CAPA DE OZONO

CAPA DE OZONO

Hay muy poco ozono en nuestra atmósfera, siendo el promedio de 3 moléculas de ozono por cada 10 millones de moléculas de aire. A pesar de esta pequeña cantidad, el ozono desempeña una función principal en la atmósfera.

El ozono es una molécula inestable. Las radiaciones altamente energéticas del Sol no sólo lo crean, sino que lo vuelven a descomponer, creando nuevamente oxígeno molecular (O2) y átomos de oxígeno libres. La concentración de ozono en la atmósfera depende de un equilibrio dinámico entre la velocidad con que se forma y la velocidad a que se destruye.

El ozono se encuentra principalmente en dos regiones de la atmósfera de la Tierra. La mayoría del ozono (aproximadamente el 90%) reside en una capa que empieza a una distancia comprendida entre 8 y 18 kilómetros por encima de la superficie de la Tierra y que se extiende hasta una altura aproximada de 50 kilómetros. Esta región de la atmósfera se denomina la estratosfera. El ozono de esta región se denomina capa del ozono. El resto del ozono está en la región más baja de la Tierra que comúnmente se denomina la troposfera.

Las moléculas de ozono de estas dos regiones son químicamente idénticas puesto que todas están constituidas por tres átomos de oxígeno que tienen la misma fórmula química 03 . Sin embargo, tienen efectos muy distintos en los seres humanos y en otros seres vivientes. El ozono estratosférico desempeña una función beneficiosa absorbiendo la mayoría de la luz del sol ultravioleta que es perjudicial biológicamente (denominada radiación UV-B), permitiendo que solamente una pequeña parte llegue a la superficie de la Tierra. La absorción de la radiación ultravioleta por parte del ozono crea una fuente de calor que en realidad constituye la estratosfera propiamente dicha (una región en la que la temperatura aumenta a medida que se asciende a mayores altitudes). El ozono desempeña, por lo tanto, una función principal en la estructura de distribución de temperaturas por la atmósfera de la Tierra. Sin la acción filtrante de la capa de ozono, más radiación UV-B del sol penetraría en la atmósfera y llegaría a la superficie de la Tierra. Muchos estudios experimentales sobre plantas y animales y estudios químicos sobre seres humanos han demostrado los efectos nocivos de una exposición excesiva a la radiación UV-B.

En la superficie de la Tierra el ozono se pone directamente en contacto con formas de vida y despliega su poder destructivo. Puesto que el ozono reacciona fuertemente con otras moléculas, los elevados niveles de ozono son tóxicos para los sistemas vivientes. En varios estudios se han documentado los efectos dañinos del ozono en la producción de cosechas, en el crecimiento de los bosques y en la salud humana. Los efectos fundamentalmente negativos del ozono troposférico a nivel de superficie, por razón de esta toxicidad directa, contrasta con los beneficios del filtrado adicional de la radiación UV-B que proporciona. La doble función del ozono conduce a dos asuntos ambientales separados. Existen inquietudes acerca del aumento del ozono en la troposfera. El ozono a baja altura es un componente principal de la neblina fotoquímica, un problema familiar en la atmósfera de muchas ciudades del mundo. Cantidades más elevadas del ozono a nivel de la superficie están siendo cada vez más observadas también en zonas rurales.

