un papel decisivo para la vida en el planeta, ya que filtra selectivamente la
radiación UV muy nociva (deteriora el desarrollo celular de los seres vivos), que
procede del sol. En el proceso 4, el ozono reacciona con un átomo de oxígeno para dar
lugar a dos moléculas de oxígeno. Además, en la reacción (4) se libra gran cantidad de
calor (93.7 Kcal/mol).
El resultado global de estos procesos es que se absorbe la energía radiante que procede
del sol (procesos 1 y 3) y se transforma en calor (procesos 2 y 4). Este calor contribuye
a calentar la estratosfera, de manera que la temperatura aumenta con la altitud. (Nótese
que al filtrarse la luz del sol, la intensidad de ésta es mucho mayor al alcanzar la parte
alta de la estratosfera, que en la baja, cuando ya se ha filtrado. De esta forma, todos los
procesos 1-4 se producen en mayor extensión en la parte alta de la estratosfera). Por otra
parte, la diferencia de temperatura entre unas y otras regiones de la estratosfera,
derivada de la presencia del ozono, provoca vientos que redistribuyen esta especie por
toda esta capa de la atmósfera.
Nube estratosférica polar.
La concentración de ozono no es uniforme en la estratosfera. Si consideramos su
distribución vertical, ésta presenta un máximo a una altitud de unos 25 km. En esta
altura, la relación producción/destrucción del ozono es óptima. Existe un compromiso
entre la cantidad del oxígeno atómico que lo genera y la radiación solar que los
destruye. Ambos factores se incrementan con la altitud.
Unidades del ozono
Para medir la concentración del ozono se pueden emplear unidades absolutas, como la
presión parcial de oxígeno, en mbar (a 273K, o sea 273.15ºC un mbar equivale a
2.65·1016 moléculas/cm3), mPa (milipascales), o unidades relativas como las ppm
anteriormente mencionadas.
No obstante, en el caso del ozono se utilizan unas unidades específicas, las unidades
Dobson (DU). La unidad Dobson mide la cantidad total de ozono en una columna
vertical (también llamada ozono total) de la estratosfera como el espesor que tendría una
capa de ozono imaginaría, cuya concentración fuese de 2.69 moléculas O3/cm2. La
concentración normal de ozono es de 300 DU. Esto equivale a una columna vertical de
un cm2 de base y de una altura igual a la de toda la atmósfera, que contiene 2.69·1016 x
300 DU. Es decir, esta columna vertical de un cm2 de base contiene 8.07 ·1018
moléculas de ozono. Esta cantidad es relativamente muy pequeña, dado que
globalmente, el ozono constituye menos del 0.000004 %, del aire. Es decir, de cada cien
millones de partículas del aire, como mucho 4 son de ozono. Pese a su pequeña
concentración, su importancia es enorme.
Las unidades Dobson se utilizan para determinar las anomalías en la concentración del
ozono. Estas anomalías están por supuesto relacionadas con el problema del agujero de
ozono, que vamos a tratar a continuación
En las figuras se puede apreciar que la abundancia de ozono en las dos primeras
ciudades españolas es relativamente normal, mientras que la ciudad americana está
cerca del umbral considerado como “agujero”
El agujero de la capa de ozono.
Desde hace unos años los niveles de ozono sobre la Antártida han descendido a niveles
más bajos que lo normal entre agosto y finales de noviembre. Se habla de agujero
cuando hay menos de 220 DU de ozono entre la superficie y el espacio. La palabra
agujero induce a confusión, y no es un nombre adecuado, porque en realidad lo que se
produce es un adelgazamiento en la capa de ozono, sin que llegue a producirse una falta
total del mismo
Los valores de concentración que se producen sobre la Antártida, del orden de 100 DU,
son inferiores a los de cualquier otro lugar de la Tierra. La extensión cubierta por este
agujero es de más de 26 millones de km2 y está delimitada espacialmente por el
denominado vórtice antártico. Se trata de un sistema de bajas presiones de escala
planetaria, que se establece durante el invierno austral, y que se localiza a una altitud de
entre 10 y 50 km (aproximádamente en la estratosfera).
Este sistema de bajas presiones se forma por las acusadas diferencias de temperatura
entre los hemisferios y actúa como un sistema aislado, no existiendo intercambio de
materia entre él y el resto de la atmósfera. Esta ausencia de intercambio acentúa
enormemente la eficacia de la destrucción del ozono en el vórtice, que además, al no
renovarse por aporte exterior, alcanza concentraciones muy bajas. Ahora bien, cabe
lógicamente preguntarse cómo se destruye el ozono sobre la Antártida, si se supone que
su destrucción se debe a contaminantes de origen antrópico, ya que la Antártida es
precisamente la única región del planeta no habitada por el ser humano.
Concentraciones de ozono sobre la Antártica, medido en unidades dobson (octubre de
1994)
El valor registrado el 17 de octubre de 1994, alcanzó el valor mínimo observado de 151
UD (unidades de dobson), con un promedio diario de 161,4 UD
Imágenes del agujero de ozono de la Antártida en 1995
Se muestran los niveles de ozono de la Antártida en el periodo de formación del
agujero de ozono en 1995 medidos en unidades Dobsosn (DU). En el momento de
mayor pérdida del ozono, el centro del agujero (área roja), puede descender a valores
de menos de 100 DU, lo que significa que, dado que los valores normales están
alrededor de las 300 DU, la disminución más acusada llega a ser del 70%.
Se muestran los niveles de ozono mundiales, en unidades Dobson (octubre del 2000)
Estas son las últimas imágenes del agujero de la capa de ozono al día de hoy, febrero de
2007.
Por la propia estructura de la atmósfera, se solía considerar que no había intercambio de
materia entre la troposfera y la estratosfera, lo cuál ciertamente imposibilitaría la llegada
de la gran mayoría de los contaminantes de origen antrópico a esta región. Como su
propio nombre indica, la estratosfera es una capa formada por estratos (capas)
horizontales, entre los cuales el intercambio de materia es mínimo.
Actualmente, se sabe que sí que existen intercambios de materia y energía entre estas
dos regiones, de manera que los óxidos de nitrógeno (N2O, NO, NO2 entre otros) y los
óxidos de compuestos halogenados (los elementos halógenos son el F, Cl, Br y I) que
contienen cloro o bromo, son los responsables de las concentraciones de ozono
existentes en la baja estratosfera. Todos los óxidos que hemos citado provienen de la
superficie terrestre. El N2O producido por la nitrificación de los suelos, junto con la
combustión en motores, son responsables de la presencia de los otros óxidos de
nitrógeno. Los CFC, fabricados industrialmente para diversas aplicaciones (gas
propelente en sprays, gas refrigerante en frigoríficos), son los compuestos que
transportan los halógenos a la estratosfera.
Aunque, de forma directa, se crean halógenos activos (ClO, BrO), mediante la
disociación por radiación UV de los CFCs, estos compuestos activos tienen una vida
muy corta, puesto que reaccionan transformándose en moléculas mucho más estables,
como ClONO2, BrONO2 o HCl, ninguna de las cuales tiene un impacto importante en
la química del ozono. Estas moléculas de tienen un tiempo de vida mucho mayor que
los compuestos activos, de forma que se puede decir que estos halógenos quedan
desactivados, lo que ocurre con un 99% de los halógenos emitidos.
