¿Qué es la capa de ozono?
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Para entender la capa de ozono, sería útil conocer las diferentes capas de la atmósfera. La atmósfera de la Tierra está compuesta de muchas capas, cada una de las cuales juega un papel importante. La primera capa que se extiende aproximadamente 10 kilómetros hacia arriba desde la superficie de la tierra se conoce como la troposfera. Muchas actividades humanas como globos de gas, escalada de montaña y vuelos de pequeñas aeronaves tienen lugar dentro de esta región.
La estratosfera es la siguiente capa por encima de la troposfera que se extiende aproximadamente de 15 a 60 kilómetros. La capa de ozono se encuentra en la región inferior de la estratosfera, a unos 20-30 kilómetros sobre la superficie de la Tierra. El espesor de la capa de ozono es de unos 3 a 5 mm, pero fluctúa bastante dependiendo de la estación del año y de la geografía.
La capa de ozono es una capa profunda de la atmósfera terrestre que contiene ozono, que es una molécula natural que contiene tres átomos de oxígeno. Estas moléculas de ozono forman una capa gaseosa en la atmósfera superior de la Tierra llamada estratosfera. Esta región inferior de la estratosfera que contiene una concentración relativamente más alta de ozono se llama ozonosfera. La ozonosfera se encuentra a 15-35 km (9 a 22 millas) sobre la superficie de la tierra.
La concentración de ozono en la capa de ozono suele ser inferior a 10 partes por millón, mientras que la concentración media de ozono en la atmósfera es de aproximadamente 0,3 partes por millón. El espesor de la capa de ozono varía según la estación y la geografía. Las concentraciones más altas de ozono ocurren en altitudes de 26 a 28 km (16 a 17 millas) en los trópicos y de 12 a 20 km (7 a 12 millas) hacia los polos.
La capa de ozono forma una gruesa capa en la estratosfera, rodeando la tierra, que tiene una gran cantidad de ozono en ella. La capa de ozono protege la vida en la tierra de la fuerte radiación ultravioleta que proviene del sol. Los rayos ultravioleta son rayos dañinos que pueden aumentar el riesgo de trastornos mortales como el cáncer de piel, las cataratas y dañar el sistema inmunológico. Los rayos ultravioleta también son capaces de destruir organismos unicelulares, plantas terrestres y ecosistemas acuáticos.
La capa de ozono fue descubierta en 1913 por los físicos franceses Charles Fabry y Henri Buisson. La capa de ozono tiene la capacidad de absorber casi el 97-99% de las dañinas radiaciones ultravioletas que emite el sol y que pueden producir efectos devastadores a largo plazo en seres humanos, plantas y animales.
Composición de la capa de ozono
Es una sorpresa que los mismos rayos UV formen la mayor parte de la capa de ozono. El ozono es un tipo extraordinario de oxígeno compuesto de 3 átomos de oxígeno en lugar de los 2 átomos de oxígeno normales. La capa de ozono se desarrolla normalmente cuando unos pocos tipos de descarga eléctrica o radiación dividen los 2 átomos en una molécula de oxígeno (O2), que luego se reúnen independientemente con otros tipos de moléculas para formar ozono. La capa de ozono ha estado protegiendo la vida en el planeta Tierra durante miles de millones de años, pero ahora está siendo desgastada por las actividades humanas.
La gente comenzó a valorar la importancia de la capa de ozono cuando los científicos publicaron un hallazgo de investigación que sugiere que ciertos químicos artificiales conocidos como clorofluorocarbonos lograron alcanzar la estratosfera y agotar el ozono a través de una profunda serie de reacciones químicas. Los resultados de este estudio de investigación llevaron a la firma de un tratado global conocido como el Protocolo de Montreal en 1973. Este tratado contribuyó a la reducción de la producción de estos productos químicos nocivos fabricados por el hombre.
Estos esfuerzos selectivos han permitido que la capa de ozono se recupere en los últimos años. El espesor de la capa de ozono varía enormemente en cualquier día y lugar. Debido a la implacable circulación de aire atmosférico vertical tanto en la estratosfera como en la troposfera, la cantidad de capa de ozono que protege a los seres humanos de los fuertes rayos UV puede ser menor o mayor. Además, las personas que viven en elevaciones más altas corren el riesgo de sufrir radiación UV que las que viven en elevaciones más bajas.
