¿Quienes
causan la Destrucción de la Capa de Ozono?
Nosotros mismos los Humanos, ya que la capa de ozono, se
encuentra bajo la amenaza de elementos químicos que nosotros utilizamos.
Los mayores culpables son los clorofluorocarbonos (llamados
CFC en abreviatura). Éstos pueden mantenerse activos en la
atmósfera durante mas de 100 años
moviéndose lentamente a través de ella antes de descomponerse en
los elementos químicos que destruyen la capa de ozono.
La mayor parte de los CFC producidos en el mundo se utilizan en:
refrigeradores, congeladores, sistemas de aire acondicionado, aerosoles y
espumas sintéticas. Otros ejemplos de CFC estan el gas producido
por los carros, el humo contaminado de las fabricas y los aerosoles
tales como
los desodorantes en aerosol, los ambientadores y los insecticidas entre otros
mas.
A pesar de los esfuerzos internacionales que se estan
haciendo, la liberación de los halocarbonos en la atmósfera
continúa, manteniéndose así la destrucción de la
capa de ozono, lo cual agudiza cada vez mas éste problema.
Ya que sería difícil detener las producciones
de clorofluorocarbonos o halocarbonos en la tierra por ser elementos muy
utilizados en nuestra vida.
El agujero en la capa de ozono
El agujero de ozono es un fenómeno descubierto en
la Antartida en 1985. Se ha formado principalmente sobre la
Antartida y puede presentarse en otros sitiosdebido a la
combinación única de condiciones de tiempo que favorecen las
reacciones destructivas del ozono junto con la aparición de la luz solar
en primavera del Hemisferio Sur.
El agujero es tan extenso como los Estados Unidos de América y tan
profundo como el Monte Everest. Ha crecido casi todos los años desde
1979. Los países mas afectados en la región son: Argentina, Chile, y Urugay.
¿Cuales son las consecuencias de la
disminución de la Capa de Ozono?
Para mantener constante la capa de ozono en la estratosfera esta
reacción Fotoquímica debe hacerse en perfecto equilibrio,
pero estas reacciones son facilmente perturbables por moléculas, como los compuestos clorados (como los clorofluorocarbonos3 )
y los compuestos bromurados.
Las mismas moléculas de ozono que nos protegen de la radiación del
sol (UV) en la estratosfera pueden causar problemas de salud en personas y
animales cuando se forman cerca de la superficie de la tierra. El ozono en la
superficie de la tierra se forma cuando los gases provenientes de
vehículos y algunos otros químicos normalmente usados en la
industria se mezclan en presencia de la fuerte luz
solar.
Cuando estas concentraciones de ozono llegan a ser bastante altas,
ellas pueden hacer difícil el respirar, sobre todo en aquellas personas
con asma y otras enfermedades respiratorias.
El efecto de la disminución del ozono sobre la
superficieterrestre es el aumento de los niveles de radiación
ultravioleta-B.
La capa de ozono absorbe gran cantidad de la peligrosa radiación
ultravioleta. Si llegara a nosotros mas radiación, podría
causar un incremento de cancer de
piel y cataratas. Pero el aumento de la
radiación ultravioleta no nos afectaría sólo a nosotros,
sino también a toda la vida sobre la Tierra.
Existiría peligro para las cosechas las plantas y los
arboles, es decir, para los elementos que constituyen la red
alimenticia y, por lo tanto, para la producción mundial de
alimentos. En el mar, si el plancton marino
formado por pequeñas plantas y animales que viven en la superficie del agua desapareciera
los peces mas grandes morirían de hambre y la vida en el mar se
extinguiría.
Así se perdería una fuente primordial de
recursos alimenticios para el hombre. Este tipo de
radiación UV-B daña a los seres humanos, animales y plantas.
Los incrementos en la radiación UV-B han sido
observados no sólo bajo el agujero de ozono en la Antartida sino
en otros sitios como
los Alpes (Europa) y Canada (América del Norte).
Al adelgazarse la capa, la Tierra pierde la protección ante la
radiación ultravioleta del sol, lo cual tiene efectos
nocivos para la vida en el planeta.
Otras consecuencias de la Radiación Ultra Violeta (UV-B) dependiendo de
su intensidad y tiempo de exposición:
* Irritación a lapiel
* Conjuntivitis
* Deterioro en el sistema de defensas
* Afectar el crecimiento de las plantas y dañando el fitoplancton
* Cancer en la piel
* Graves quemaduras en la misma
¿Que podemos hacer por nuestra Capa de Ozono?
