Destrucción de la capa de ozono: causas, proceso, consecuencias
La destrucción de la capa de ozono es causada por el descenso de los niveles de la molécula de ozono (O3) en la estratosfera terrestre, debido a la liberación de gases contaminantes como el CFC, disolventes, refrigerantes halocarbonados, propelentes, entre otros.
Este agujero de la capa de ozono es un peligro para la vida en la Tierra, ya que esta capa gaseosa es el escudo protector contra la radiación ultravioleta. La capa de ozono (ozonosfera) es una franja de gas ozono (O3) que se forma en la baja estratosfera, aproximadamente a 25 Km de altura.
El ozono se forma al disociarse la molécula de oxígeno (O2) por la acción de la radiación ultravioleta, generando dos átomos de oxígeno. Posteriormente, se fusiona un átomo de oxígeno (O) con una molécula de oxígeno (O2), produciendo O3 (ozono).
En 1985 se descubrió un agujero en la capa de ozono en el Polo Sur, que se originó durante la primavera austral (julio-septiembre). Los científicos encontraron que la destrucción del ozono es consecuencia de la acción de ciertos gases emitidos al ambiente por las actividades humanas.
La destrucción de la capa de ozono en altas proporciones disparó las alarmas, promoviéndose un acuerdo internacional para actuar sobre las causas del fenómeno. Entre los principales gases destructores de la capa de ozono están los clorofluorocarbonados (CFC) y los óxidos de nitrógeno (NOx).
Durante 1989 entró en vigor el Protocolo de Montreal para reducir el uso de gases que degradan la capa de ozono. Esto ha dado como resultado que el agujero en la capa de ozono sobre la Antártida alcanzara su mínima extensión en 2019.
Por otra parte, en enero de 2011 se detectó un pequeño agujero en el Polo Norte, que duró solo ese mes. Posteriormente, en marzo de 2020, se descubrió otro agujero de cerca de 20 millones de Km que fue temporal.
Índice del artículo
- 1 Causas de la destrucción de la capa de ozono
- 1.1 – Emisión de gases destructores de la capa de ozono
- 1.2 – Aumento de la actividad industrial
- 1.3 – Agricultura dependiente de agroquímicos
- 1.4 – Incumplimiento de los acuerdos internacionales
- 1.5 – Incremento de la contaminación ambiental y alteración de los ecosistemas
- 1.6 – Modelo de desarrollo económico
- 2 Procesos
- 3 Consecuencias del agujero de ozono
- 4 Soluciones
- 4.1 – Restricción a la producción y uso de gases destructores de la capa de ozono
- 4.2 – Degradación de gases potencialmente destructores de la capa de ozono
- 4.3 – Recuperación y reciclaje
- 4.4 – Inyección de ozono estratosférico
- 4.5 – Tecnologías alternativas
- 4.6 – Protección de los ecosistemas
- 4.7 – Cambio de modelo de desarrollo
- 5 Referencias
Es necesario partir del hecho de que el ozono es una forma inestable del oxígeno, por lo que está constantemente formándose y descomponiéndose nuevamente en oxígeno molecular (O2) y oxígeno libre (O). Esto conforma un delicado equilibrio que puede ser afectado por diversos factores.
La causa fundamental de la destrucción de la capa de ozono es la emisión de gases industriales que disocian el ozono estratosférico. Entre estos gases destacan los clorofluorocarbonados (CFC) y los óxidos de nitrógeno (NOx), además de otros como los hidrofluorocarbonos (HFC).
Otros son el hidrocarburo perfluorado (PFC) y el hexafluoruro de azufre (SF6), el cloroformo de metilo utilizado en procesos industriales y el halón usado en los extintores de incendios.
La industrialización creciente a nivel mundial no solo es responsable de la emisión de gases destructores de la capa de ozono; también tiene efectos indirectos, porque afecta a procesos cruciales para el mantenimiento de la capa de ozono, como la producción de oxígeno al contaminar las aguas.