El ozono estratosférico juega un papel importante en la protección de los seres humanos contra la dureza del sol. Sin embargo, también existe un tipo de ozono que se desarrolla justo por encima del suelo como resultado de los rayos solares que entran en contacto con la contaminación de la atmósfera, lo que es peligroso para la salud humana. En algunos individuos, puede llevar a complicaciones en la respiración y a menudo ocurre durante el verano, cuando la contaminación es rampante en las ciudades donde el aire es estático.
¿Por qué es necesaria la capa de ozono?
Una propiedad esencial de la molécula de ozono es su capacidad de bloquear las radiaciones solares de longitudes de onda inferiores a 290 nanómetros para que no lleguen a la superficie de la Tierra. En este proceso, también absorbe las radiaciones ultravioletas que son peligrosas para la mayoría de los seres vivos. La radiación UV podría dañar o matar la vida en la Tierra. Aunque la absorción de las radiaciones UV calienta la estratosfera, pero es importante para que la vida florezca en el planeta Tierra. Los científicos de investigación han anticipado la interrupción de los ecosistemas terrestres y acuáticos susceptibles debido al agotamiento de la capa de ozono.
La radiación ultravioleta podría destruir la materia orgánica. Las plantas y el plancton no pueden prosperar, ambos actúan como alimento para los animales terrestres y marinos, respectivamente. Para los seres humanos, la exposición excesiva a la radiación ultravioleta conduce a mayores riesgos de cáncer (especialmente cáncer de piel) y cataratas. Se calcula que cada 1 por ciento de disminución en la capa de ozono resulta en un aumento de 2-5 por ciento en la ocurrencia de cáncer de piel. Otros efectos negativos de la reducción de la capa de ozono protectora incluyen – el aumento de la incidencia de cataratas, quemaduras solares y la supresión del sistema inmunológico.
Causas del agotamiento de la capa de ozono
Estudios científicos creíbles han demostrado que la causa del agotamiento de la capa de ozono es la actividad humana, específicamente los productos químicos fabricados por el hombre que contienen cloro o bromo. Estos productos químicos son ampliamente conocidos como ODS, un acrónimo de Sustancias que agotan la capa de ozono Los científicos han observado la reducción del ozono estratosférico desde principios de la década de 1970. Se encuentra más prominente en las regiones polares.
Se ha demostrado que las sustancias que agotan la capa de ozono son respetuosas con el medio ambiente, muy estables y no tóxicas en la atmósfera. Es por eso que han ganado popularidad a lo largo de los años. Sin embargo, su estabilidad tiene un precio; son capaces de flotar y permanecer estáticos en lo alto de la estratosfera. Cuando están allí arriba, las SAO se descomponen cómodamente por la fuerte luz ultravioleta y el producto químico resultante es el cloro y el bromo. Se sabe que el cloro y el bromo agotan la capa de ozono a velocidades supersónicas. Lo hacen simplemente quitando un átomo de la molécula de ozono. Una molécula de cloro tiene la capacidad de descomponer miles de moléculas de ozono.
Las sustancias que agotan la capa de ozono han permanecido y seguirán permaneciendo en la atmósfera durante muchos años. Esto, esencialmente, implica que muchas de las sustancias que agotan la capa de ozono que el ser humano ha permitido que se introduzcan en la atmósfera durante los últimos 90 años siguen en su camino hacia la atmósfera, razón por la cual contribuirán al agotamiento de la capa de ozono.
Las principales sustancias que agotan la capa de ozono son los clorofluorocarbonos (CFC), el tetracloruro de carbono, los hidroclorofluorocarbonos (HCFC) y el cloroformo metílico. Los halones, a veces conocidos como fluorocarbonos bromados, también contribuyen poderosamente al agotamiento de la capa de ozono. Sin embargo, su aplicación es muy restringida ya que se utilizan en extintores específicos. La desventaja de los halones es que son tan potentes que son capaces de agotar la capa de ozono 10 veces más que las sustancias que agotan la capa de ozono.