Podemos hacer muchas cosas para impedir que continúe
deteriorandose la capa de ozono como
1.-Utiliza sólo aerosoles ecológicos y pulverizadores.
2.-Procura no utilizar espumas sintéticas que contengan CFC's, no todas
las espumas contienen CFC's, pero pregunta al vendedor antes de comprarlas
3.-Un refrigerador viejo, abandonado en un vertedero,
deja escapar CFC's al aire. Es mejor que lo lleves a
alguna tienda donde reciclen los CFC's de los refrigeradores.
¿Qué es la Capa de Ozono?
Se denomina capa de ozono, u ozonosfera capa protectora de
la atmósfera que permite preservar la vida sobre la tierra y
actúa como escudo para proteger la tierra de la radiación
ultravioleta perjudicial proveniente del sol. En pocas palabras es un delgado
escudo de gas (ozono), que se encuentra entre los 19 y los 23
kilómetros por sobre la superficie terrestre, en la estratosfera; rodea
a la Tierra y la protege de los peligrosos rayos del sol. Este delgado
escudo conocido por Capa de Ozono, ( ozono
estratosférico), hace posible la vida en la tierra y es vital para
toda su conservación y que no se deteriore aún mas.
Esta capa, que se extiendeaproximadamente de los 15 km a los 40 km de altitud,
reúne el 90% del ozono presente en la atmósfera y
absorbe del 97% al 99% de la radiación ultravioleta de alta
frecuencia.
¿Qué es el Ozono?
El ozono es una forma de oxígeno cuya moléculatiene
tres atomos, en vez de dos del oxígeno común. El tercer atomo es el que hace que el gas sea venenoso,
mortal si se aspira una pequeñísima porción de esta
sustancia. Se forma en la estratósfera por la acción
de radiación solar sobre las moléculas de oxígeno mediante
un proceso llamado fotólisis.
El ozono es tóxico para los seres humanos, los animales y las plantas en
elevadas concentraciones y actúa como un contaminante cuando es
producido en las partes bajas de la atmósfera.
El ozono es un gas tan escaso que, si en un momento lo
separasemos del resto del aire y que lo atrajésemos al ras
de tierra, tendría solamente 3mm de espesor.
El ozono esta en todas partes y a cualquier
altura. Incluso en los niveles estratosféricos de
maxima concentración relativa es un componente minoritario de la
mezcla de gases que componen el aire. En ninguna altura, llega a
representar ni el 0,001% del volumen total de aire.
Se forma en la estratósfera por la acción de
radiación solar sobre las moléculas de oxígeno mediante un proceso llamado fotólisis
¿Por quién fue descubierta al Capa de Ozono?
La capa de ozono fuedescubierta en 1913 por los físicos
franceses Charles Fabry y Henri Buisson. Sus propiedades fueron
examinadas en detalle por el meteorólogo britanico G.M.B.
Dobson, quien desarrolló un sencillo espectrofotómetro que
podía ser usado para medir el ozono estratosférico desde la
superficie terrestre. Entre 1928 y 1958 Dobson
estableció una red mundial de estaciones de monitoreo de ozono, las
cuales continúan operando en la actualidad. La Unidad Dobson, una unidad
de medición de la cantidad de ozono, fue nombrada en su honor.
El Equilibrio Dinamico de la Capa de Ozono
El ozono se produce mediante la siguiente reacción
O2 + hν − > O + O2
O + O2 − > O3
Es decir, el oxígeno molecular que se encuentra en las capas altas de la
atmósfera es bombardeado por la radiación solar. Del amplio espectro de radiación incidente una
determinada fracción de fotones cumple los requisitos energéticos
necesarios para catalizar la rotura del doble enlacede los
atomos de oxígeno de la molécula de oxígeno
molecular.
Posteriormente, la radiación solar convierte una molécula de
ozono en una de oxígeno biatómico y un atomo de
oxígeno sin enlazar:
O3 + hν − > O2 + O
Durante la fase oscura, (la noche de una determinada región del planeta)
el oxígeno monoatómico, que es altamente reactivo, se combina con
el ozono de la ozonosfera para formar una molécula de oxigeno
biatómico:
O3 + O −> 2O2
Halocarbonos: Todos los productos quimicos a base de carbono que contiene uno o
mas elementos del grupo halógeno, comprendidos el flúor,
cloro y el bromo.