Existe un interés científico y del público muy extendido, e inquietudes acerca de pérdidas del ozono en la estratosfera. Los instrumentos de base terrestre y en satélites han medido disminuciones de la cantidad del ozono estratosférico en nuestra atmósfera. Sobre algunas partes de la Antártica se ha destruido aproximadamente hasta un 60% de la cantidad total de ozono (conocido como el ozono de la columna) durante la primavera antártica (septiembrenoviembre). Este fenómeno se denomina agujero del ozono antártico. En las regiones polares árticas, ocurre un proceso similar que ha llevado también a un agotamiento químico importante del ozono de la columna durante la parte última del invierno y en la primavera, en los últimos años. Disminuciones más pequeñas pero también significativas en la estratosfera se han observado en otras regiones más pobladas de la tierra. Aumentos de la radiación UV-B en la superficie han sido observados en relación con disminuciones locales del ozono estratosférico, tanto con instrumentos de base terrestre como con instrumentos a bordo de satélites. Las pruebas científicas acumuladas en más de dos decenios de estudio de la comunidad de investigadores internacionales han demostrado que las sustancias químicas producidas por el hombre son responsables del agotamiento observado de la capa de ozono. Los compuestos que agotan la capa de ozono contienen diversas combinaciones de los elementos químicos como el cloro, flúor, bromo, carbono, los clorofluorocarbonos (abreviados como CFCs) o el bromuro de metilo entre los más ampliamente utilizados en América Latina y el Caribe. Aunque también el tetracloruro de carbono y el metilcloroformo son gases importantes producidos por el hombre que agotan la capa de ozono. Estas dos sustancias mencionadas últimamente y los CFCs han sido utilizados en muchas aplicaciones incluidas la refrigeración, el equipo de aire acondicionado, los aerosoles, la producción de espumas, la limpieza de componentes electrónicos y como disolventes. Otro grupo importante de halocarbonos producidos por el hombre son los halones que contienen carbono, bromo, flúor y, en algunos casos, cloro que han sido principalmente utilizados como extintores de incendios. En tanto, el bromuro de metilo es muy aplicado en fumigación de suelos y en menor grado en fumigación de estructuras (edificios, graneros, barcos, molinos, contenedores, etc.). Los gobiernos han decidido que debe interrumpirse la producción de los CFCs, de bromuro de metilo, de los halones, del tetracloruro de carbono y del metilcloroformo (excepto para algunos usos especiales), y la industria ha desarrollado sustitutos más “favorables al ozono”. Los acuerdos alcanzados al respecto se encuentran plasmados en el Convenio de Viena para la Protección de la Capa de Ozono y en el Protocolo de Montreal para el control de las Sustancias Agotadoras de la Capa Ozono (SAO), ajustado y enmendado en diversas oportunidades conforme los conocimientos científicos fueron adquiriendo mayor grado de avance acerca de las causas y la evolución del problema.

Evolución de la destrucción de la capa de

ozono y sus causas

En 1974, los profesores F. Sherwood Rowland y Mario J. Molina, de la Universidad de California, afirmaron que los productos químicos sintetizados por el hombre, conocidos como clorofluorocarbonos , estaban perjudicando la capa de ozono estratosférica. Investigaciones posteriores corroboraron la teoría y actualmente está demostrado que la capa de ozono estratosférica está siendo destruida por la actividad de los hombres y nuevas sustancias se agregaron a la lista original. Los CFCs llegan a la estratosfera porque la atmósfera de la Tierra está siempre en movimiento y mezcla las sustancias químicas que se le añaden. En realidad las moléculas de CFCs son varias veces más pesadas que el aire. No obstante, miles de mediciones de globos, aeronaves y satélites demuestran que los CFCs están realmente presentes en la estratosfera. Esto se debe a que los vientos y otros movimientos del aire mezclan la atmósfera hasta altitudes por encima de la parte superior de la estratosfera con mucha más velocidad que aquella a la que las moléculas pudieran depositarse por su peso. Los gases, tales como los CFCs, que no se disuelven en agua y que relativamente no reaccionan en la atmósfera inferior, se mezclan con relativa rapidez y, por consiguiente, llegan a la estratosfera sea cual fuere su peso. La radiación solar allí presente puede descomponer muchos gases de la estratosfera que contienen cloro y bromo. Los radicales de cloro y bromo pueden poner en marcha una reacción destructiva en cadena, perjudicando a otros gases de la estratosfera, incluido el ozono. Las moléculas de ozono se descomponen dando oxígeno y monóxido de cloro y de esta forma disminuye su concentración. Después de esta reacción queda libre un radical simple de cloro o de bromo, que puede dar lugar a otras 100.000 reacciones similares antes de ser finalmente expulsado de la estratosfera. Las pérdidas más importantes de ozono estratosférico tienen lugar regularmente cada primavera sobre la Antártica, provocando aumentos sustanciales de los niveles de radiaciones ultravioleta en dicha zona. Un efecto similar pero más débil se ha detectado sobre el Ártico. Actualmente, se tienen pruebas de que la concentración de ozono disminuye porcentualmente, en primavera y verano, en ambos hemisferios a latitudes medias y altas. Asimismo, en invierno, también se reduce la concentración a dichas latitudes en el hemisferio sur. Debido a que la atmósfera de la Tierra está continuamente agitada por los vientos, el resultado es que los gases que agotan la capa de ozono se mezclan por toda la atmósfera, incluida la Antártica, sea cual fuere el lugar en el que han sido emitidos. Las condiciones meteorológicas especiales de la Antártida hacen que estos gases sean más eficaces en ese lugar, en cuanto a agotar la capa de ozono, que en otras partes. En el hemisferio sur, el Polo Sur es parte de una gran masa terrestre (la Antártica) que está completamente rodeada por los océanos. Esta simetría se refleja en las condiciones meteorológicas que permiten la formación en invierno de una región muy fría en la estratosfera por encima del continente antártico, aislado por una banda de vientos fuertes que circulan alrededor del polo cerca del paralelo de 65°S. Las temperaturas

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