Capa de ozono

capa de ozono

Cuando se hace referencia a la capa de ozono, se está mencionando a la concentración de este elemento en la atmósfera, resultado en una capa  la cual posee un espesor que es variable y que en referencia se estima que comienza a partir de los 10 km de altura hasta los 50 km. La importancia que tiene la conservación de esta capa se debe a que es la responsable de proteger al planeta de la radiación ultravioleta.

También, se acepta el uso del término ozonosfera ya que se ubica en la estratosfera la cual se caracteriza por poseer altas concentraciones de gas y, en promedio, aquí se encuentra al menos el 90% del ozono atmosférico. A continuación, en este artículo hablaremos de este tema más a fondo describiendo cuáles sus características y funciones, explicaremos cuales han sido los factores que han contribuido en su destrucción y sus consecuencias.

Qué es la capa de ozono 

Las altas concentraciones del ozono atmosférico es lo que ayuda a formar una capa alrededor de todo el planeta cuyo grosor es variable. El ozono es un gas, el cual es el resultado de la combinación de tres átomos de oxígeno, su color es azul y tiene un olor característico. Cuando la radiación solar afecta directamente sobre los átomos de oxígeno, así como la intervención de los campos electromagnéticos creados por tormentas eléctricas, estos factores contribuyen a la formación de la capa distribuyéndose en toda la atmósfera.

Hay dos formas en las cuales se puede formar esta capa. La primera se denomina estado alotrópico del oxígeno que sucede de manera natural. Aquí es donde tiene vital relevancia las descargas eléctricas que ocurren durante las tormentas. El segundo estado se llama alotrópico y es por la diferencia de estado de un mismo elemento, un átomo de oxígeno puede ser de oxigeno atmosférico o de ozono, y dependiendo de cómo se combinen dos o tres de los átomos de oxígeno.

El ozono es el resultado de las radiaciones UV cuando estas rompen el oxígeno atmosférico en átomos de oxígeno las cuales se unen a moléculas de oxígeno formando moléculas de ozono. Se mantiene en equilibrio ya que el sol no incide el ozono se combina con un átomo de oxígeno para formar 2 moléculas de oxígeno atmosférico.

Para qué sirve la capa de ozono

Biológicamente, es de vital importancia la función que cumple la capa de ozono para la protección del medio ambiente en el planeta tierra. La capa de ozono es capaz de absorber un promedio del 97% al 99% de toda la radiación ultravioleta que incide sobre el planeta cuya frecuencia es de 150 a 300 nm; la cual es considerada baja. Es importante decir que el grosor de la capa de ozono determina el poder de protección que puede ejercer, es decir, a mayor concentración de moléculas de ozono por igual aumenta la capacidad de absorción. Por ejemplo, si la medida es de 300 DU, es decir 3 mm, entonces la temperatura en el planeta sería de 0º C en su superficie.

La explicación de porqué el ozono es capaz de absorber la radiación ultravioleta se encuentra en que de hecho el ozono se crea a partir de ella. Si los rayos ultravioleta de alta potencia tienen contacto con las moléculas de oxígeno ordinarias (O2), el resultado es que la molécula se divide en dos átomos de oxígeno libres los cuales son altamente reactivos y por ello no son comunes. Cuando estos se encuentran dan como resultado la creación de la molécula de ozono que tiene tres átomos de oxígeno.

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Por otra parte, en el caso de la radiación ultravioleta de baja potencia si una molécula de ozono la absorbe como resultado se obtiene la división de una molécula de oxigeno ordinaria y un átomo de oxígeno libre. Generalmente, un átomo de oxígeno libre se une a una molécula de oxígeno cuyo resultado es la creación de una molécula de ozono. Debido a que este proceso cíclico sucede continuamente, la radiación ultravioleta se transforma en energía calórica y no afecta la troposfera en donde podría provocar daños sobre todo en la salud de todos los seres vivos.