Los compuestos estables de la troposfera son transportados a la estratosfera mediante las
corrientes convectivas ascensionales que ocurren en los cumulonimbos tropicales. Estas
corrientes de aire más calido ascienden a mayor velocidad en estas nubes, y los
compuestos son de esta forma arrastrados hasta la estratosfera. En esta capa son
transportados horizontalmente por todo el globo. De esta forma los compuestos
halogenados desactivados alcanzan las latitudes antárticas, donde de verdad causan la
destrucción del ozono.
La verdadera raíz del problema del ozono había sido sugerida hace ya más de 30 años
por los científicos de la Universidad de California Mario Molina (México) y Rowland,
quienes en 1974 sugirieron que algunos gases de origen antrópico estables en la
troposfera podrían estar perturbando el ozono en la estratosfera, a través de reacciones
catalíticas (reacciones cuya velocidad aumenta por la acción de ciertos agentes) con
radicales halogenados (son especies químicas, átomos o moléculas, en los que uno o
varios átomos no cumplen la regla del octeto de Lewis, y por tanto son muy inestables).
Estos radicales halogenados se descompondrían por la acción de la radiación solar.
Historia y extensión
El agujero de ozono de la Antártida fue observado por vez primera durante los años
1980-84. Una vez detectado se puede comprobar como, desde alrededor de 1976, ya
había datos que indicaban su aparición, pero fue en la década de los ochenta en la que su
crecimiento se hizo mucho mayor.
Entre los años 1978-1987 el agujero creció tanto en profundidad (ozono perdido en la
columna) como en extensión, aunque con oscilaciones de unos años a otros. En 1988 el
agujero disminuyó drásticamente, pero entre 1989-1991 volvió a ser tan grande como en
1987, y en 1992-95 fue aun mayor. En 1987 y 1989-95 cubría el entero continente
Antártico y parte del océano que lo rodea, llegando, en algunas pocas ocasiones a
afectar al extremo de S América, Australia o Nueva Zelanda.
En 1985, el descubrimiento del agujero de ozono de la Antártida obligó a la comunidad
científica internacional a intensificar los esfuerzos en la investigación de los procesos en
esta capa de la atmósfera. A partir de dicha investigación, se consiguió esclarecer la
causa de la destrucción del ozono en esta región del planeta.
Anteriormente, hemos mencionado la existencia de un vórtice antártico, una región en la
que no existe intercambio de materia con el resto de la estratosfera durante los meses de
invierno austral. En esta región de la estratosfera, se alcanzan temperaturas inferiores a
los -78ºC, punto de condensación del ácido nítrico (a una altitud de unos 20 km). Al
condensarse esta especie, se forman las llamadas nubes estratosféricas polares, PSCs, de
tipo PSC-I (PSC = polar stratospheric cloud).
Cuando avanza el invierno austral, el vapor de agua y el ácido clorhídrico se condensa
también, dando lugar a las PSC-II. Ambas nubes contienen partículas sólidas
(congeladas), sobre cuya superficie tienen lugar los siguientes procesos, en los que se
liberan el cloro y el bromo:
Aunque en condiciones normales, estas especies se deberían desactivar por reacción con
los óxidos de nitrógeno, éstos últimos, que se han quedado atrapados en las nubes
sedimentan gravitacionalmente, de manera que la atmósfera queda desnitrificada. La
falta de aporte de materia del exterior en el vórtice impide la entrada de más óxidos de
nitrógeno, por lo que el cloro y el bromo se acumulan durante todo el invierno austral.
Con la llegada de la primavera, la luz (hn) incide de nuevo sobre esta región del
continente antártico, y mediante la fotodisociación del cloro o del bromo, se inicia el
siguiente ciclo catalítico:
Nótese que todo el ciclo se inicia a partir de la disociación por radiación (hn), en la que
se liberan dos átomos de cloro. Con estos átomos de cloro se produce la destrucción del
ozono, en el proceso (b). El cloro atómico se genera de nuevo en los procesos (d) y (e) y
se vuelve a destruir el ozono. El resultado global se puede resumir en el proceso 2 O3 ->
3 O2.
De esta forma, un átomo de cloro puede destruir hasta 100000 moléculas de ozono
antes de ser desactivado. Además, hay que tener en cuenta que el bromo también
contribuye a la destrucción del ozono mediante procesos análogos. Como resultado,
durante el comienzo de la primavera austral, hasta que el vórtice se rompe y entran
nuevos óxidos de nitrógeno que desactivan al cloro y al bromo, éstos destruyen
completamente la capa de ozono que cubre la Antártida. El cloro es el más dañino,
contribuyendo en un 70%, aproximadamente, a la destrucción, mientras que el bromo
"se encarga" de la parte restante.
La ruptura del vórtice, además de causar la desactivación del cloro y el bromo permite
que entre nuevo ozono del resto de la estratosfera, renovando el ozono de esta región
hasta que en la siguiente primavera austral, el cloro y el bromo, lo vuelven a destruir por
completo. Como resultado, la concentración disminuye también en el resto de la
estratosfera, particularmente en las zonas adyacentes a la región del vórtice, resultando
en que, año tras año, el agujero del ozono se va extendiendo hacia latitudes mayores.
El siguiente gráfico muestra las mínimas mensuales sobre Punta Arenas desde el año
1978 an adelante:
Se aprecia como ha ido aumentando el agujero de la capa de ozono desde 1979 hasta
1991
De esta manera, aunque en principio el agujero de ozono parecía haberse estabilizado
desde 1993, según registros de la base Británica Halley Bay, los cálculos de las
dimensiones espaciales del agujero obtenidos por otras fuentes indican un crecimiento
paulatino. En los últimos años, el agujero se extiende hasta el extremo sur de
Sudamérica.
El agujero de ozono producido por la emisión de los CFC's fue descubierto por
científicos británicos, pero el primero en tomar medidas para alertar al resto de los
países sobre esta amenaza fue EEUU, pionero además en limitar la producción de los
CFC. De esta forma, en 1987 se firmo el protocolo de Montreal, en el que se acordaban
las primeras medidas. Como éstas no resultaron suficientes, se hicieron revisiones
posteriores de este modelo, (revisiones Copenhague y Londres) que determinaron el
cese total en la producción de estos compuestos en el año 1999.
Con estas medidas, se espera una recuperación paulatina de la capa de ozono, que
dependerá fundamentalmente de la concentración de compuestos halogenados en la
estratosfera. No obstante, existen otros factores que pueden afectar a esa recuperación,
como las erupciones volcánicas (el ión sulfato que se libera en muchas de ellas también
cataliza la destrucción del ozono), el incremento en la concentración de CO2 que,
aunque produce un calentamiento global en la troposfera, provoca un enfriamiento de la
estratosfera y facilita la formación de PSC, ralentizando la recuperación de la capa de
ozono.
También se consideran las emisiones de los aviones comerciales, cuyos motores
despiden los óxidos de nitrógeno (intermediarios en la destrucción del ozono), que
alcanzan la estratosfera en las rutas que atraviesan el polo y los aviones supersónicos,
que vuelan directamente en la estratosfera. No obstante, este factor es de poca
importancia en comparación con los CFC. Sólo nos queda esperar que la recuperación
de nuestro escudo de ozono sea lo más rápida posible.
El ozono troposférico
Hasta este punto, se ha comentado únicamente el papel protector del ozono en la
estratosfera. No obstante, debido a las propiedades oxidantes que tiene, esta especie
puede jugar un papel muy dañino en la troposfera, en el momento en que entra en
contacto con materiales o con seres vivos. Este papel lo comentamos a continuación.
