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Lunes, 19 Marzo 2012 12:49

La capa de ozono

¿Qué es el Ozono?

Molécula de ozono
El ozono es un gas compuesto por moléculas de ozono (O3) que constan de tres átomos de oxígeno. Las moléculas de oxígeno (O2) contenidas en el aire que respiramos constan de dos átomos de oxígeno solamente. Las moléculas de ozono se crean en una reacción fotoquímica, que se puede describir en forma simplificada de la siguiente manera:
3 O2 <---> 2 O2 + 2 O <---> 2 O3

Proceso de reacción
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 de ozono que se crean es el mismo que el número de moléculas de ozono que se descomponen, la reacción está en equilibrio dinámico.

p1 -que es el ozono

 

¿Qué es la capa de ozono?


La capa de ozono es un término que se usa para describir la presencia de moléculas de ozono en la estratosfera. La capa se expande alrededor del globo completo de la Tierra como una burbuja y actúa como filtro de la radiación ultravioleta nociva (UV-B). La radiación UV-B es una luz altamente energética que se origina en el sol y que produce un impacto severo en la salud de los seres humanos y en el medio ambiente.
La estratosfera es aquella parte de la atmósfera que viene después de la troposfera. Comienza a una distancia comprendida entre 10 a 20 km por encima de la superficie de la tierra y continúa hasta una altura aproximada de 40 a 50 km. La figura 1 muestra las diferentes capas de la atmósfera terrestre.

El ozono estratosférico es diferente al ozono superficial: El ozono superficial es producido por las emisiones provenientes de la industria y del tránsito en combinación con condiciones meteorológicas específicas. Es parte del smog fotoquímico y, por ser un gas irritante, puede causar problemas respiratorios especialmente en las personas mayores y en los niños pequeños, como así también daño a las plantas.


p2 -QUE ES LA CAPA DE OZONO

¿Por qué es tan importante la capa de ozono?


La capa de ozono es vital para la vida en la superficie del planeta. Actúa como filtro y previene que la radiación ultravioleta nociva (UV-B) llegue a la Tierra.
Filtro para la radiación UV-B

Si el agotamiento de las moléculas de ozono es más rapido que la producción natural de nuevas moléculas para reemplazarlas, se produce lo que se conoce como déficit de ozono. El agotamiento de la capa de ozono llevará a la reducción de su capacidad protectora y consecuentemente a una mayor exposición a la radiación UV-B.
Exposición a la radiación UV-B

Los científicos clasifican la radiación UV en tres tipos o bandas: UV-A, UV-B y UV-C. La banda UV-C no llega a la superficie de la Tierra. La banda UV-B es filtrada parcialmente por la capa de ozono. La banda UV-A no es filtrada por la capa de ozono en absoluto. No obstante, la radiación UV-B es la responsable principal de los daños en la salud y de los impactos negativos en el medio ambiente.
Tipos de radiación UV

¿Qué es el agujero de ozono?

En los años 70 los científicos descubrieron que las SAO liberadas dañan la capa de ozono. La concentración de ozono sobre la Antártida disminuyó entre los años 70 y 90 hasta en un 70% comparada con la concentración que normalmente se encuentra sobre la Antártida. A este fenómeno de gran escala normalmente se lo llama agujero de ozono. Los científicos han observado concentraciones de ozono decrecientes a lo largo del todo el globo.

Observaciones recientes muestran que las condiciones de la parte superior de la atmósfera en el Hemisferio Norte se están asemejando a las de la Antártida. La pérdida misma de ozono y el efecto invernadero están haciendo que la parte superior de la atmósfera se enfríe, lo que facilita la destrucción del ozono. Esto podría dar como resultado la formación de un “Agujero de ozono ártico” o un “evento de bajo ozono” en los próximos 20 años.

La diferencia alarmante es que hay millones de personas que viven en el área que será expuesta al aumento resultante de radiación UV-B. Un “evento de bajo ozono” en el ártico podría ser trasladado fácilmente hacia el sur por los vientos que se producen a gran altura, y aparecer sobre áreas pobladas de los Estados Unidos, Canadá, Europa y Asia.