Los científicos de esta época están trabajando día y noche para desarrollar hidrofluorocarbonos (HFC) que sustituyan a los hidroclorofluorocarbonos (HCFC) y los clorofluorocarbonos (CFC) para su uso en el aire acondicionado de vehículos. Los hidroclorofluorocarbonos son gases de efecto invernadero poderosos, pero no son capaces de agotar el ozono. Los clorofluorocarbonos, por otra parte, contribuyen significativamente al cambio climático, lo que significa que los hidrofluorocarbonos siguen siendo la mejor alternativa hasta que se disponga de alternativas más seguras.
Hay dos regiones en las que la capa de ozono se ha agotado.
- En la latitud media, por ejemplo, sobre Australia, la capa de ozono es reducida. Esto ha conducido a un aumento de la radiación UV que llega a la tierra. Se estima que el espesor de la capa de ozono ha disminuido entre un 5 y un 9%, lo que aumenta el riesgo de que los seres humanos se expongan excesivamente a la radiación UV debido al estilo de vida al aire libre.
- En las regiones atmosféricas de la Antártida, la capa de ozono se ha reducido considerablemente, especialmente en la temporada de primavera. Esto ha llevado a la formación de lo que se llama “agujero de ozono”. Los agujeros de ozono se refieren a las regiones de capas de ozono muy reducidas. Normalmente se forman agujeros de ozono sobre los polos durante el inicio de las estaciones de primavera. Uno de los más grandes de estos agujeros aparece anualmente sobre la Antártida entre septiembre y noviembre.
Causas naturales del agotamiento de la capa de ozono: Se ha descubierto que la capa de ozono se ve afectada por ciertos fenómenos naturales como las manchas solares y los vientos estratosféricos. Pero se ha descubierto que esto no causa más del 1-2% de agotamiento de la capa de ozono y se cree que los efectos también son sólo temporales. También se cree que las grandes erupciones volcánicas (principalmente El Chichón en 1983 y el Monte Pinatubo en 1991) también han contribuido al agotamiento de la capa de ozono.
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Causas antropogénicas del agotamiento de la capa de ozono: La causa principal del agotamiento del ozono se determina como la liberación excesiva de cloro y bromo de compuestos artificiales como los clorofluorocarbonos (CFC). Los CFC (clorofluorocarbonos), halones, CH3CCl3 (cloroformo metílico), CCl4 (tetracloruro de carbono), HCFC (hidroclorofluorocarbonos), hidrobromofluorocarbonos y bromuro de metilo tienen un impacto directo en el agotamiento de la capa de ozono. Éstas se clasifican como sustancias que agotan la capa de ozono (SAO).
El problema con las sustancias que agotan la capa de ozono (SAO) es que no se lavan en forma de lluvia sobre la tierra y, de hecho, permanecen en la atmósfera durante mucho tiempo. Con tanta estabilidad, son transportados a la estratosfera. La emisión de SAO representa aproximadamente el 90% del agotamiento total de la capa de ozono en la estratosfera. Estos gases son transportados a la capa estratosférica de la atmósfera donde las radiaciones ultravioletas del sol los rompen para liberar cloro (de CFCs) y bromo (de bromuro de metilo y halones).
Los radicales libres de cloro y bromo reaccionan con la molécula de ozono y destruyen su estructura molecular, agotando así la capa de ozono. Un átomo de cloro puede romper más de 1,00,000 moléculas de ozono. Se cree que el átomo de bromo es 40 veces más destructivo que las moléculas de cloro.
Principales sustancias que agotan la capa de ozono (SAO)
Clorofluorocarbonos (CFC)
Se factura como la sustancia que agota la capa de ozono más ampliamente utilizada porque se atribuye a más del 80% de la reducción total de la capa de ozono. Fue utilizado como refrigerante en electrodomésticos como congeladores, refrigeradores y acondicionadores de aire tanto en edificios como en automóviles que fueron fabricados antes de 1995. Esta sustancia se encuentra generalmente en los productos de limpieza en seco, los esterilizantes hospitalarios y los disolventes industriales. La sustancia también se utiliza en productos de espuma como colchones y cojines y aislantes para el hogar.