El "smog" fotoquímico es también conocido como "neblumo" y describe la
combinación de neblina y humo que se produjo en Londres en 1950. Actualmente, se
relaciona siempre el "neblumo" con la presencia de NO y NO2 en la atmósfera. Se
considera que el "neblumo" se origina a través de contaminantes secundarios que se
forman a partir de contaminantes primarios, los cuales son a veces sustancias inertes e
inocuas. Estos contaminantes primarios se convierten fotoquímicamente (es decir, a
partir de radiación electromagnética, procedente del sol).
El contaminante primario más importante es quizás el óxido nítrico, NO, el cual se
forma por la combustión con aire a altas temperaturas en los motores de los vehículos.
El oxígeno y el nitrógeno del aire reaccionan a estas altas temperaturas según el
proceso:
Otros contaminantes primarios importantes liberados por los automóviles son el
monóxido de carbono (extremadamente tóxico) y algunos hidrocarburos crudos. El
óxido nítrico así formado se oxida rápidamente con el oxígeno del aire, danto lugar al
sumamente tóxico dióxido de nitrógeno, NO2. Este gas puede dimerizarse (un dímero
es la asociación de dos moléculas), dando lugar al N2O4, gas de color pardo cuya
presencia se puede apreciar en los "sombreros" de polución que cubren las grandes
ciudades. El NO2 se descompone fotoquímicamente dando lugar de nuevo a NO y a
oxígeno atómico, O, que es extremadamente reactivo:
Esta especie, reacciona con O2 en presencia de un tercer cuerpo (alguna sustancia
inerte, como el N2 , que absorbe el exceso de energía de la colisión) para dar lugar a
ozono:
El ozono así formado interviene en multitud de procesos en la troposfera, resultando en
que ésta se transforma en un medio oxidante. De entrada, a través de su disociación
fotoquímica (proceso 3 de destrucción del ozono en el apartado capa de ozono), libera
oxígeno atómico que reacciona con el agua presente en la atmósfera dando lugar al
radical -OH, que es el oxidante más importante de la baja troposfera.
Esta especie, cuyo origen es el ozono, participa en la descomposición de hidrocarburos
gaseosos, dando lugar a otras especies como aldehídos o cetonas. Por otro lado, el
ozono ataca fuertemente a materiales orgánicos en los que existen dobles enlaces C=C.
La reacción que se produce es:
Cada uno de los dos primeros productos de la reacción es una cetona. Las R representan
a los distintos átomos o grupos de átomos unidos al átomo de carbono. Este tipo de
reacciones provoca, por ejemplo, resquebrajamiento en los neumáticos de los
automóviles en áreas contaminadas.
Son reacciones similares a ésta las que provocan daño en los tejidos pulmonares y a
otras sustancias biológicas.
Además de estos procesos, relativamente simples, el ozono participa en otros
considerablemente más complejos, que implican a hidrocarburos, aldehídos, al oxígeno
y a los óxidos de nitrógeno, dando lugar, entre otros productos, al nitrato de
peroxiacetilo (PAN):
El PAN es un poderoso lacrimógeno que causa además dificultades respiratorias.
La concentración de ozono en la troposfera suele variar a lo largo del día. A primeras
horas de la mañana se mantiene muy baja. Esto se debe a que la concentración del NO2,
a partir del cual se forma también se mantiene baja. De esta forma, el contaminante más
abundante a estas horas de la mañana (normalmente hasta antes de amanecer), es el NO.
A medida que la luz del sol comienza a intensificarse, se empieza a generar NO2 a
partir del NO y del O2. En el momento que se empieza a generar el NO2, comienza la
formación de O3.
Típicamente el ozono alcanza su máximo de concentración sobre las dos de la tarde.
Dado que durante el día el tráfico y la actividad industrial son mayores, la concentración
de hidrocarburos aumenta hasta alcanzar su máximo sobre el mediodía.
Las reacciones de todo este conjunto de contaminantes, así como la caída del sol, que
supone que la intensidad de luz disminuye y se ralenticen los procesos fotolíticas de
formación, determinan una disminución en la concentración de ozono a partir de las dos
de la tarde.
Tenemos que se produce la siguiente ironía: en la estratosfera, donde necesitamos el
ozono, lo estamos destruyendo; y en la troposfera, donde es perjudicial para nuestra
salud, lo estamos creando. Muchos científicos han pensado en mandar ese exceso de
ozono de la troposfera mediante misiles o dirigibles hacia la estratosfera; si no se ha
hecho ya es porque no es viable, ya que el ozono es muy inestable, y se disgregaría
antes de culminar este tremendo viaje, además de que los costes serían desorbitados
Que son los clorofluorocarbonados (CFC)
Hay CFCs por todas partes; se utilizan para fabricar todo tipo de producto de espumas
de plástico: desde el aislante de espuma en la rama de la construcción, hasta los vasos y
envases para las llamadas "comidas rápidas". Se utilizan como gas impulsor para los
sprays de aerosol, como refrigerantes en los aparatos de aire acondicionado y
frigoríficos, como disolventes para limpiar equipos electrónicos y muchos usos más..
¿QUÉ SON LOS CFC´S?
Compuestos Clorofluorocarbonados (CFC)
Los CFC son los principales responsables del adelgazamiento de la capa de ozono. Son
productos de síntesis formados por átomos de carbono, cloro y flúor, que poseen
propiedades físicas y químicas adecuadas para ser empleados en múltiples aplicaciones;
tienen alta estabilidad química, bajos puntos de ebullición, baja viscosidad y baja
tensión superficial.
Se trata de un gas liviano que se eleva hasta la estratosfera y debido a que es muy
estable puede permanecer allí por centenas de años. Sin embargo, los rayos
ultravioletas, en contacto con el CFC, producen una reacción química que libera el
Cloro y el Bromo y produce la destrucción del ozono
Se emplean en:
Producción de frío:
industria frigorífica
refrigeradores domésticos
aire acondicionado
Producción de plásticos expandidos:
poliuretano
poliestireno
Producción de propelentes:
productos en aerosol tales como:
alimentos
cosméticos
insecticidas
pinturas
Producción de solventes:
industria electrónica (limpieza de componentes)
Alternativas:
Minimizar el uso de productos con CFC.
Elegir productos que posean compuestos con menor Potencial de Destrucción de
Ozono, tales como los hidroclorofluoro-carbonados (HCFC) o aquéllos que no
reaccionan con el ozono, como los hidrofluorocarbonados (HFC).
Los científicos creen que de eliminarse por completo estas sustancias, el agujero
detectado en la Antártida podría existir hasta el año 2.100
Por qué existe agujero en la Antártida si los contaminantes no se
producen allí
Es un hecho que los contaminantes, como los CFC se producen mayoritariamente en el
hemisferio norte. El 90% es liberado en Europa, Rusia, Japón y EEUU. Los CFC suben
luego hacia la estratósfera en las latitudes tropicales debido a los vientos; en seguida
estos contaminantes son trasladados hacia ambos polos. Así la estratosfera contiene
aproximadamente un contenido homogéneo de cloro sobre todas las latitudes. Pero
ambos polos tienen una meteorología muy diferente debido a su distinta superficie
terrestre. El polo Sur tiene grandes extensiones de tierra, las cuales están rodeadas de
mar. Estas condiciones producen bajas temperaturas en la estratósfera, lo que crea nubes
polares estratosféricas. Finalmente estas nubes crean un ambiente químico propicio para
la destrucción de ozono en la época de Primavera Austral, que se extiende entre
septiembre hasta diciembre cada año.