 ¿Cómo se mide la capa de ozono?

Este espesor teórico de la capa de ozono superficial se usa como una medida de la cantidad de moléculas de ozono en la estratosfera y se mide en Unidades Dobson (UD). Cada Unidad Dobson equivale a una centésima de milímetro, por consiguiente 300 Unidades Dobson corresponden a un espesor calculado de la capa de ozono de 3 milímetros.

 ¿Cómo se destruye el ozono?

El equilibrio dinámico entre la creación y la descomposición de las moléculas de ozono depende de la temperatura, la presión, las condiciones energéticas y la concentración de las moléculas. El equilibrio se puede perturbar, por ejemplo, por la reacción de otras moléculas con las moléculas de ozono, produciendo la consecuente destrucción de estas últimas. Si este proceso de destrucción es rápido y la creación de nuevas moléculas de ozono es demasiado lento como para reponer las moléculas de ozono destruidas, se perderá el equilibrio. Como resultado, habrá de disminuir la concentración de las moléculas de ozono

En el marco del Protocolo de Montreal se identificaron un número desustancias que agotan la capa de ozono (SAO)y se controla la producción y el uso de las mismas. El poder destructivo de estas sustancias es enorme porque reaccionan con las moléculas de ozono en una reacción fotoquímica en cadena. Una vez que una molécula de ozono ha sido destruida, la SAO está disponible para destruir otras más.

La duración de la vida destructiva de una SAO puede extenderse entre los 100 y 400 años, dependiendo del tipo de SAO. Por consiguiente, una molécula de SAO puede destruir cientos de miles de moléculas de ozono. La figura 5 ilustra el proceso mediante el cual los CFC agotan la capa de ozono.

p3 - COMO SE DESTRUYE EL OZONO

¿Qué es una sustancia que agota la capa de ozono?

Las sustancias que agotan la capa de ozono (SAO) son sustancias químicas que tienen el potencial de reaccionar con las moléculas de ozono de la estratosfera. Las SAO son básicamente hidrocarburos clorinados, fluorinados o brominados e incluyen:
• clorofluorocarbonos (CFC)
• hidroclorofluorocarbonos (HCFC)
• halones
• hidrobromofluorocarbonos (HBFC)
• bromoclorometano
• metilcloroformo
• tetracloruro de carbono, y
• bromuro de metilo

La habilidad que estas sustancias químicas tienen de agotar la capa de ozono se conoce como potencial de agotamiento del ozono (PAO). A cada sustancia se le asigna un PAO relativo al CFC-11, cuyo PAO por definición tiene el valor 1.

¿Cuáles son los usos más comunes de las SAO?
En la mayoría de los países en desarrollo, el sector más grande que aún sigue empleando SAO es el de mantenimiento de equipos de refrigeración y aire acondicionado, adonde los CFC y HCFC se emplean como refrigerantes en los circuitos de enfriamiento.
Las SAO también se emplean como agentes espumantes en la fabricación de espumas, como solventes de limpieza en la industria de la electrónica, como propulsores en los productos en aerosol, como esterilizantes, como agentes para combatir el fuego, como fumigantes para controlar pestes y enfermedades y como materias primas.
Las SAO se emplean como refrigerantes en los sistemas de refrigeración y aire acondicionado y en los de bombas de calor. Los refrigerantes CFC se están reemplazando gradualmente por los siguientes, que son menos nocivos para la capa de ozono: refrigerantes HCFC (PAO y PCG>0), refrigerantes HFC (PAO=0 pero PCG>0) y refrigerantes hidrocarburos (PAO y PCG=0).
Muchos refrigeradores domésticos emplean CFC-12. Los sistemas de refrigeración comercial que se usan para exhibir y almacenar alimentos frescos y congelados pueden usar como refrigerante: CFC-12, R-502 (mezcla de CFC-115 y HCFC-22) o HCFC-22. Los sistemas de refrigeración y aire acondicionado que se emplean en los recipientes para el transporte en ruta y en ferrocarril y en los barcos de carga o de pasajeros pueden contener CFC-11, CFC-12, CFC-14, HCFC-22 o mezclas que contienen los CFC siguientes: R-502 (mezcla de CFC-12 y HFC-152a) y R-502 (mezcla de CFC-115 y HCFC-22).