Distribución del Ozono en la Atmosfera
La distribución del ozono en la atmósfera es variable, depende de
la altitud, de la época del año, de la temperatura, y
acompaña también al ciclo solar.
Una variable importante en esta distribución es el momento de apertura del
vórtice polar.
Este es un enorme remolino que se forma en la
atmósfera sobre el polo sur, que produce corrientes de aire circulares y huracanadas
que encierran masas de gases. Esto impide el intercambio de estos gases con el
exterior, por causa de la formación de una pared de corrientes de aire.
Este proceso evita el ingreso de las corrientes calidas del
Ecuador cargadas de ozono. Este fenómeno que controla en gran medida la
cantidad de O3 en la atmósfera polar solo se presenta en el Polo Sur
debido a que el Polo norte tiene un relieve que impide
la formación de remolinos. También la presencia
de cadenas montañosas de Norte América, Europa y Asia frenan la
llegada de los vientos.
Dentro del vórtice polar se anulan las reacciones
fotoquímicas, pero no las químicas. En
el mismo se forman nubes estratosféricas polares (15 a 20 Km. de altura)
que estan constituidas por gases atmosféricos condensados.
Por ejemplo el Cl2 , se almacena inerte en la oscuridad
del inviernopolar y en la primavera se activa
disociandose en radicales libres de cloro:
Cl2 ->Cl + Cl
Estos radicales son muy activos y comienzan el ciclo destructor del ozono en la
estratósfera.
Los años en que se registraron las menores concentraciones
de O3, fueron en los que el vórtice se abrió mas
tardíamente.
Otro factor que influye es la diferencia de temperaturas entre los polos,
siendo la temperatura del
Polo Sur 10 a 15 ºC menor que la del
Polo Norte. El punto de maxima concentración del ozono es en la
estratósfera a las 22 km. de altura.
Los Clorufluoro Carbonos
La principal causa de la pérdida de ozono, según esta
teoría, son un grupo de productos
químicos sintéticos conocidos como Clorofluorocarbonos. Fueron sintetizados
por primera vez en la década del 20, a partir de atomos
de flúor, carbono y cloro, son inertes, no tóxicos,
económicos y simples de fabricar, con la capacidad de gasificarse a
bajas temperaturas. Estos productos son utilizados en todo el
mundo en los sistemas de refrigeración que incluyen a las heladeras,
congeladores, aire acondicionado, etc. Se usan también en los
extinguidores de incendios, particularmente en los pequeños
extinguidores de uso doméstico, como repelentes de aerosoles, como
base de limpiadores de microchips de computadoras, en la industria del telgopor, etc
Durante muchos años, los químicos creyeron que los CFCs liberados
al aire se difundíaninofensivamente hacia la atmósfera superior,
donde eran degradados por la luz solar. Debieron pasar
mas de 40 años para los científicos advirtieran el
debilitamiento de la capa de ozono como
consecuencia del
uso de estos compuestos.
Debido a esto la compañía norteamericana
Du Pont, que fue quien los inventó, comenzó a desarrollar
sustitutos. La alarma suena en 1974 cuando Sherwood Rowland y Mario Molina de
la Universidad de California previenen sobre el impacto destructivo de los CFCs
en presencia de radiación ultravioleta; los clorofluorocarbonos
reaccionan contra el ozono: inicialmente, la radiación ultravioleta
desprende un atomo de cloro de la molécula de CFC. El
atomo de cloro reacciona luego con una molécula de ozono,
separandola en una reacción que aparentemente no es seguido por
la resíntesis de dicha molécula. Un solo
atomo de cloro puede reaccionar con -y destruir- cien mil
moléculas de ozono.
Un último informe publicado por científicos de la Universidad de
Cambridge, determina que el CIONO2 hasta ahora
considerado reservorio) destruye el ozono de la estratósfera hacia fines
de la primavera en regiones calidas. Por un
proceso químico que no requiere de las bajas temperaturas del invierno polar.