Dónde se encuentra la capa de ozono  

Desde el descubrimiento de la capa de ozono en el año de 1913 se ha estado realizando múltiples estudios sobre ella y monitoreándolo. Los físicos llamados Charles Fabry y Henri Buisson fueron los primeros en estudiarla. No obstante, sería Gordon Miller Bourne Dobson un meteorólogo el responsable de crear un espectrofotómetro que facilitaría el análisis al simplificar el proceso de medir el ozono desde la tierra.

Se crea así una red mundial de monitoreo del ozono atmosférico de todo el planeta desde el año de 1928 hasta 1958 cuyo nombre es unidad Dobson (DU). La unidad de medida que se utiliza se denomina 1DU el cual determina el grosor de la capa el cual corresponde a 0,01 mm en condiciones normales de presión y con una temperatura de 1 atm y 0ºC. Por lo tanto hay 2.69 × 1016 moléculas por centímetro cuadrado.

La mayoría de los estudios científicos concuerdan en que la capa de ozono se encuentra con respecto a la superficie terrestre a una altura promedia entre 15km a 30 km de altura dependiendo de la zona del planeta donde se realiza la medida. Esta capa se ubica en la parte inferior de la estratosfera cuyo grosor puede ser entre los 20 a los 50 km, aunque esta medida de espesor puede variar geográficamente o estacionalmente. Debido a que la capa de ozono se encuentra en donde se concentra la mayor cantidad de gas en la estratosfera, los rayos ultravioleta son completamente absorbidos. Si bien esta barrera permite bloquear las radiaciones ultravioleta, permite el paso de la luz ultravioleta.

capa de ozono

Destrucción de la capa de ozono 

Oficialmente, la primera vez que se tomaron acciones en conjunto a nivel internacional para tratar de encontrar la solución a la acelerada destrucción de la capa de ozono ocurrió en el año de 1987. Se conoce con el nombre del Protocolo de Montreal en la Asamblea General de las Naciones Unidas. Estudios previos y recientes a esta fecha proporcionaron resultados notablemente negativos con respecto a la salud de una considerable cantidad de la población a nivel mundial quienes estaban padeciendo enfermedades cuya causa era la radiación ultravioleta. Entre estos padecimientos se cuentan el cáncer de piel, melanomas y la catarata ocular además de otras enfermedades. También, hay que contar con los efectos sobre la salud sobre otros seres vivos del planeta.

Hay diversos factores que ayudan a contribuir en la destrucción de la capa de ozono. Naturalmente, algunos fenómenos como las erupciones volcánicas pueden hacer que haya una mayor cantidad de material en la estratosfera que perjudica a la capa de ozono. Sin embargo, la frecuencia con al cual esto sucede es muy baja y no representa ser el factor principal que ha ocasionado su destrucción. La actividad humana la cual produce una gran cantidad de productos químicos los cuales liberan cloro como clorofluorocarbonos (CFC) si son considerablemente dañinos. Estos se encuentran en productos tan comunes y cotidianos como en los aerosoles.

Se acuerda que el uso de compuestos químicos es en gran parte la causa por la cual se estaba degradando considerablemente la capa de ozono. Diversos compuestos que son derivados de la actividad humana pueden desequilibrar la combinación de un átomo de oxígeno que forma 2 moléculas de oxígeno atmosférico.

 Tales compuestos pueden ser compuestos clorados, clorofluorocarbonos​, y los compuestos bromurados. Principalmente, se señala como responsables químicos utilizados como refrigerantes industriales con clorofluorocarbonos (CFC) y también a los fungicidas de suelo que contienen bromuro de metilo. En promedio se calcula que estos destruyen la capa a una velocidad de hasta 50 veces más superior a los CFC.

Consecuencias de la destrucción de la capa de ozono

En los últimos años, pero sobre todo en la segunda mitad del siglo XX, se observó un considerable aumento en la tasa de casos de enfermedades tales como el cáncer de piel y las cataratas. Esta situación ha sido una de las principales consecuencias de la destrucción de la capa de ozono que repercute directamente en la salud de todos los humanos y  otros seres vivos. La radiación ultravioleta inhibe el ciclo reproductivo del fitoplancton lo cual puede contribuir con la disminución de la población de distintas especies de animales, como se ha observado en la baja tasa de reproducción de peces, cangrejos y camarones. 

