El agujero de la capa de ozono

sol entre las nubes

El aumento de la concentración de cloro (Cl) y bromo (Br) en la estratosfera, debido a las emisiones antropogénicas de una familia de compuestos químicos llamados clorofluorocarbonos (CFC), ha provocado una disminución en la concentración de ozono (O3) de algunas regiones de la estratosfera, principalmente sobre la Antártida, Los Alpes y Canadá. La reducción de la capa de ozono estratosférica tiene como consecuencia el aumento de los niveles de radiación ultravioleta UVB y UVC (entre 200 y 300 nm) que llegan a la superficie terrestre, que son muy perjudiciales para las plantas, los animales y los seres humanos.

Importancia de la capa de ozono

Aproximadamente el 99% de la radiación ultravioleta procedente del Sol es absorbida en la estratosfera por las moléculas de ozono (O3) de manera natural, y se convierte en calor mediante una reacción química. Cuando una molécula de ozono absorbe la energía de un fotón de luz ultravioleta (hv), ésta se rompe liberando una molécula de oxígeno (O2) y un átomo radical de oxígeno (O·), altamente reactivo. Estos átomos y moléculas reactivos pueden volver a combinarse para producir nuevas moléculas de ozono, de manera que la concentración de ozono se mantiene constante en un proceso cíclico natural:

O3 + hv → O2 + O·
O2 + O· → O3

De esta forma el ozono estratosférico absorbe la radiación ultravioleta entre 200 y 300 nm, en las regiones UVB y UVC, e impide que llegue a la superficie terrestre. Es decir, actúa como un escudo que nos protege de la luz ultravioleta y, aunque el espesor de la capa de ozono apenas supera los 3 milímetros, su concentración es suficiente para filtrar toda esa radiación nociva.

Destrucción de la capa de ozono por los CFC

Sin embargo, las emisiones antropogénicas de compuestos clorofluorocarbonados (CFC) destruyen el ozono, disminuyendo su concentración y permitiendo que la radiación ultravioleta nociva alcance la superficie terrestre. Como ya sabemos, los CFC son una familia de compuestos gaseosos ampliamente utilizados durante décadas, por sus buenas propiedades como aislantes, refrigerantes, etc. Cuando son liberados a la atmósfera, su baja reactividad hace que lleguen inalterados a la estratosfera donde participan en una serie de reacciones químicas que conducen a la destrucción del ozono.

Cuando las moléculas de CFC llegan a la estratosfera, la radiación ultravioleta las fotoliza liberando átomos radicales de cloro (Cl·). Los átomos radicales de cloro reaccionan con las moléculas de ozono (O3) y las destruyen, generando moléculas de oxígeno (O2) y monóxido de cloro (ClO·), el cual puede volver a liberar nuevos radicales de cloro (Cl·). De esta forma tiene lugar un proceso cíclico de destrucción del ozono:

CFC + hv → Cl·
Cl· + O3 → O2 + ClO·
ClO· + O· → O2 + Cl·

En esta serie de reacciones, los radicales de cloro se regeneran continuamente y catalizan la destrucción de ozono, ya que la reacción global es:

O3 + O· → 2 O2

De esta manera se estima que un sólo radical de cloro puede dar lugar a la destrucción de más de 50 mil moléculas de ozono, lo que produce una disminución en la concentración de la capa de ozono.

agujero capa de ozono

Datos relevantes sobre el agujero de la capa de ozono

A continuación veremos algunos datos relevantes que dan respuesta a falsas creencias sobre el agujero de la capa de ozono y su origen.

La capa de ozono no es un objeto físico

A pesar de lo que indica su nombre, la "capa de ozono" no es un objeto físico con existencia real. Se trata de una región de la estratosfera, de unos 3 milímetros de espesor, donde la concentración de gas ozono es mayor que en el resto de la atmósfera. Por tanto, se denomina "agujero de ozono" a la región de la estratosfera donde la concentración de ozono es menor que la que debería tener de forma natural.

