BIOLOGÍA y GEOLOGÍA

MATERIAL DIDÁCTICO ESO BACHILLERATO

LA CAPA DE OZONO

La Capa de Ozono

¿Eres capaz de determinar la importancia de la capa de ozono, valorando los efectos de su disminución?
Señala medidas que previenen la disminución de la capa de ozono.

¿Qué es el ozono?

El ozono es un gas compuesto de moléculas de ozono (O3), que consiste de tres átomos de oxígeno. Las moléculas de oxígeno (O2) en el aire que respiramos están formadas de sólo dos átomos de oxígeno. Las moléculas se crean en una reacción fotoquímica, que puede describirse del siguiente modo simple:

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Las moléculas de oxígeno reaccionan para formar moléculas de ozono, y, al mismo tiempo, las moléculas de ozono reaccionan para formar moléculas de oxígeno. Si el número de moléculas que se crean es el mismo que el de moléculas de ozono que se destruyen, la reacción entra en un equilibrio dinámico. Como este equilibrio es muy frágil, cualquier intervención puede dañar el proceso natural de formación y destrucción del ozono, lo que a su vez tiene serias consecuencias para la vida en la Tierra.

¿Qué es la capa de ozono?

El término “capa de ozono” describe la zona de mayor concentración de moléculas de ozono en la estratosfera. La capa, que tiene un grosor de 10–20 Km. envuelve a todo el planeta como una burbuja y actúa como filtro contra la dañina radiación ultravioleta (UV) producida por el sol.

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El ozono estratosférico difiere del ozono superficial. El ozono superficial se produce por la industria y las emisiones vehiculares en combinación con ciertas condiciones climáticas. Es parte del smog fotoquímico, y como un gas irritante, puede causar problemas respiratorios, especialmente a la gente mayor y a los niños. También puede afectar a las plantas.

¿Por qué es tan importante la capa de ozono?

La capa de ozono es vital para los seres vivos que no viven en el mar porque actúa como filtro de la radiación UV. La radiación puede tener impactos severos sobre la salud humana y el medio ambiente del planeta. Si las moléculas de ozono se reducen más rápido de lo que pueden recuperarse por las nuevas moléculas de ozono que la naturaleza produce, el resultado es un déficit de ozono. El agotamiento de la capa de ozono tiene como consecuencia la reducción de su capacidad protectora, lo que genera una mayor exposición de la superficie terrestre a la radiación ultravioleta.

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Los científicos han clasificado a la radiación UV en tres tipos o bandas:

  • UV-A. Los UV-A componen el 95% de la radiación ultravioleta que llega a la superficie de la piel, atravesando incluso la epidermis y llegando a la dermis. Son los principales responsables del envejecimiento de la piel. Su daño es lento y silencioso ya que no provocan quemadura. Llegan a nuestra piel incluso en los días más nubosos.
  • UV-B. Esta radiación es parcialmente filtrada por la capa de ozono. Constituyen el 5% de la radiación ultravioleta que llega a la tierra pero entran con mucha energía. Es la radiación que ha provocado los mayores daños a la salud humana y al ambiente. Las nubes pueden frenar esta radiación  y no llegan más allá de la epidermis. Estos rayos pueden dañar directamente al ADN de las células de la piel y causar quemaduras de sol. Asimismo, se cree que causan la mayoría de los cánceres de piel.
  • UV-C. Esta radiación no llega a la superficie terrestre.

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¿Cómo de gruesa es la capa de ozono?

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Las moléculas de ozono están dispersas en la estratosfera, por ello el grosor físico de la capa de ozono es de decenas de kilómetros. Sin embargo, debido a la baja presión, la concentración de moléculas en la estratosfera es muy reducida en comparación con las que se encuentran en la superficie terrestre. La concentración de moléculas de ozono estratosférico es tan baja, que si todas las moléculas de ozono fuesen extraídas de la estratosfera y esparcidas en la superficie de la atmósfera de la Tierra, formarían una capa de gas ozono con unos pocos milímetros de espesor.

¿Qué es el agujero en la capa de ozono?

En los años 70 se observó que algunas moléculas liberadas a la atmósfera dañaban la capa de ozono, disminuyendo la concentraciones de ozono en todo el planeta. En la Antártida esta disminución  del ozono fue de hasta un 30 %.

