La capa de ozono: importancia y efectos nocivos del adelgazamiento

El ozono es beneficioso

Probablemente no se dé cuenta de que cada vez que sale al exterior, el ozono , una molécula gaseosa de tres oxígenos, le permite hacerlo sin sufrir los efectos nocivos de la radiación solar. Este útil ozono se encuentra en la estratosfera, que es la capa atmosférica justo encima de donde existe la vida y ocurre el clima.

Cuando ese mismo ozono gaseoso se encuentra en nuestra capa inferior (llamada troposfera), se considera un contaminante del aire y es muy dañino para la salud humana. Sin embargo, lo necesitamos en la estratosfera porque incluso a la baja concentración de 12 partes por millón, el ozono es tan eficaz para absorber la radiación ultravioleta del sol que esta pequeña cantidad es suficiente para protegernos en la Tierra.

¿Qué tan dañina es la radiación UV? En los seres humanos, la radiación ultravioleta provoca cáncer de piel y cataratas. La radiación UV también afecta la fertilidad de otros animales, así como la viabilidad de sus crías. Las plantas se ven afectadas por la radiación ultravioleta porque afecta su capacidad para crecer y desarrollarse correctamente. Como verá más adelante, la radiación ultravioleta también influye en la forma en que los productos químicos se descomponen y reaccionan, y esto puede provocar cambios catastróficos en los entornos y ecosistemas.

Los CFC descomponen el ozono

Es probable que haya escuchado sobre el agujero de ozono o el adelgazamiento de la capa de ozono, pero es posible que no sepa qué causa estos problemas. Estos descubrimientos se lograron a través de muchos años de investigación científica, así que hagamos un viaje al pasado para comprender mejor cómo la capa de ozono se ha visto afectada por la actividad humana.

Todo comenzó en la década de 1960 cuando los científicos notaron que sus mediciones de ozono en la atmósfera eran más bajas de lo que sus modelos predijeron que deberían ser. Los científicos creían que las sustancias químicas creadas de forma natural o artificial estaban agotando de alguna manera el ozono.

Resulta que estos productos químicos eran algo llamado clorofluorocarbonos o CFC. Estos son compuestos que se utilizan para refrigerantes, extintores de incendios y propelentes de aerosoles. Los CFC se inventaron en la década de 1920 y originalmente se pensó que eran amigables con el medio ambiente, pero de hecho, descomponen el ozono en presencia de radiación ultravioleta.

Lo que sucede es lo siguiente: la radiación ultravioleta libera una molécula de cloro del CFC del compuesto. Luego reacciona con una molécula de ozono (O 3 ), dejando una molécula de oxígeno gaseoso (O 2 ) y una molécula de monóxido de cloro (ClO). El cloro de esta molécula puede reaccionar libremente con un solo átomo de oxígeno y luego se rompe, dejando otra molécula de O 2 y el átomo de cloro libre. Este átomo de cloro ahora flota alrededor de la estratosfera, listo para romper otra molécula de ozono en oxígeno atmosférico, continuando el ciclo.

Descubrimientos tempranos

Bien, ahora que sabemos cómo los CFC descomponen el ozono, vayamos a principios de la década de 1970, donde los CFC se producen en masa a una tasa anual de un millón de toneladas métricas y ¡crecen un 20% cada año!

En 1974, dos científicos llamados Sherwood Rowland y Mario Molina pudieron demostrar cómo los CFC estaban dividiendo las moléculas de ozono en moléculas de oxígeno atmosférico y monóxido de cloro, y este trabajo les valió el Premio Nobel de Química de 1995. Su investigación ayudó a poner en marcha una nueva política y, en 1979, Estados Unidos y otros países habían prohibido los CFC en aerosoles, pero no para otros usos.

Avance rápido hasta 1985, cuando un descubrimiento nuevo e impactante provocó la acción en todo el mundo. Los científicos británicos, que habían estado midiendo las concentraciones de ozono en una estación de investigación en la Antártida desde la década de 1950, descubrieron que el ozono sobre esta región había disminuido hasta en un 60% en los diez años anteriores. Esta capa extremadamente delgada de ozono sobre la región se conoció como el agujero de ozono, y durante los siguientes años, se confirmó que los CFC eran la causa de tanto adelgazamiento.

Política para proteger el ozono

Saltemos una vez más, ahora al Protocolo de Montreal de 1987 . Cuando se redactó originalmente, 24 países diferentes firmaron este tratado acordando reducir la producción de CFC en al menos un 50%. Desde entonces, cinco acuerdos más han seguido a este original con recortes más severos a la producción de CFC y otros químicos que agotan la capa de ozono. En la actualidad, incluye casi 200 países signatarios diferentes de todo el mundo.

Finalmente, llegamos al presente, donde el uso de sustancias químicas que agotan la capa de ozono se ha reducido en un 95% con respecto a la década de 1980. El ozono está comenzando a recuperarse y reconstruirse lentamente, pero una gran preocupación es que muchas de las sustancias químicas que agotan la capa de ozono que se emitieron hace años aún no han reaccionado con los rayos ultravioleta y las moléculas de ozono divididas en la estratosfera. Como se mencionó anteriormente, los CFC tardan mucho en descomponerse, por lo que todavía hay muchas moléculas de cloro flotando en su ciclo destructivo.

Resumen de la lección

El ozono es un arma de doble filo. Cuando se encuentra en la atmósfera a nivel del suelo, este gas actúa como un contaminante peligroso y nocivo. Como molécula en la estratosfera de la Tierra, nos protege absorbiendo la dañina radiación ultravioleta del sol que causa una variedad de problemas de salud en humanos, plantas y otros animales, además de dañar los ecosistemas.

La capa de ozono en la estratosfera es delgada pero poderosa. Sin embargo, debido a que se presenta en una concentración tan baja, es vulnerable a los productos químicos que agotan la capa de ozono, como los CFC. Los CFC son compuestos que reaccionan con el ozono en presencia de luz ultravioleta al dividir los tres átomos de oxígeno en una molécula de O 2 y una molécula de ClO. La molécula de ClO puede reaccionar con un solo átomo de oxígeno, creando más oxígeno atmosférico y un solo átomo de cloro, que luego queda libre para comenzar el ciclo nuevamente.

Se necesitaron muchas décadas y varios científicos dedicados, como Rowland y Molina, para describir los efectos dañinos de los CFC en la capa de ozono. El Protocolo de Montreal fue firmado originalmente por 24 países diferentes en 1987, y ahora casi 200 países se han comprometido a reducir su producción y uso de CFC para frenar este problema global. Debido a esta y otras leyes que siguieron, la producción y el uso de sustancias químicas que agotan la capa de ozono se han reducido en un 95%. Sin embargo, debido a que los CFC pueden tardar mil años o más en descomponerse, la recuperación de la capa de ozono puede ser un proceso largo y lento.

Resultado de aprendizaje

Después de esta lección, podrá:

• Explique cuándo el ozono es útil y cuándo es dañino.
• Describir cómo reaccionan los CFC con el ozono y los efectos que provoca esta reacción.
• Resumir los hallazgos de la investigación sobre la capa de ozono, comenzando en la década de 1970
• Identificar la importancia del Protocolo de Montreal tal como se firmó originalmente y tal como está hoy