En el polo Norte Las temperaturas estratosféricas son más elevadas, por lo que no se
forman tantas nubes y la destrucción de ozono es mucho menor.
El increíble acto de
desaparición del Agujero de
Ozono
Luego de haber batido su propio record en tamaño, hace
unos meses, el agujero de ozono ha realizado una
sorprendente y repentina desaparición.
12 de december, 2000 -- Luego de haber batido su
propio record en tamaño, a mediados de septiembre,
el agujero de ozono sobre la Antártica, ha tenido un
sorprendente y repentino retroceso, desapareciendo
completamente para el 19 de noviembre, afirmaron
científicos de NASA.
El agujero de ozono crece y disminuye todos los años
con las estaciones, desapareciendo lentamente a
medida que el hemisferio sur alcanza el máximo de su
verano. Pero este año, el agujero se cerró antes que
los años recientes; durante los últimos tres años el
agujero ha persistido al menos hasta diciembre, de
acuerdo con el Dr. Richard McPeters, investigador
principal del Espectrómetro Cartográfico Total de Ozono (TOMS por la sigla en inglés)
del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de NASA (GSFC).
Derecha: Concentraciones de ozono sobre el hemisferio sur, justo después de la desaparición del
agujero de ozono, que hubiese aparecido de color púrpura o rosado. Esta imagen fue elaborada
con datos obtenidos con Espectrómetro Cartográfico Total de Ozono (TOMS).
Disiparse antes de lo esperado, luego de haberse ensanchado hasta un tamaño record,
parece dar un mensaje confuso sobre si el agujero mejora o empeora. Cualquier
interpretación no tendría justificación, dijo McPeters.
"Sólo por que se vean estos cambios de año en año, o porque se vea un
agujero de ozono inusualmente profundo este año, no nos permite
realizar un pronóstico a largo plazo," dijo McPeters.
Tendencias de largo plazo no pueden ser esbozadas a partir de lo que
para recibir
ocurra en un solo año con el agujero de ozono, debido a que su tamaño Inscríbase
CIENCIA NOTICIAS
y duración dependen del clima de ese año. Por ello, el comportamiento
EXPRESO
del agujero muestra el mismo tipo de variaciones impredecibles de un
año al siguiente que factores climáticos, tales como la temperatura y las precipitaciones.
[más información]
"Cualquier año hay demasiada impredictibilidad en el clima para apuntar hacia una
explicación última del porqué pasó de esta manera," dijo el Dr. Paul Newman, un físico
atmosférico del GSFC.
Los detalles del clima de un año particular pueden ser inexplicables, pero la influencia del
clima en el agujero de ozono es bien comprendida
El llamativo comportamiento del agujero de este año -- por un lado su tamaño record y su
rápida desaparición -- pueden ser atribuidas con seguridad a la influencia de un fenómeno
atmosférico llamado "ondas de alcance planetario," dijo Newman.
"imagínenlas (las ondas de alcance planetario) como enormes sistemas de baja presión
que se extienden por casi todo el hemisferio sur," dijo Newman. "Estos bajos y altos son
tan grandes que no se pueden detectar en una carta sinóptica (climatológica) corriente.
Por ello las llamamos ondas de alcance planetario."
Arriba: Una comparación en tamaño entre el agujero de ozono de este año (+) y el del año
pasado (línea). Notar la alta de este año a mitad de septiembre, seguida por una declinación
rápida. La región sombreada y la línea blanca representan el alcance y el promedio entre 1979 y
1992.
Este año, estas ondas planetarias de presión de aire fueron inusualmente débiles en el
hemisferio sur mientras que el agujero se formaba entre agosto y comienzos de
septiembre.
Preliminarmente hablando, las ondas planetarias ejercen una influencia que actúa contra
la destrucción del ozono por los clorofluorcarbonos (CFCs). Por ello la calma en la
actividad de las ondas planetarias de este año, permitió el crecimiento del agujero hasta
su tamaño record.
Luego a mediados de septiembre cuando el tamaño del agujero de ozono llegó a su
máximo, la fuerza de estas ondas planetarias aumentó dramáticamente, lo que apresuró el
fin del agujero, dijo Newman.
"El ingrediente fundamental aquí es la casi impredecible potencia de estos sistemas
climáticos de gran escala. Incluso cuando se tienen grandes cantidades de clorina (CFCs)
en nuestra atmósfera, y siempre va a hacer frío en la Antártica en invierno (lo que
exacerba la destrucción del ozono), el tamaño día a día del agujero de ozono está
realmente controlado por los finos detalles (del clima)," dijo Newman.
La forma de cómo las ondas planetarias actúan contra la destrucción del ozono, inducida
por los CFC es bastante complicada.
La influencia de estas vastas ondas de presión sobre el proceso de la destrucción del
ozono es variada, pero para explicar lo ocurrido con el agujero de ozono de este año, el
impacto más relevante de las ondas, es su influencia en el tamaño y estabilidad de la
corriente de chorro que circula alrededor de la Antártica llamado "el vortex Antártico."
El vortex es un rápido remolino de aire que
rodea la Antártica durante el invierno y a
comienzos de la primavera, sellándola y
evitando las influencias en esta región del
resto de la atmósfera.
El aislamiento producido por el vortex impide
que el aire más cálido y rico en ozono
existente alrededor de la Antártica fluya
hacia el polo, lo que ayudaría a reemplazar el
ozono destruido y elevar las temperaturas en
este continente. En cambio el aire rico en
ozono -- que es llevado hacia el polo por las ondas planetarias -- se junta al borde del
vortex, formando un "anillo" de aire con altas concentraciones de ozono que puede ser
visto en las imágenes satelitales.
Izquierda: Imagen del agujero de ozono de tamaño record tomada por un satélite de la NASA el 9
de Septiembre, 2000. El azul revela baja concentraciones de ozono, mientras que amarillo y rojo
indican niveles mayores de ozono. Se aprecia el anillo de altas concentraciones de ozono formado
por el bloqueo que ejerce el vortex Antártico, del desplazamiento hacia el sur del aire rico en
ozono formado en los trópicos. [Más imágenes y créditos]
Privado del efecto calentador de estas ondas, el aire dentro del vortex cae a temperaturas
extremadamente bajas durante la larga noche invernal que afecta estas latitudes. Estas
bajas temperaturas preparan el escenario para la destrucción del ozono, ya que las
reacciones químicas que conducen a la destrucción del ozono son catalizadas por nubes
de hielo, que sólo se forman en zonas con aires muy helados.
Las débiles ondas planetarias de este año permitieron que el vortex se expandiera a un
tamaño mayor. El mayor vortex delimitó una arena mayor para la destrucción del ozono,
resultando un agujero de tamaño record.
Cuando estas ondas aumentaron su vigor a mediados de septiembre, su presión en el
vortex lo destruyó antes de lo normal. A medida que el vortex se desarmaba, el aire de los
alrededores, más tibio y rico en ozono, se mezcló con el aire sobre la Antártica, subiendo
las concentraciones de ozono sobre los niveles que definen un "agujero" de ozono.