Este fenómeno de gran escala es llamado a menudo el agujero en la capa de ozono. En 2006 este agujero en la Antártida alcanzó un récord cercano a 29 millones de Km2. El agujero crece a finales de invierno y a principios de primavera a causa de las variaciones estacionales de temperatura.

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Aunque la disminución de la concentración de ozono está demostrada en toda la atmósfera, es especialmente acusada en la Antártida. Sobre este continente se produce todos los años, en los meses de septiembre a noviembre, coincidiendo con la primavera antártica, el llamado vórtice circumpolar, que aísla el aire frío situado sobre la Antártida del más cálido del resto del mundo, más rico en ozono. Debido al frío se forman cristales de hielo, con cloro y otras moléculas adheridas, que tienen gran capacidad de destruir ozono. Así se forma lo que se suele denominar el «agujero» de ozono. Cuando el vórtice circumpolar se debilita, el aire con muy poco ozono de la Antártida se mezcla con el aire de las zonas vecinas. Esto provoca una importante disminución en la concentración de ozono en toda la zona de alrededor, y parte de América del Sur, Nueva Zelanda y Australia quedan bajo una atmósfera más pobre en ozono que lo normal.

Las observaciones de la destrucción de la capa de ozono en el hemisferio Norte no son menos inquietantes que las de la región antártica. Si bien no hay un «agujero del Ártico» en enero de 1993, la cantidad de ozono en todo el hemisferio Norte sobre la franja que va de los 45°a los 65° de latitud norte había disminuido entre el 12% y el 15%.

¿Cómo se destruye el ozono?

Las moléculas de O3 son muy sensibles y se destruyen ante la presencia de átomos de Cl o Br que al reaccionar con el O3 forman moléculas de Monóxido de Cloro o Bromo. La radiación UV-B, rompe los enlaces de los CFCs, liberando un átomo de Cl que arranca un átomo de oxígeno a la molécula de O3 para convertirla en 02.

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En promedio un átomo de cloro es capaz de destruir hasta 100,000 moléculas de ozono, razón por la cual cantidades pequeñas pueden descomponer suficiente ozono para disminuir de manera significativa la capa de ozono.

La capacidad de estos químicos de destruir la capa de ozono se suma a que también son potentes gases de efecto invernadero. De este modo, el hecho de eliminar estos gases no sólo protege la capa de ozono, sino que también contribuye a proteger el clima.

¿Cuáles son los usos más comunes de los gases que destruyen el ozono?

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  • En la mayoría de los países en desarrollo su uso es el siguiente:
  • Refrigeración, aire acondicionado
  • Agentes espumantes, solventes de limpieza en la industria electrónica y en el lavado en seco
  • Aerosoles y en inhaladores con dosificador para uso médico.

La producción y el consumo de los CFC ha sido eliminado desde 2010 en todo el mundo bajo el Protocolo de Montreal iniciado en 1989.

¿Cuáles son los efectos del agujero de la capa de ozono para la salud humana y el medio ambiente?

Salud humana

Una exposición creciente a la radiación UV-B puede reprimir el sistema inmunológico al dañar el ADN y provocar una mayor incidencias a padecer enfermedades infecciosas. La radiación UV-B causa también cáncer de piel. El aumento de la radiación UV-B daña los ojos también, y el resultado común son las cataratas, principales causantes de la ceguera en muchos países.

Plantas y animales

El agotamiento de la capa de ozono tiene efectos adversos severos en las cosechas y en los bosques. Entre las cosechas más vulnerables a la radiación UV-B se encuentran los melones. tomates, papas, remolachas y frijol de soya.

Organismos acuáticos

La radiación UV-B daña a los organismos acuáticos, especialmente a los pequeños como el plancton, las plantas marinas y las larvas de peces, camarón y cangrejos, todos estos forman la base esencial de la cadena alimenticia acuática y marina. De esta forma, las pesquerías también se ven afectadas.

Smog a nivel superficial 

La radiación UV-B incrementa el nivel del smog superficial, especialmente en las ciudades en donde las emisiones vehiculares y de la industria son la base de las reacciones fotoquímicas. Estas reacciones tienen de por sí un efecto adverso sobre la salud humana y el medio ambiente.

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