El CIONO2 se activa cuando se evaporan las nubes
estratosféricas de HNO3 y es transportado por vientos hacia regiones
mas calidas. Los analisis de esta
reacción sugieren fuertemente que si laadición de CFCs a la
atmósfera continua sin ser controlada, la capa de ozono finalmente
sera destruida por completo. Sobre la base de los datos actuales,
se estima que para el año 2000 habra una reducción del
5% en la capa de ozono. Esta estimación esta basada en la
cantidad de CFCs que ya han sido liberados a la
atmósfera. Mientras tanto, la producción mundial de CFCs ha
seguido incrementando incrementandose a una tasa de 4 %
por año -llevando a predecir que la capa de ozono se reducira un
60% hacia el año 2050- Los modelos matematicos predicen que una
reacción del 16% de la capa de ozono aumentaría la cantidad de
radiación ultravioleta que llega a la superficie de la Tierra en un 40%:
y un 30% de reducción duplicaría esta cantidad.
Existen cuatro clases principales de compuestos provenientes de las actividades
humanas que pueden afectar el ozono atmosférico:
Gases manufacturados industrialmente (haluros de alquilo)
Gases emitidos en la producción y consumo de combustibles de
carbón de origen fósil (CO2, CO,N2,
NOx).
Gases originados por la combustión de biomasa
(cloroformo, sulfuro de carbonilo, óxidos de nitrógeno, CO2, CO).
Gases de origen biológico emitidos desde
tierras agrícolas: el suelo y a vegetación, afectados por la
exploración o por la descomposición de residuos originados por
los seres humanos y los animales.
La Radiación Ultravioleta
El sol emite radiación dediferente longitud de onda, la parte del
espectro radiante que se encuentra comprendida entre los 100 nm y los 390 nm
aproximadamente es a la que llamamos radiación ultravioleta.
Existen tres tipos de esta radiación:
a) UV-A de mayor longitud de onda
b) UV-B de longitud de onda intermedia
c) UV-C de menor longitud de onda
La radiación UV-C es la mas penetrante y letal para la vida de la
biosfera.
Casi el 99% de la radiación ultravioleta del
Sol que alcanza la estratósfera se convierte en calor mediante una
reacción química que continuamente recicla moléculas de
ozono.
La Generación de Ozono
El oxígeno es practicamente transparente a la luz
visible (400 a 800 nm), y al UV próximo (240 a 360 nm), pero es un gran
absorbente de la radiación del
extremo UV del espectro (10 a 240 nm).
Cada fotón de esta longitud de onda impacta disocia una molécula
de oxígeno en 2 radicales libres
O2 + hv ->O + O
La reacción siguiente requiere de la participación de un
catalizador que es liberado a la atmósfera una vez finalizada su
función:
O + O2 + M -> O3 + M
Siendo M un catalizador.
Una vez obtenida la molécula de ozono, recomienza el proceso cuando un
fotón impacta contra esta revirtiendo la reacción
O3 + uv ->O2 + O
Las reacciones de producción fotoquímica de ozono y de
destrucción del
mismo se llama respectivamente: ozogénesis y ozonólisis. Estas
dos reacciones conducen a unequilibrio fotoquímico mediante el cual se
mantiene una pequeña concentración de O3 en la alta
atmósfera que protege a manera de escudo a los seres vivos que habitan
la Tierra de los rayos ultravioletas. El ozono cuenta con la ayuda de gases reservorios
que lo protegen reaccionando con algunos catalizadores.
Estos gases son HC1, HOCL y CIONO2 (este último
puesto en duda como
veremos mas adelante). La formación del ozono se da en la alta estratósfera,
sobre todo en el Ecuador
donde la radiación solar y por lo tanto también la de UV, llegan
en forma vertical. Desde aquí es transportado hacia
los polos y la baja estratósfera.
El ozono comparte la estratósfera con el oxígeno, el vapor de
agua, el dióxido de carbono, el hidrógeno y el nitrógeno.
Generar ozono en forma industrial es un proceso
común que consiste en someter al aire o a oxígeno a una descarga
eléctrica, si bien es un procedimiento sencillo, es caro.
Otro método de generación de ozono se da como consecuencia de la urbanización del hombre; el aire que
esta sobre los continentes se enturbia y filtra casi todas las ondas
mas cortas que ya han atravesado la capa de ozono. Los óxidos de
nitrógeno y los hidrocarburos tienen características negativas
que con un poco de luz (UV) se descomponen formando
ozono en la baja atmósfera lo que trae como consecuencia nauseas y efectos
irritantes en las vías aéreas superiores de las personas y de
animales.