Por lo que el agujero de ozono que alarmó al mundo, y a los habitantes de esas regiones
australes, es el reflejo del comportamiento inusual de las ondas planetarias en el
hemisferio sur, comportamiento que no puede ser explicado tan fácilmente.
"¿Entendemos porqué éstas (las ondas planetarias) fueron más débiles este año? Pues no,
no sabemos? dijo Newman.
"Es inexplicable en el mismo sentido que no podemos realmente explicar ... porqué
tenemos un invierno inusualmente frío este año y no el año anterior," dijo McPeters. "El
clima a largo plazo es intrínsicamente impredecible."
Arriba: Gráfico que muestra las concentraciones de un tipo de CFCs en el tiempo. Note el alza
sostenida hasta 1990 - tres años después que el Protocolo de Montreal estableciera un programa
para la disminución de la producción de clorofluorcarbonos (CFCs). Las concentraciones de CFCs
han comenzado a descender. (Nota en el gráfico, "ppt" es por partes por trillón [billón latino]).
Imagen cortesía del Laboratorio de Diagnóstico y Monitoreo de la Administración Oceánica y
Atmosférica Nacional de Estados Unidos.
El agujero de ozono de este año, por si mismo, no da indicaciones de una tendencia a
largo plazo, pero las mediciones muestran que las concentraciones de CFCs en la
estratosfera se han estabilizado, mientras que en la capa más baja de la atmósfera, la
troposfera, han comenzado a disminuir.
Estas mediciones indican que el agujero de ozono no empeora y quizás pronto comience a
mejorar. Pero esta mejoría va a llegar muy lentamente.
"El agujero de ozono no va a marcharse por un largo tiempo," dijo McPeters. "Esto se
debe a que el tiempo de vida de los CFCs, los HCFCs y los halones es muy largo
(alrededor de 100 años). Habremos retrocedido a los niveles de 1979 alrededor del 2050."
.
la capa de ozono podria recuperarse (NASA)
TEXTUAL SEGUN LA NASA--
Mayo 26, 2006: Imagine la capa de ozono como si fuera las gafas de sol de la Tierra
que protegen la vida en su superficie de la dañina luz procedente de los más fuertes
rayos solares ultravioleta, los cuales pueden causar cáncer y otras enfermedades.
De manera comprensible, la población se
alarmó en los años 80 cuando los científicos
hicieron notar que los compuestos químicos
que se hallaban en la atmósfera, creados por el
hombre, estaban destruyendo la capa de ozono.
Los gobiernos se apresuraron a promulgar un
tratado
internacional,
conocido
como
Protocolo de Montreal, para prohibir los gases
que destruyen la capa de ozono, tales como los
clorofluorocarbonos
(CFCs)
que
se
encontraban en aerosoles y equipos de aire
acondicionado.
Derecha: El agujero de ozono sobre la Antártida.
Hoy, veinte años después, continúan los informes de grandes agujeros sobre la
Antártida que permiten que los peligrosos rayos UV alcancen la superficie de la Tierra.
De hecho, el agujero de ozono del año 2005 fue el de mayor tamaño de la historia,
extendiéndose sobre una superficie de 24 millones de kilómetros cuadrados, casi el
tamaño de Norteamérica.
Escuchando estas noticias, usted podría suponer que se ha avanzado poco. Se
equivocaría.
Mientras que el agujero en la capa de ozono sobre la Antártida parece extenderse, la
capa de ozono que rodea el resto del planeta, parece estar mejorando. Durante los
últimos 9 años, el ozono en todo el mundo ha permanecido más o menos constante,
deteniendo el descenso detectado por primera vez en los años 80.
La pregunta es ¿Por qué? ¿Es el Protocolo de Montreal la causa del descenso? ¿O son
otros procesos los responsables?
Se trata de una pregunta difícil. Los CFCs no son los únicos factores que influyen en la
capa de ozono; las manchas solares, los volcanes y la meteorología juegan también su
papel. Los rayos ultravioleta de las manchas solares refuerzan la capa de ozono
mientras que los gases sulfurosos emitidos por algunos volcanes pueden debilitarla. El
aire frío de la estratosfera puede reforzar o debilitar la capa de ozono, dependiendo de
la altitud y de la latitud. Todos estos procesos, y otros, se discuten en el artículo
publicado en el número del 4 de mayo de la revista Nature: "La búsqueda de signos de
recuperación en la capa de ozono (The search for signs of recovery of the ozone layer)"
de Elizabeth Weatherhead y Signe Andersen.
Clasificar las causas y los efectos es difícil, pero un grupo de investigadores de la
NASA y de Universidades puede haber realizado algunos avances. Su nuevo estudio
titulado "Atribuciones de la recuperación del ozono en la baja estratosfera (Attribution
of recovery in lower-stratospheric ozone)", acaba de ser aceptado para su publicación
en el Journal of Geophysical Research. El estudio concluye que la mitad de la
tendencia reciente se debe a la reducción de los CFCs.
Eun-Su Yang del Instituto de Tecnología de Georgia, que
lidera el grupo de autores, explica: "Hemos medido las
concentraciones de ozono a diferentes altitudes utilizando
satélites, globos e instrumentos en tierra. Después hemos
comparado nuestros datos con predicciones informáticas de
recuperación del ozono, (calculadas a partir de las
reducciones reales medidas de CFCs)". Los cálculos tuvieron
en cuenta el comportamiento conocido del ciclo de manchas
solares (con su punto máximo en 2001), los cambios
estacionales en la capa de ozono y las oscilaciones quasibienales, un tipo de patrón de viento estratosférico que se sabe afecta al ozono.
Lo que han encontrado es a la vez una buena noticia y un misterio.
La buena noticia: en la estratosfera superior (por encima de los 18 km), la
recuperación puede explicarse casi por completo por las reducciones de CFCs. "Ahí
arriba parece que está funcionando el Protocolo de Montreal", afirma Mike Newchurch
de Centro de Hidrología Global y del Clima en Huntsville, Alabama, coautor del
artículo.
Derecha: La capa de ozono está situada a 15 km por encima de la superficie de la Tierra.
El misterio: en la baja estratosfera (entre los 10 y los 18 km) el ozono se ha recuperado
incluso mejor de lo que podrían predecir los cambios en CFCs por sí mismos. Algo más
debe estar afectando la tendencia en estas bajas altitudes.
Ese "algo más" podrían ser los patrones de viento atmosférico. "El viento transporta
ozono del ecuador, donde se crea, hacia mayores latitudes, donde se destruye. Los
cambios en los patrones de los vientos afectan el equilibrio del ozono y podrían
impulsar la recuperación por debajo de los 18 km", declara Newchurch. Esta
explicación parece ser la que mejor se ajusta a los modelos informáticos de Yang y sus
colaboradores. Sin embargo, no es definitiva, aún se podrían encontrar otros orígenes,
tanto naturales como producidos por el hombre, que demuestren ser la causa del ozono
extra en la baja estratosfera.
Cualquiera que sea la explicación, si la tendencia continúa, la capa global de ozono
debería restaurarse a los niveles de 1980 en algún momento entre 2030 y 2070. Para
entonces, incluso el agujero de la Antártida podría cerrarse.
Los contaminantes son causa natural o humana
La pregunta más específica aquí es si el cloro en la estratósfera proviene
mayoritariamente por acción del hombre o la naturaleza.
