¿Qué es la concentración de ozono?
El ozono es un gas tóxico de color azul compuesto por tres moléculas de oxígeno (O 3 ), que puede ser un peligro para la salud o beneficioso para la vida en la Tierra dependiendo de dónde se observe en la atmósfera. A niveles más bajos en la atmósfera, la concentración de ozono por encima de cantidades mínimas puede causar efectos en la salud, afectar el crecimiento de las plantas y causar contaminación del aire y daños a los edificios. En la atmósfera superior a 10-20 millas (20-30 kilómetros) sobre el suelo, el ozono actúa como un escudo para evitar que algunos rayos ultravioleta dañinos del sol lleguen al suelo.
El ozono de bajo nivel se forma a partir de reacciones de vehículos propulsados por petróleo con compuestos orgánicos volátiles (COV) que se encuentran en la gasolina y solventes de pintura. A medida que los compuestos se acumulan en la atmósfera, reaccionan con las moléculas normales de oxígeno (O 2 ) y crean ozono y otros compuestos que contribuyen al smog o la contaminación del aire. El ozono es químicamente activo, y cuando se inhala puede reaccionar con los tejidos pulmonares y causar daños. También es corrosivo y puede causar daños en el edificio debido a reacciones con productos de construcción exteriores.
El ozono en pequeñas concentraciones puede ser beneficioso en usos controlados, ya que puede actuar como desinfectante para eliminar gérmenes. Los generadores de ozono se pueden usar para instalaciones de tratamiento de agua y en algunos sistemas de purificación de aire para eliminar gérmenes. Esto se mantiene deliberadamente en bajas concentraciones para minimizar los posibles efectos negativos para la salud. Un ejemplo de ozono como purificador de aire ocurre cuando se generan rayos en tormentas eléctricas y el aire huele más fresco después. La alta energía eléctrica en los rayos puede crear ozono a partir de moléculas de oxígeno, que reaccionarán con la contaminación del aire y limpiarán el aire temporalmente.
En la atmósfera superior, el ozono se forma naturalmente por reacciones de moléculas de oxígeno con luz solar de alta intensidad. El ozono es un muy buen absorbente de las longitudes de onda de radiación ultravioleta B (UVB), que se sabe que promueven el cáncer en humanos y en muchos animales. El ozono reacciona constantemente con otras partículas y luego se regenera durante el día, manteniendo una concentración constante de ozono. La cantidad es muy pequeña, medida a unas pocas partes por billón de partes de aire, pero importante para la protección UVB.
Los clorofluorocarbonos (CFC) se inventaron en la década de 1930 como un grupo de productos necesarios para reemplazar refrigerantes peligrosos como el amoníaco y el cloruro de metilo, que eran inflamables o tóxicos. Las pruebas con CFC mostraron que los humanos y los animales podrían estar expuestos sin riesgo a fugas de pequeñas cantidades que se encuentran en hogares y negocios más pequeños. En poco tiempo, los CFC se usaron ampliamente en todo el mundo en refrigeración, latas de aerosol y agentes de extinción de incendios.
La investigación que comenzó en la década de 1960 mostró que en algunas partes de la atmósfera superior de la Tierra, la concentración de ozono estaba disminuyendo. En la década de 1980, había una relación clara entre las pérdidas de la capa de ozono y los CFC liberados al aire que llegaba a la atmósfera superior. Los científicos propusieron que las moléculas de CFC extremadamente estables permanecieron en la atmósfera de la Tierra durante muchos años, y eventualmente las corrientes de aire y el clima les permitieron alcanzar las alturas atmosféricas donde la concentración de ozono era más alta.
La misma energía solar que creó el ozono también fue lo suficientemente fuerte como para romper las moléculas de CFC, liberando moléculas de cloro (Cl). Estas moléculas, junto con el polvo y los cristales de hielo a gran altitud, formaron sitios de reacción que separaron el ozono y crearon moléculas de oxígeno normales. Aunque estas reacciones ocurrieron en todas partes de la atmósfera, las temperaturas muy bajas y las condiciones climáticas encontradas sobre el Polo Sur causaron una mayor tasa de reacción allí.
Los datos satelitales mostraron una concentración muy baja de ozono sobre el Polo Sur a principios de la primavera polar, después de varios meses de oscuridad. Los científicos y los medios acuñaron el término "agujero de ozono" en ese momento para explicar el efecto. Aunque el agujero de ozono era temporal cada primavera, y desaparecía relativamente rápido, suscitó una gran preocupación por el efecto a largo plazo de los CFC.
En 1987, cerca de 200 países pertenecientes a las Naciones Unidas firmaron el Protocolo de Montreal y acordaron eliminar o detener la producción de CFC por años específicos. Se hicieron cambios al acuerdo durante las siguientes décadas, ya que la nueva evidencia mostró un mayor agotamiento del ozono de lo que se pensaba originalmente. Los CFC fueron reemplazados por compuestos con poco o nada de cloro en sus moléculas, llamados hidroclorofluorocarbonos (HCFC) e hidrofluorocarbonos (HFC).
El interés se desarrolló en el uso de gases inflamables como el propano e incluso el amoníaco para algunas aplicaciones, porque estos productos no causan el agotamiento del ozono. A principios del siglo XXI, los fabricantes buscaban formas de incorporar gases inflamables de manera segura en los productos de consumo. La investigación también se amplió para incluir gases no inflamables como el dióxido de carbono y otras tecnologías que podrían enfriar los alimentos sin el uso de gases refrigerantes.