Por otra parte, se generan otros gases que contribuyen al calentamiento global, a parte de aquellos que dañan directamente la capa de ozono, lo cual a su vez afecta los patrones de circulación atmosférica facilitando la formación de los agujeros en la capa de ozono.
La agricultura actual es muy dependiente del uso de productos químicos que afectan directa e indirectamente a la capa de ozono. Directamente por el uso de pesticidas que son destructores de la capa de ozono como el bromuro de metilo.
Igualmente, los fertilizantes químicos contribuyen a la generación de óxidos nitrosos. Además, al generar indirectamente procesos de eutrofización, se reduce la producción de oxígeno en aguas dulces y marinas.
La preeminencia de los intereses económicos sobre el mantenimiento de los equilibrios ecológicos planetarios, se expresa en el incumplimiento de los acuerdos internacionales. Países industrializados como EE.UU. y China limitan o niegan abiertamente su apoyo a convenios dirigidos a reducir el calentamiento global argumentando sus intereses económicos.
La contaminación ambiental a nivel mundial provoca tanto directa como indirectamente la destrucción de la capa de ozono.
En términos generales, lo que está en la base del problema de la destrucción de la capa de ozono es el modelo económico. Un modelo basado en el consumo creciente de materias primas, en la industrialización desenfrenada, generando alta cantidad de desechos.
La destrucción de la capa de ozono se produce por la confluencia de una serie de factores tanto naturales como inducidos por el ser humano. El elemento principal es la emisión a la atmósfera de diversos gases que al interactuar con el ozono lo descomponen.
Los vórtices atmosféricos causados por el desarrollo de zonas de baja presión sobre los polos durante el invierno concentran estos gases a bajas temperaturas. Los cristales de hielo que se forman en la masa de aire frío y húmedo en la estratósfera proveen la superficie para las distintas reacciones.
Luego al comienzo de la primavera la intensificación de la radiación solar impulsa las reacciones químicas involucradas en la destrucción del ozono.
Se inicia cuando los clorofluorocarbonados (CFC) se fotodisocian, es decir se descomponen, ante la acción de la radiación de alta energía ultravioleta. Esto produce átomos de cloro y otros halógenos.
Estos átomos de cloro al interactuar con el ozono (O3) causan su descomposición al perder un átomo de oxígeno. Esto ocurre por la llamada reacción en cadena del ciclo del cloro, en la que un átomo de cloro se une con uno de los átomos de oxígeno del ozono:
Esto produce óxido de cloro (ClO) y dioxígeno u oxígeno molecular (O2) y el ClO reacciona con un átomo de oxígeno, formando más dioxígeno. Así, se libera nuevamente el átomo de cloro, repitiéndose el ciclo y un único átomo de cloro es capaz de destruir alrededor de 100.000 moléculas de ozono.
- Cl + O3 → ClO + O2
- ClO + O3 → Cl + 2 O2
La molécula de ClO elimina un oxígeno de la molécula de ozono y el cloro queda libre para volver al paso 1.
En este caso se trata de la reacción en cadena del ciclo del nitrógeno, con el monóxido de nitrógeno (NO) interactuando con el ozono (O3). El NO captura un oxígeno (O) del ozono (O3 ), produciendo dióxido de nitrógeno (NO2) y oxígeno molecular (O2).
Luego, el dióxido de nitrógeno (NO2) reacciona con oxígeno libre (O) y se forma de nuevo el monóxido de nitrógeno (NO) y oxígeno molecular (O2). De esta forma el ciclo continúa indefinidamente destruyendo miles de moléculas de ozono.
Aunque la destrucción de la capa de ozono ocurre en toda la estratósfera, su mayor impacto es en los polos, particularmente en el Polo Sur. Si bien en el polo norte también se forman agujeros en la capa de ozono, son menos frecuentes y de menor duración.