Hidrofluorocarbonos (HCFC)
Los hidrofluorocarbonos han servido a lo largo de los años en lugar de los clorofluorocarbonos. No son tan nocivos como los CFC para la capa de ozono.
Halones
Se utiliza especialmente en extintores de incendios seleccionados en escenarios donde el equipo o material podría ser devastado por agua o productos químicos para extintores.
Tetracloruro de carbono
También se utiliza en extintores y disolventes seleccionados.
Cloroformo de metilo
Comúnmente utilizado en industrias para limpieza en frío, desengrasado por vapor, procesamiento químico, adhesivos y algunos aerosoles.
Efectos graves del agotamiento de la capa de ozono
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Daños a la salud humana
Si la capa de ozono se agota, significa que los seres humanos estarán excesivamente expuestos a la fuerte luz ultravioleta. La sobreexposición a la luz UV fuerte causa cáncer de piel, cataratas, quemaduras solares, debilitamiento del sistema inmunológico y envejecimiento rápido.
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Devastación al medio ambiente
Muchas especies de cultivos son vulnerables a los fuertes rayos UV y la sobreexposición puede conducir a un crecimiento mínimo, fotosíntesis y floración. Algunas de las especies de cultivos vulnerables a la luz UV incluyen cebada, trigo, maíz, avena, arroz, brócoli, tomates, coliflor, por nombrar sólo algunas. Los bosques son igualmente los más afectados por el agotamiento de la capa de ozono.
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Amenaza a la vida marina
Cierta vida marina, especialmente los plancton, se ve muy afectada por la exposición a los fuertes rayos ultravioletas. En la cadena alimenticia acuática, los plancton aparecen en lo alto. Si el número de plancton disminuye debido a la destrucción de la capa de ozono, la cadena alimentaria marina se vería perturbada de muchas maneras. Además, la sobreexposición a los rayos solares podría reducir la suerte de los pescadores. Además, algunas especies de vida marina se han visto muy afectadas por la sobreexposición a la radiación ultravioleta en su fase inicial.
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Efecto sobre los animales
En animales domésticos, demasiada radiación ultravioleta también puede causar cáncer de piel y de ojos.
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Impacta ciertos materiales
Materiales como plásticos, madera, telas, caucho son degradados masivamente por demasiada radiación ultravioleta
Soluciones para el agotamiento de la capa de ozono
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Desistir de usar pesticidas
Los pesticidas son grandes productos químicos que liberan a su granja de plagas y malezas, pero contribuyen enormemente al agotamiento de la capa de ozono. La solución segura para eliminar las plagas y malezas es aplicar métodos naturales. Simplemente elimine la maleza de su granja manualmente y utilice productos químicos ecológicos alternativos para aliviar las plagas.
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Desalentar la conducción de vehículos privados
La técnica más fácil para minimizar el agotamiento de la capa de ozono es limitar el número de vehículos en la carretera. Estos vehículos emiten muchos gases de efecto invernadero que eventualmente forman smog, un catalizador en el agotamiento de la capa de ozono.
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Utilizar productos de limpieza respetuosos con el medio ambiente
La mayoría de los productos de limpieza para el hogar están cargados con productos químicos fuertes que encuentran su camino a la atmósfera, contribuyendo eventualmente a la degradación de la capa de ozono. Utilice productos de limpieza naturales y respetuosos con el medio ambiente para detener esta situación.
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Prohibir el uso de óxido nitroso nocivo
El Protocolo de Montreal formado en 1989 ayudó mucho en la limitación de los clorofluorocarbonos (CFC). Sin embargo, el protocolo nunca cubrió el óxido nitroso, que es una sustancia química dañina conocida que puede destruir la capa de ozono. El óxido nitroso todavía se utiliza hoy en día. Los gobiernos deben tomar medidas ahora y prohibir el uso de óxido nitroso para reducir la tasa de agotamiento de la capa de ozono.