Además del aumento de las enfermedades oftalmológicas y de la piel, también ha ocasionado que se empiecen a observar diversos tipos de alergias ya que afecta al sistema inmunológico del ser humano siendo más propenso a padecer enfermedades autoinmunes y también infecciones por bacterias y virus.

También, se ha observado que el proceso de fotosíntesis de las plantas ha sido alterado a causa del aumento de los rayos ultravioleta. Por lo tanto, esto ocasiona que haya modificaciones en algunas especies de plantas y por otra parte también ha alterado el proceso de cosecha de productos agrícolas importantes como el trigo o el maíz.

El habitar ideal en el que viven algunas especies de animales se ve perjudicado al aumentar las temperaturas por ejemplo, esto repercute en el proceso de reproducción y de cría. En general, todos los ecosistemas se ven afectados negativamente ocasionando que haya procesos de migración en épocas del año donde no era común que sucediera. 

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Agujero de la capa de ozono  

El agujero de la capa de ozono es una región atmosférica la cual presenta una considerable disminución de la concentración de ozono. Esto se puede observar principalmente en la Antártida, aunque también hay otras zonas como en Australia donde también los niveles de ozono han disminuido en los últimos años. Las condiciones dadas para que esto suceda son la combinación de acciones químicas y también atmosféricas, lo cual sucede de distintas formas en diversas partes del planeta.

En el caso de la Antártida también intervienen las bajas temperaturas invernales que son propias de esta región de la estratosfera. En el invierno las temperaturas diarias son mucho más bajas en promedio con -90ºC, y menos variables que en el invierno ártico, que se encuentran sobre los -80ºC. Como resultado se forman nubes estratosféricas polares, también conocidas como polar stratospheric clouds cuyas siglas son PSC, y tambien se presenta el aislamiento del aire estratosférico polar. Por consecuencia, estos factores hacen que sea posible que se produzcan reacciones al cloro y bromo aumentando las concentraciones de estos; sobre todo del gas de cloro que es más reactivo y del monóxido de cloro (ClO).

El aislamiento del aire estratosférico de las regiones polares sucede durante largos periodos de hasta varios meses. Esto es ocasionado por los fuertes vientos que hay en los polos, se forma el llamado vórtice polar el cual impide que el aire circule libremente sea por fuera o por dentro de la estratosfera.

Cuando se producen los cambios químicos de estas regiones en las reacciones de PSC, este aislamiento se conserva por varias semanas e incluso meses. Sean líquidas o sólidas, las PSC aumentan la cantidad de gas de cloro que es más reactivo, como el nitrato de cloro (ClONO2) y cloruro de hidrógeno (HCl); pero sobretodo monóxido de cloro (ClO).

Por qué es importante la capa de ozono

Biológicamente la conservación de la capa de ozono ayudaría al planeta, así como a los seres vivos que aquí habitan a protegerse de los efectos negativos que tiene la radiación de rayos ultravioleta. Sin embargo, estudios científicos que se han estado realizando de hace décadas han demostrado el notable deterioro de esta coraza protectora natural y gran parte de ello se debe a las acciones del hombre. La única forma de mantener las condiciones ideales para la preservación de la capa de ozono es estabilizar la presión así como la temperatura para que sean las adecuadas.

Al bloquear la radiación ultravioleta se puede evitar cambios en la temperatura y cambios en la composición química de diversas especies tanto de animales como de plantas. La degradación de la capa de ozono ha ocasionado el calentamiento del planeta, a lo cual se le suele referir como efecto invernadero lo cual provoca el cambio climático. Esto afecta directamente tanto a diversos organismos que se encuentran en la tierra a los ecosistemas donde habitan.

La preservación del ozono significa que se está garantizando el funcionamiento de este filtro natural que contrarresta los efectos de la radiación ultravioleta del Sol. Pero el uso de aerosoles así como de refrigerantes además de la realización de innumerables actividades industriales que liberan gran cantidad de gas de cloro contribuye a la alteración de los niveles de ozono en la estratosfera.

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