La base de las reacciones de degradación del ozono es la formación de nubes estratosféricas de cristales de hielo. Dichas nubes se forman a temperaturas menores a -85 ºC, siendo que en el Ártico (Polo Norte) las temperaturas rara vez bajan de los -80 ºC.
Por lo que en esta región las nubes estratosféricas son de cristales de trihidrato de ácido nítrico. Mientras que la Antártida (Polo Sur) es mucho más fría, con temperaturas de -90 ºC, formando los cristales de hielo.
La consecuencia fundamental de la destrucción de la capa de ozono es el aumento de la radiación ultravioleta que logra penetrar hacia la Tierra. Esto a su vez trae una serie de consecuencias negativas para el equilibrio ecológico y la vida sobre el planeta.
La radiación ultravioleta es parte del espectro electromagnético emitido por el Sol y posee una alta energía. Esa energía tan alta deteriora las membranas celulares y también afecta al ADN generando mutaciones.
El nivel de daño que causa depende de la intensidad con que llegue a la superficie terrestre y de la tolerancia de cada organismo vivo. Dicho daño va desde la destrucción de tejido foliar en plantas, hasta cáncer de piel en humanos.
En seres humanos produce también envejecimiento prematuro, cataratas, quemaduras solares y deprime el sistema inmunológico. Esto hace que se sea más susceptible a las enfermedades, ya que este es el sistema que destruye los virus, bacterias y otros agentes perniciosos.
Al destruirse la capa de ozono se incrementa la entrada de radiación ultravioleta, de alto valor energético. Esto provoca un mayor calentamiento planetario, lo cual unido a la reducción del escape del calor terrestre por el efecto invernadero, incrementa la temperatura promedio.
La radiación ultravioleta alcanza capas profundas del agua oceánica dañando al plancton que es la base principal de las redes alimenticias marinas. Por otra parte, el plancton es la principal fuente de oxígeno, por lo que se altera el ciclo del oxígeno.
Esto genera una retroalimentación negativa, ya que la reducción del oxígeno afecta la formación de la capa de ozono.
La mayor incidencia de radiación ultravioleta producto de la destrucción de la capa de ozono afecta negativamente la producción agrícola y pecuaria así como la productividad de los ecosistemas acuáticos. Por tanto incide de forma determinante en la cantidad de alimentos disponible, contribuyendo al hambre en el mundo.
Existen varias soluciones para aumentar los niveles de ozono:
Lo primero es atacar la causa inmediata del deterioro de la capa de ozono, es decir eliminar el uso de gases que degradan el ozono. Hacia esto apunta el Protocolo de Montreal desde 1989, sin embargo se requiere su ampliación.
Esto debido a que nuevos gases de alto impacto no están incluidos en dicho protocolo, como por ejemplo los óxidos nitrosos.
Se ha experimentado con el uso de fuentes de plasma de microondas para degradar los gases que afectan a la capa de ozono. Aplicando esta técnica se ha logrado descomponer el gas Freón HFC-134a en un 84%, convirtiéndose en negro humo, hidrógeno y flúor.
Otra solución es implementar sistemas que permitan recuperar y reciclar aquellos gases que afectan la capa de ozono.
Aunque algunos califican esta propuesta como utópica, se plantea producir e inyectar masivamente ozono fresco a la estratósfera a fin de compensar sus pérdidas.
Una vía para enfrentar el problema es el desarrollo de variantes tecnológicas que no requieran de gases potencialmente destructores de la capa de ozono. Esto amerita la búsqueda de nuevas tecnologías en áreas como la refrigeración, el transporte, extintores, el control de plagas agrícolas y diversidad de procesos industriales.
Especialmente relevante es la reducción de la contaminación marina y la pérdida de bosques, por el efecto negativo en el ciclo del oxígeno.
Es fundamental implementar un modelo de desarrollo sostenible, que reduzca la dependencia de combustibles fósiles y la generación de desechos.
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