Los sistemas de aire acondicionado y de bombas de calor para edificios pueden contener grandes cantidades de HFCF-22, CFC-11, CFC-12 o CFC-114 como refrigerantes. La mayoría de los automóviles viejos frecuentemente usan refrigerantes CFC para sus sistemas de aire acondicionado. Muchos de los refrigerantes utilizados para sustituir el CFC-12 están basados en mezclas que contienen HCFC.
Con anterioridad a los controles regulatorios, CFC-11 era el agente espumante más común en la fabricación de espumas de poliuretano, fenólicas, de poliestireno y poliolefínicas. Las espumas se emplean en una amplia variedad de productos y para aislamiento. El CFC-11 se está reemplazando progresivamente con HCFC-141b o con sustancias alternativas que no agotan la capa de ozono.
El CFC-113 se ha usado ampliamente como solvente de limpieza en los procesos de producción en los que se arman productos electrónicos, en la limpieza de precisión y en el desengrase general de metales durante la fabricación. También se emplea en la industria textil para la limpieza en seco y para la limpieza de manchas. Otros solventes que agotan la capa de ozono incluyen el metilcloroformo y el tetracloruro de carbono.
CFC-11 y CFC-12 fueron usados ampliamente como propulsores de aerosoles porque no son inflamables, no son explosivos y no tienen propiedades tóxicas. CFC-14 se ha usado para dispensar productos que contienen alcohol. CFC-113 se ha usado y se usa en aerosoles destinados a la limpieza. Se pueden producir en forma altamente pura y son buenos solventes. Los productos que se dispensan mediante aerosoles incluyen lacas, desodorantes, espumas de afeitar, perfumes, insecticidas, limpiavidrios, limpiahornos, productos farmacéuticos, productos veterinarios, pinturas, gomas, lubricantes y aceites. A mediados de los años 70, el uso de propulsores CFC en productos en aerosol dio cuenta del 60 por ciento de todo el CFC-11 y CFC-12 usado en el mundo. A fines de los años 70, los países comenzaron a prohibir o restringir el uso de los CFC en los productos en aerosol.

Mezclas de CFC-12 y óxido de etileno se usan en la esterilización médica. El compuesto de CFC reduce la inflamabilidad y el riesgo de explosiones que presenta el óxido de etileno. La mezcla más común contiene 88 por ciento en peso de CFC-12 y se conoce comúnmente como 12/88. El óxido de etileno es particularmente útil para esterilizar objetos que son sensibles al calor y a la humedad, como por ejemplo catéteres y equipos médicos, que usan fibra óptica.
Los halones y los HBFC fueron usados ampliamente como extintores de incendio y en la mayoría de los casos se los reemplaza por espumas o dióxido de carbono.
El bromuro de metilo ha sido y es usado extensamente como plaguicida para la fumigación del suelo con el propósito de proteger las cosechas y prevenir pestes. También se emplea en las aplicaciones exceptuadas para cuarentena y previas al envío.
El HCFC y el tetracloruro de carbono se emplean comúnmente como materias primas en síntesis químicas. El tetracloruro de carbono se usa como agente de proceso. Las SAO que se usan como materias primas normalmente no se liberan a la atmósfera y por ende no contribuyen al agotamiento de la capa de ozono.

