ORIGEN DEL OZONO

INTRODUCCIÓN

La luz del sol es imprescindible para que las plantas vivan y crezcan. Los animales dependen de las plantas para alimentarse. Sin ellas no existirían los animales, y sin el sol no habría plantas.

El sol es una estrella que está en continua actividad y se encuentra en el centro de nuestro sistema solar. Es una enorme bola de gases incandescentes que gira por el espacio. Mide más de un millón de veces la Tierra y es extremadamente caliente. La temperatura en la superficie del sol es de unos 6´000ºC, y en el centro alcanza los 15´000´000ºC. El sol es nuestra estrella más cercana y nos proporciona luz y calor. Ambas, son formas de radiación procedentes del sol. La radiación es una manera de transferir energía de un lugar a otro, normalmente viajando en líneas rectas llamadas rayos. Nuestra tierra posee ciertas características que nos ayudan a protegernos de los rayos provenientes del sol ya que la misma se encuentra protegida por la capa de ozono.

El ozono, es una capa, como un escudo protector ante las radiaciones ultravioletas (UV), si el ozono no existiera los rayos del sol quemarían fuertemente todo lo existente en la Tierra. El ozono está compuesto por tres moléculas de oxigeno, por lo cual, químicamente, se denomina O3. La capa de ozono se encuentra ubicada en una de las capas de la atmósfera, esta capa se llama estratosfera. El sol emite rayos UV, entre los que pueden distinguirse diferencias, por lo que se dividen en tres tipos: UV-A, UV-B y UV-C. El rol del ozono en todo esto es proteger a la Tierra del paso de los rayos UV-B, los que son altamente perjudiciales para todo tipo de vida; y permitir el paso de los rayos UV-A y los rayos UV-C.

El oxigeno a modo de O2 sube a la capa donde se encuentra el ozono, la estratosfera; los rayos UV al encontrase con el oxigeno, separan la molécula de éste, de esta forma, andarían dos átomos de oxigeno sueltos, los que luego se unen al encontrar otros, juntándose tres átomos de oxigeno se forma el ozono. Los rayos UV-

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B, al destruir las moléculas de oxigeno, se ve detenido, por lo que no alcanza a llegar a la Tierra. Todo esto ocurre constantemente, por lo que constituye un ciclo, así la capa de ozono protege la vida en la Tierra.

En el presente trabajo estudiaremos y analizaremos este tema tan importante como lo es La Capa de Ozono. Invitamos al lector a profundizar el tema

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ORIGEN DEL OZONO

El ozono fue descubierto y nombrado por Schoenbein en 1840, este investigador lo obtuvo a partir de oxigeno sometido a descargas eléctricas intensas, pero en 1861 Addlin estableció, la composición de su molécula a partir de los volúmenes y densidades relativas de oxigeno y ozono. Durante varios años, a partir de finales de la década de 1970, los investigadores que trabajan en la Antártida detectaron una perdida periódica de ozono en las capas superiores de la atmósfera por encima del continente aparece en la Antártida.

Otros estudios realizados mediante globos de gran altura y satélites meteorológicos, indican que el porcentaje global de ozono, en la capa de ozono de la Antártida está descendiendo. Vuelos realizados sobre las regiones del Ártico, descubrieron que sobre de ellas se gesta un problema similar. En 1985, una convención de las Naciones Unidas, conocida como Protocolo de Montreal, firmada por 49 países, puso de manifiesto la intención de eliminar gradualmente los clorofluorcarbono de aquí a finales de siglo. En 1987, 36 naciones firmaron y ratificaron un tratado para la protección de la capa de ozono.

La Comunidad Europea (hoy Unión Europea) propuso la prohibición total de clorofluorcarbono durante la década de 1990 en 1989, propuesta respaldada por el presidente de Estados Unidos George Bush. Con el fin estudiar la perdida de ozono como a escala global, en 1991 la NASA lanzó el satélite de investigación de la atmósfera superior, de 7 toneladas. En órbita sobre la tierra a una altitud de 600Km la nave mide las variaciones de la concentración de ozono a diferentes altitudes, y suministra los primeros datos completos sobre la química de la atmósfera superior. La estructura molecular del ozono fue estudiada ampliamente durante años. Tras de rechazar la forma cíclicas y lineales, se ha establecido por estudios espectroscópicos que la molécula es angular y que la distancia entre los átomos de oxigeno es de 1,27A=B0 intermedio entre los enlaces sencillos y el doble, por lo que se supone que existe resonancia entre las formas mencionadas y otras cuya contribución es menor.

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QUE ES EL OZONO

El ozono (O3), es una sustancia cuya molécula está compuesta por tres átomos de oxígeno, formada al disociarse los 2 átomos que componen el gas de oxígeno. Cada átomo de oxígeno liberado se une a otra molécula de oxígeno (O2), formando moléculas de Ozono (O3). A temperatura y presión ambientales el ozono es un gas de olor acre y generalmente incoloro, pero en grandes concentraciones puede volverse ligeramente azulado. Si se respira en grandes cantidades, es tóxico y puede provocar la muerte. Se descompone rápidamente en presencia de oxígeno a temperaturas mayores de 100 ºC y en presencia de catalizadores como el dióxido de manganeso (MnO2) a temperatura ambiente.

¿COMO SE GENERA EL OZONO?

El ozono se produce cuando grandes cantidades de energía se ponen en contacto con las moléculas de oxígeno, haciendo que estas se dividan en átomos individuales (radicales libres), estos a su vez reaccionan con moléculas de oxígeno, reacción favorecida por la presencia de un catalizador en el medio, y forman moléculas de ozono.

Este gas es sumamente inestable y el tercer átomo de oxígeno tiende a escaparse generalmente unos segundos después de su formación.

Ciclo del 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.

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Del amplio espectro de radiación incidente una determinada fracción de fotones cumple los requisitos energéticos necesarios para catalizar la rotura del doble enlace de los átomos de oxígeno de la molécula de oxígeno molecular.

Posteriormente, la radiación solar convierte una molécula de ozono en una de oxígeno biatómico y un átomo 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

Para mantener constante la capa de ozono en la estratosfera esta reacción fotoquímica debe hacerse en perfecto equilibrio, pero estas reacciones son fácilmente perturbables por moléculas, como los compuestos clorados (como los clorofluorocarbonos3 ) y los compuestos bromurados.

Otro método de generación de ozono se da como consecuencia de la urbanización del hombre; el aire que está sobre los continentes se enturbia y filtra casi todas las ondas más 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.

LA RADIACIÓN ULTRAVIOLETA

El sol emite radiación de diferente 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.

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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 más 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.

DISTRIBUCIÓN DEL OZONO EN LA ATMÓSFERA

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 cálidas 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 están constituidas por gases atmosféricos condensados.

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