Existen muchos compuestos naturales sobre la superficie terrestre que contienen cloro,
pero ellos son solubles en agua, por lo que no pueden alcanzar la estratósfera. Grandes
cantidades de cloro (en forma de cloruro de sodio) son evaporadas de los océanos, pero
son solubles en agua por lo que son atrapados por las nubes y vuelven a bajar en gotas
de agua, nieve o hielo. Otra fuente de de cloro es el de las piscinas, pero este cloro
también es soluble en agua. El cloruro de hidrógeno, producto de las las erupciones
volcánicas es un claro ejemplo de un contaminante natural, pero este cloro es convertido
en ácido clorhídrico, el cual es soluble en agua por lo que no alcanza la estratosfera.
En cambio, halocarbonos hechos por el hombre, como los CFCs, tetracloruro de
carbono (CCI4) y metil cloroformo (CH·CCI3) no son solubles en el agua, por lo que no
caen con la lluvia o nieve y alcanzan la estratósfera.
Aplicaciones del ozono
En química industrial, el ozono tradicionalmente ha encontrado un número bastante
limitado de aplicaciones, todas relacionadas con su poder oxidante, que lo convierte en
un poderoso desinfectante. Se usa sobre todo para purificar el agua, sustituyendo a las
cloraminas a estos efectos y eliminar su mal olor y sabor en este uso, para esterilizar,
purificar y eliminar el mal olor del aire (destruye las moléculas y bacterias que lo
provocan), y para blanquear, maderas, ceras, aceites, y textiles.
Generador industrial de ozono para agua potable.
La reacción de disociación de los dobles enlaces en moléculas orgánicas ha motivado
que su uso en la producción de fármacos sea uno de los más relevantes.
Pese a este número limitado de aplicaciones del ozono, existen otros campos donde esta
especie merece un párrafo aparte. Este es el caso de la industria alimentaria, donde su
interés se centra en la conservación de los alimentos, para la cual el ozono complementa
la acción de las bajas temperaturas en las cámaras frigoríficas.
Si la utilidad de éstas se basa en ralentizar los procesos de alteración de los alimentos
por los microorganismos, el papel del ozono consiste en evitar la proliferación de
bacterias y mohos y, por lo tanto, la alteración del producto final. La importancia que su
uso tiene en la conservación de alimentos es capital, puesto que el frío, por sí solo, no es
capaz de garantizar la buena conservación de los alimentos. Su papel como inhibidor de
la mayoría de los procesos, no permite la eliminación de muchos de ellos, algunos de
los cuales se "reactivan" tan pronto como las condiciones de temperatura le son
favorables. Por otra parte existen ciertos tipos de organismos (psicrófilos) que son
capaces de crecer a temperaturas del orden de los 0ºC.
Uno de los problemas asociados a la insuficiencia del frío es que las paredes se
impregnan de microorganismos y sustancias volátiles que alteran los productos,
reduciéndose así el tiempo de mantenimiento en las cámaras. Además, el frío tampoco
elimina los malos olores.
Generador industrial de ozono.
El ozono resulta más adecuado por sus propiedades como desinfectante y desodorizante,
su menor toxicidad y su fácil eliminación, no dejando residuo alguno. Se ha
comprobado que su uso resulta en la carencia de mohos en alimentos y envases,
conservación más larga de los alimentos, permitiendo conservar el peso inicial con alto
grado de humedad, mejor calidad interna y apariencia externa, retraso en la maduración
de la fruta.
Como resultado, el ozono se aplica en Europa desde antes de la segunda guerra mundial
para la conservación de carnes, previniendo durante hasta 36 semanas la aparición de
mohos. Se aplica también para controlar los mohos en el proceso de secado de los
embutidos. El ozono resulta también útil en la conservación de huevos, pescados y
frutas.
El ozono muestra también numerosas aplicaciones médicas, de forma que se están
desarrollando nuevas ramas de la medicina en relación con esta especie. Cabe destacar
que no se conocen bacterias anaerobias (anaerobio=ausencia de oxígeno), virus,
protozoos u hongos que sobrevivan a una atmósfera fuertemente oxigenada, por lo que
las enfermedades causadas por cualquiera de estos agentes son potencialmente curables
con el ozono. Esta es la base de la oxigenoterapia, terapia biooxidativa y
autohemoterapia.
Es tal el potencial del ozono en medicina que se cree que pueda forzar una revisión
completa de la industria médica. Su uso en forma de agua ozonizada o spray
proporciona un poderoso desinfectante de superficies, útil para contener hemorragias, es
aplicable en la limpieza de heridas de huesos y tejidos blandos. Permite reforzar el
aporte de oxígeno en el área de una herida quirúrgica con el fin de mejorar la
cicatrización y se usa también como antiséptico en cirugía oral.
Evolución de cultivo de esporas a los 90 segundos de exposición al ozono. Imagen
cortesía de Hidritec
El ozono se puede usar también en medicina deportiva, para compensar el
empobrecimiento en oxígeno en atmósferas contaminadas, que disminuye el
rendimiento de los atletas. El ozono suministrado en dosis controladas parece haber
mejorado la oxigenación de los atletas en carreras de fondo.
Por otra parte, el ozono, al igual que el agua oxigenada puede servir como base a las
terapias bio-oxidativas, ayudando a equilibrar el balance de oxígeno orgánico. Si bien se
trata de dos especies muy tóxicas cuando están concentradas, lo que a menudo causa su
rechazo como germicida, tienen un extraordinario valor terapeútico cuando están
adecuadamente diluidas.
Si se considera que la falta de oxígeno en el organismo, (las células pobremente
oxigenadas son blanco frecuente de microorganismos patógenos anaerobios) es causa de
múltiples enfermedades, se entiende que la importancia que los tratamientos con ozono
puede tener.
La ozonoterapia se ha extendido ampliamente como técnica de depuración de la sangre.
Consiste en extraer la sangre del paciente, burbujear ozono en ella y volverla a
reinyectar. Su papel para oxigenar la sangre permite combatir diversos problemas,
eliminando toxinas de la sangre
Aunque el ozono tiene un enorme potencial en medicina, su muy bajo coste, y el hecho
de que no se pueda patentar como especie, ha desatado la animadversión de múltiples
industrias farmacéuticas, ya que menoscaba su capacidad de obtener beneficios y
compite con medicamentos destinados al mismo fin. Parece que el futuro de esta especie
pasa por una competencia encarnizada con medicamentos más costosos, y no
necesariamente más eficaces, producidos por las poderosas multinacionales
farmacéuticas.
¿Cómo puede el ozono troposférico afectar su salud?
El ozono puede irritar su sistema respiratorio, provocándole la tos, causándole irritación
en la garganta y/o una sensación incómoda en su pecho.
El ozono puede reducir la función pulmonar y hacer más difícil la respiración profunda
y vigorosa normal. Cuando esto sucede, usted podrá notar que la respiración comienza a
sentirse incómoda. Si se encuentra haciendo ejercicios o trabajando al aire libre, podrá
notar que está respirando más rápida y superficialmente que lo normal.
El ozono puede empeorar el asma. Cuando los niveles de ozono son altos, más personas
con asma tienen ataques que requieren atención médica o el uso adicional de
medicamentos. Una razón por la cual esto sucede es que el ozono hace que las personas
sean más susceptibles a los alergenos, los agentes que provocan los ataques de asma.
Otros efectos severos para los asmáticos son función pulmonar reducida y la irritación
que el ozono causa al sistema respiratorio.