Los CFC ascienden a la estratosfera, aunque sean moléculas pesadas

Los clorofluorocarbonos (CFC) son una familia de compuestos químicos cuyas moléculas son relativamente pesadas. Aún así son capaces de llegar a las capas altas de la atmósfera, como la estratosfera, ya que son moléculas extremadamente estables y tienen tiempo de sobra para ascender inalteradas. Una vez en la estratosfera, reciben la radiación ultravioleta que inicia la destrucción del ozono.

El agujero de ozono está sobre la Antártida, pero los países emisores de CFC están en el hemisferio norte

Aunque los principales países productores y emisores de CFC se encuentran en el hemisferio norte, el agujero de la capa de ozono se sitúa sobre la Antártida por dos motivos. En primer lugar, porque los CFC migran y se distribuyen homogéneamente en la atmósfera. Y en segundo lugar, porque las temperaturas que se alcanzan en la Antártida permiten la formación de nubes estratosféricas, que aceleran la destrucción del ozono.

Las emisiones naturales de cloro apenas contribuyen a destruir el ozono estratosférico

Cuando se descubrió el agujero de la capa de ozono, se pensó que podía ser un fenómeno natural, ocasionado por el cloro que se produce en los volcanes. Sin embargo, el cloro natural llega a la estratosfera en muy pequeñas cantidades, ya que las moléculas que lo contienen se disuelven en el agua de las nubes. Por el contrario, los CFC son químicamente inertes y no se disuelven en el agua, por lo que la mayor parte de las moléculas emitidas llegan a la estratosfera.

Además, el ozono es una molécula inestable que en ausencia de luz solar se destruye pero no se regenera. De esta forma, su concentración debe disminuir en invierno. El proceso natural marcaría un incremento de la concentración de ozono en primavera, cuando los rayos del sol permiten su creación. Sin embargo, lo observado en la Antártida es que en primavera la destrucción se acelera, lo que no corresponde al proceso natural.

Efectos negativos del agujero de ozono en la salud

Como ya sabemos, una disminución en la concentración de ozono estratosférico trae consigo el aumento en los niveles de radiación ultravioleta que llegan a la superficie del planeta. Está demostrado que el exceso de exposición a la radiación solar tiene consecuencias negativas sobre la salud humana:

  • Aumento en la incidencia del cáncer de piel.
  • Eritemas por la exposición solar (quemadura solar).
  • Debilitamiento del sistema inmunológico

El cáncer de piel está causado por la excesiva exposición del cuerpo a la radiación ultravioleta, especialmente UVB. Si la concentración de ozono estratosférico disminuye, es probable que aumente la incidencia de esta peligrosa enfermedad. Además, la exposición excesiva a la luz ultravioleta también es capaz de reducir la efectividad del sistema inmunológico, haciéndonos más vulnerables a contraer enfermedades.

Cómo frenar el deterioro de la capa de ozono

Frenar la destrucción del ozono estratosférico pasa por reducir la producción de CFC y evitar las emisiones de estos gases a la atmósfera. Esto se ha hecho ya en la mayoría de los países desarrollados, pero todavía se utilizan CFC de forma frecuente en algunos países en vías de desarrollo. Para ello, son necesarias soluciones son globales que deben ser emprendidas por los gobiernos de las naciones:

  • Reglamentar el uso industrial de compuestos tóxicos y peligrosos.
  • Mejorar las leyes de cuidado ambiental a nivel global.
  • Evitar la emisión de gases contaminantes a la atmósfera.
  • Usar fuentes alternativas de energía que sustituyan el consumo de combustibles fósiles.
  • Frenar la desforestación indiscriminada.

Gracias a la reducción en el uso de clorofluorocarburos (CFC), los estudios llevados a cabo por la NASA ponen de manifiesto que los niveles de ozono estratosférico han mejorado desde 2014, haciendo que el agujero de la capa de ozono se vaya cerrando poco a poco. El mayor agujero de ozono de la historia se registró sobre la Antártida en el año 2000 y se calcula que hasta la fecha se ha restaurado aproximadamente un 20% del ozono perdido, pero todavía serán necesarias varias décadas hasta que la recuperación sea completa.

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Oleh

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