¿Cómo se liberan las SAO a la atmósfera?
Las SAO se liberan a la atmósfera en una variedad de formas incluyendo las siguientes:
• tradicional de solventes de limpieza, pinturas, equipos para combatir el fuego y latas de aerosoles;
• despresurización y purga durante el mantenimiento de los sistemas de refrigeración y aire acondicionado;
• uso del bromuro de metilo en la fumigación del suelo y en las aplicaciones para cuarentena y previas al envío;
• eliminación de productos y de equipos que contienen SAO, como por ejemplo espumas o refrigeradores;
• y circuitos de refrigeración que presentan fugas.
Una vez liberadas a la atmósfera las SAO se diluyen en el aire ambiental y pueden alcanzar la estratosfera mediante las corrientes de aire, los efectos termodinámicos y la difusión. Debido a su larga vida, la mayoría de las SAO habrán de alcanzar la estratosfera en algún momento.
¿Qué se está haciendo para salvar la capa de ozono?
Veinte años atrás, la comunidad del mundo no tenía consciencia del agotamiento de la capa de ozono estratosférica ni de los efectos negativos que eso provocaría en la salud de los seres humanos y en el medio ambiente. Hoy, la importancia de la protección de la capa de ozono es reconocida alrededor del mundo, tanto en los países desarrollados como en los que están en desarrollo, y son más de 175 los países que han ratificado el Protocolo de Montreal.

¿Qué pasa en Uruguay con la capa de ozono?

Si bien los valores de ozono total/promedio de nuestro país indica que no se ha presentado el episodio “agujero de ozono”, en latitudes medias que incluyen al Uruguay, la capa de ozono se ha reducido en porcentajes, que, aunque leves, representan un cierto grado de riesgo para nuestra salud.

¿Cuándo debemos cuidarnos del sol?
Debemos evitar la exposición al sol por recreación o trabajo entre las 10 y las 16 horas. Necesitamos protegernos durante todo el año, pero muy especialmente desde mediados de setiembre hasta fines de marzo cuando se dan los valores máximos de radiación UV-B.

Situación agujero de ozono 2013

Las observaciones por satélite muestran que el área donde el ozono total es menor que 220DU ("área del agujero de ozono") ha sido significativamente superior a cero desde el 5 de agosto. El área del agujero de ozono es ahora (6 de setiembre) similar a la de 2011 y mayor que en 2010 y 2012. Sin embargo, la aparición de agotamiento del ozono varía considerablemente de un año a otro, dependiendo de la posición del vórtice polar y la disponibilidad de la luz del día después
la noche polar.
Las mediciones con instrumentos en bases terrestres y con globo sondas muestran los primeros signos de agotamiento del ozono en algunos sitios situados cerca del borde del vórtice.
A medida que el sol vuelve a la Antártida después de la noche polar, la destrucción del ozono se acelerará. Todavía es demasiado pronto para dar una declaración definitiva sobre el desarrollo del agujero de ozono este año y el grado de pérdida de ozono que se producirá. Esto dependerá, en gran medida, de las condiciones meteorológicas. Sin embargo, las condiciones de temperatura y la extensión de las nubes polares estratosféricas, hasta el momento, indican que el grado de pérdida de ozono en 2013 será similar a la observada en 2011 y más grande que en 2010 y 2012.
La Organización Meteorológica Mundial y la comunidad científica utilizarán las observaciones del ozono desde el suelo, de los globos y de los satélites, junto con los datos meteorológicos para mantener una estrecha vigilancia sobre el desarrollo del agotamiento del ozono durante las próximas semanas y meses.


imagen capa de ozono

              Valores registrados

              Datos del agujero de Ozono al 9 de setiembre de 2013.

              Área: 20.8 millones de kilómetros cuadrados (9 de setiembre de 2013).

             Ozono mínimo: 128 Unidades Dobson, (25 de agosto de 2013)

             Temperatura estratosférica mínima: 177 ºK (9 de agosto de 2013)

 

 

 

Estadística Anual
Los gráficos siguientes muestran las variaciones de ozono de año en año. Las barras rojas indican el área más grande en el 1º gráfico y el espesor mínimo más bajo. Las fluctuaciones de año a año se superponen a una tendencia que se extiende sobre las tres últimas décadas.

grafico agujero de ozono 2

 



Valores registrados

Datos del agujero de Ozono

al 9 de setiembre de 2013.

 

 

  • Área: 20.8 millones de kilómetros cuadrados (9 de setiembre de 2013).

 

 

  • Ozono mínimo: 128 Unidades Dobson, (25 de agosto de 2013)

 

  • Temperatura estratosférica mínima: 177 ºK (9 de agosto de 2013)

 

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Visto 12525 veces Modificado por última vez en Viernes, 13 Septiembre 2013 12:43

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