El ozono puede inflamar y dañar las células que forran los pulmones. Al cabo de unos
pocos días, las células dañadas son reemplazadas y las células viejas se desprenden-muy
de la manera en que su piel se exfolia después de una quemadura de sol.
El ozono puede empeorar las enfermedades pulmonares crónicas tales como el enfisema
y la bronquitis y reducir la capacidad del sistema inmunológico para defender al sistema
respiratorio de las infecciones bacterianas.
El ozono puede causar daño permanente al pulmón. Repetido daño a corto plazo en los
pulmones en desarrollo de los niños puede resultar en una función pulmonar reducida en
edad adulta. En los adultos, la exposición al ozono puede acelerar la disminución
natural de la función pulmonar que ocurre como parte del proceso normal de
envejecimiento.
El ozono puede dañar el revestimiento de los pulmones.
Estas fotografías muestran una vía respiratoria
pulmonar saludable (izquierda) y una vía inflamada
(derecha).
¿Hay siempre síntomas?
El efecto dañino del ozono también puede ocurrir sin ningunas señas o síntomas. Las
personas que viven en zonas donde los niveles de ozono son frecuentemente altos
pueden notar que sus síntomas iniciales desaparecen con el tiempo; particularmente
cuando la exposición a los niveles altos de ozono continúa durante varios días. El ozono
continúa causando daño pulmonar aún cuando los síntomas hayan desaparecido. La
mejor manera de proteger su salud es mantenerse informado acerca de los niveles
elevados de ozono en su localidad y tomar precauciones sencillas para minimizar la
exposición aún cuando no tenga síntomas obvios.
¿Cómo puede evitar exponerse al ozono?
Las probabilidades de ser afectado por el aumento del ozono aumentan mientras más
tiempo permanezca realizando actividades al aire libre y más ardua sea la actividad en la
que se encuentre ocupado. Si realiza una actividad que requiere gran esfuerzo físico,
puede reducir el tiempo que le dedica a esa actividad o sustituirla por otra actividad que
requiera un esfuerzo más moderado (por ejemplo, tome una caminata en vez de correr).
Además, usted puede planear actividades al aire libre cuando los niveles de ozono sean
menores, generalmente por la mañana o al atardecer.
El Índice de Calidad del Aire
El Índice de Calidad del Aire, (Air Quality Index, AQI), es una escala para reportar los
niveles verdaderos de ozono y de otros contaminantes comunes en el aire. Mientras
mayor sea el valor del AQI, mayor deberá ser la preocupación por la salud. Tal como se
muestra en la tabla abajo, la escala de AQI se ha dividido en categorías que
corresponden a diferentes niveles de riesgo por la salud.
ÍNDICE DE CALIDAD DEL AIRE
Valores
del Índice
Clasificación
0 a 50
Buena
51 a 100
Moderada
101 a 150
Dañina a la Salud
de los Grupos
Sensitivos
Precauciones para Protegerse del Ozono
Ninguna.
Las personas extraordinariamente sensitivas deben
considerar limitar los esfuerzos prolongados al aire
libre.
Los niños y adultos activos, y las personas con
enfermedades respiratorias, tales como el asma,
deben limitar los esfuerzos prolongados al aire
libre.
151 a 200
201 a 300
Dañina a la Salud
Los niños y adultos activos, y las personas con
enfermedades respiratorias, tales como el asma,
deben evitar el esfuerzo prolongado al aire libre;
todos los demás, especialmente los niños, deben
limitar el esfuerzo prolongado al aire libre.
Muy Dañina a la
Salud
Los niños y adultos activos, y las personas con
enfermedades respiratorias tales como el asma,
deben evitar cualquier esfuerzo al aire libre; todos
los demás, especialmente los niños, deben limitar
los esfuerzos al aire libre.
Se ha asignado un color específico a cada categoría de AQI. Por ejemplo, el rojo
significa condiciones "dañinas a la salud" y el púrpura significa condiciones "muy
dañinas a la salud". Este esquema de colores puede ayudarle a determinar rápidamente
si los contaminantes del aire están alcanzando niveles muy dañinos a la salud en su
zona.
Este sistema de alerta a la población se utiliza en numerosos países, a través de
periódicos, la radio o la televisión
Como podemos contribuir a disminuir los niveles de ozono troposférico
Las posibilidades de conseguir, a corto plazo, una sensible reducción de las
concentraciones de ozono son limitadas. Sin embargo, todos podemos contribuir con
nuestra conducta a reducir las substancias precursoras del ozono.
No utilizar el coche para las distancias cortas
Utilizar los transportes públicos o aprovechar el mismo coche entre varias
personas
Adquirir coches con catalizador regulado
Utilitzar pinturas y barnices solubles en agua, que no contengan disolventes
orgánicos
Disminuir el uso de productos que contengan una base disolvente, como ceras
de muebles, abrillantadores de parqués, lacas para el cabello y lubricantes.
Ahorrar energía para disminuir la emisión de gases contaminantes
Estas medidas son importantes especialmente cuando hay un episodio de niveles de
ozono por encima de los umbrales establecidos.
Consecuencias de la disminución de la capa de ozono
La salud humana, se vería seriamente afectada por una serie de enfermedades que
pueden aumentar tanto en frecuencia como en severidad, tales como: sarampión, herpes,
malaria, lepra, varicela y cáncer de piel, todas de origen cutáneo.
La exposición a la radiación ultravioleta ocasiona trastornos oculares, y muy
especialmente cataratas causantes de ceguera.
Menos alimentos: las radiaciones ultravioleta afectan la capacidad de las plantas de
absorber la luz del sol en el proceso de fotosíntesis. También puede verse reducido el
contenido nutritivo y el crecimiento de las plantas.
El clima: va a variar por las emisiones de CFC, las cuales pueden contribuir al
calentamiento global. La atmósfera actúa como un invernadero para la tierra al dejar
pasar la luz, pero retiene el calor. El aumento de la cantidad de ciertos gases aumenta la
capacidad de la tierra para bloquear el calor, lo cual causa temperaturas más elevadas y
cambios climáticos.
Los materiales de construcción usados en edificios, pinturas, envases y en muchos otros
lugares, son degradados por la acción de las radiaciones ultravioleta.
El nivel del mar aumentaría como consecuencia de la expansión de sus aguas, cuando se
recalienten y derritan los glaciares. Sostienen los científicos que para el año 2050 el
aumento del mar será de 0,3 a 1,2 metros, produciéndose inundaciones costeras y
erosiones. También pronostican contaminaciones de suministros hídricos por la
ausencia de agua salada y se verá afectada la economía de las zonas costeras.
Entre otros fenómenos extremos se producirán huracanes, ciclones, olas de frío intensos
y tifones.
¿Qué es el Protocolo de Montreal?
Se trata de un tratado internacional diseñado para proteger la capa de ozono a través del
control de producción de las sustancias que se creen responsables del agujero de la capa
de ozono. El tratado fue firmado el 16 de septiembre de 1987 y entró en vigor el 1 de
junio de 1989. Desde entonces, ha sufrido cinco revisiones, en 1990 en Londres, 1992
en Copenhague, 1995 Viena, 1997 Montreal, y en 1999 Beijing. Dada su amplia
adopción resulta un ejemplo excepcional de la cooperación internacional como Kofi
Annan ha dicho "Quizá sea el acuerdo internacional con mayor acuerdo hasta la
fecha....".
Con este motivo el Día Internacional para la Preservación de la Capa de Ozono se
celebra el 16 de setiembre.
El número total de países partes del Protocolo, comprometidos formalmente a cumplir
con sus disposiciones, es de 155.
Los países participantes se han dividido según el consumo per cápita de estas
sustancias. Aquellos países, como Chile, cuyo consumo es inferior a 0.3 kg/hab tienen
10 años de gracia para cumplir las obligaciones impuestas por el acuerdo y además
tienen el derecho a acceder a los recursos del Fondo Multilateral del Protocolo de
Montreal, para financiar los costos incrementales asociados a la conversión tecnológica.
El Protocolo de Montreal y sus Enmiendas identifican una serie de compuestos dañinos
para la capa de ozono. Por otro lado, establece claramente los plazos y los niveles de
producción y consumo permitidos de estos compuestos, a saber:
A los paises desarrollados se les limita el uso de ciertos compuestos hasta 1996,
mientras que a países en vías de desarrollo se le permite su uso (siempre y cuando sea
controlado) hasta 2010; estas sustancias podrán ser utilizadas sólo en fines esenciales
para los cuales no existan sustitutos en el mercado.
En el caso de los HCFC (sustancias de bajo potencial agotador de ozono, consideradas
como de transición), el calendario de reducción es más flexible y paulatino, alcanzando
una eliminación total el año 2030.
Las sustancias más peligrosas para el ozono, son las siguientes:
CFC
Halones
Otros CFC completamente halogenados
Tetracloruro de carbono
1,1,1-Tricloroetano (Metilcloroformo)
Hidrobromofluorocarbonos
Metilbromuro
Bromoclorometano
No se pueden importar o exportar estas sustancias a países que no participan en el
cumplimiento del protocolo
Tomando como referencia los datos obtenidos de consumo en 1986, a cada país se le
reduce año tras año el consumo permitido de estos compuestos
Los países partes del Protocolo se abstendrán de conceder nuevas subvenciones, ayuda,
créditos, garantías o programas de seguros para la exportación a Estados que no sean
partes en este Protocolo si se van a utilizar para potenciar la creación o consumo de
estas sustancias (no se aplicará a productos, equipo, fábricas o tecnologías que mejoren
el confinamiento, la recuperación, el reciclado o la destrucción de sustancias
controladas, que fomenten el desarrollo de sustancias sustitutivas o que de algún modo
contribuyan a la reducción de las emisiones de sustancias controladas)
Las Partes, en su primera reunión, estudiarán y aprobarán procedimientos y mecanismos
institucionales para determinar el incumplimiento de las disposiciones del presente
Protocolo y las medidas que haya que adoptar respecto de las Partes que no hayan
cumplido lo prescrito
Las Partes, a título individual o colectivo o por conducto de los órganos internacionales
competentes, cooperarán para favorecer la sensibilización del público ante los efectos
que tienen sobre el medio ambiente las emisiones de las sustancias controladas y de
otras sustancias que agotan la capa de ozono.
Las Partes establecerán un mecanismo para proporcionar cooperación financiera y
técnica, incluida la transferencia de tecnologías, a las Partes. El mecanismo, que recibirá
contribuciones que serán adicionales a otras transferencias financieras a las Partes que
operen al amparo de dicho párrafo, cubrirá todos los costos adicionales acordados en
que incurran esas Partes para que puedan cumplir las medidas de control previstas en el
Protocolo. Las Partes establecerán en su Reunión una lista indicativa de las categorías
de costos adicionales. El mecanismo establecido comprenderá un Fondo Multilateral
para aquellos que distribuyan información y documentos pertinentes, celebrar cursos
prácticos y reuniones de capacitación, así como realizar otras actividades conexas, para
beneficio de las Partes que sean países en desarrollo
Los fondos necesarios para la aplicación de este Protocolo, incluidos los necesarios para
el funcionamiento de la Secretaría en relación con el presente Protocolo, se sufragarán
exclusivamente con cargo a las cuotas de las Partes.
Cualquier Estado u organización de integración económica regional que pase a ser Parte
en el presente Protocolo después de la fecha de su entrada en vigor asumirá
inmediatamente todas las obligaciones previstas que adquirieron la condición de Partes
en la fecha de entrada en vigor del Protocolo.
Partes del Protocolo (países miembros):
Albania
Alemania
Angola
Antigua y Barbuda
Arabia Saudita
Argelia
Argentina
Armenia
Australia
Austria
Azerbaiyán
Bahamas
Bahrein
Bangladesh
Barbados
Belarús
Bélgica
Belice
Benin
Bolivia
Bosnia y Herzegovina
Botswana
Brasil
Brunei Darussalam
Bulgaria
Burkina Faso
Burundi
Cambodia
Camerún
Canadá
Cape Verde
Chad
Chile
China
Chipre
Colombia
Comoras
Congo
Congo, República Democrática de
Corea, República de
Corea, República Democrática Popular de
Costa Rica
Côte d'Ivoire
Croacia
Cuba
Dinamarca
Djibouti
Dominica
Ecuador
Egipto
El Salvador
Emiratos Árabes Unidos
Eslovaquia
Eslovenia
España
Estados Federados de Micronesia
Estados Unidos de América
Estonia
Etiopía
la ex República Yugoslava de Macedonia
Federación de Rusia
Fiji
Filipinas
Finlandia
Francia
Gabón
Gambia
Georgia
Ghana
Granada
Grecia
Guatemala
Guinea
Guinea Bissau
Guyana
Haití
Honduras
Hungría
India
Indonesia
Irán, República Islámica de
Irlanda
Islandia
Islas Marshall
Islas Salomón
Israel
Italia
Jamahiriya Árabe Libia
Jamaica
Japón
Jordania
Kazajstán
Kenya
Kirguistán
Kiribati
Kuwait
Lesotho
Letonia
Líbano
Liberia
Liechtenstein
Lituania
Luxemburgo
Madagascar
Malasia
Malawi
Maldivas
Malí
Malta
Marruecos
Mauricio
Mauritania
México
Moldova
Mónaco
Mongolia
Mozambique
Myanmar
Namibia
Nauru
Nepal
Nicaragua
Níger
Nigeria
Noruega
Nueva Zelandia
Omán
Países Bajos
Pakistán
Palau
Panamá
Papua Nueva Guinea
Paraguay
Perú
Polonia
Portugal
Qatar
Reino Unido
República Árabe Siria
República Centroafricana
República Checa
República Democrática Popular Lao
República Dominicana
Rumania
Rwanda
Saint Kitts y Nevis
Sao Tome and Principe
Samoa
San Vicente y las Granadinas
Santa Lucía
Senegal
Serbia y Montenegro
Seychelles
Sierra Leone
Singapur
Somalia
Sri Lanka
Sudáfrica
Sudán
Suecia
Suiza
Suriname
Swazilandia
Tailandia
Tanzanía, República Unida de
Tayikistán
Togo
Tonga
Trinidad y Tabago
Túnez
Turkmenistán
Turquía
Tuvalu
Ucrania
Uganda
Uruguay
Uzbekistán
Vanuatu
Venezuela
Viet Nam
Yemen
Zambia
Zimbabwe
El Programa de Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) y el Banco Mundial,
tienen proyectos que apuntan en la misma dirección: hacia el cumplimiento de lo
dispuesto en el Protocolo de Montreal.