Las dos caras del ozono Dra. María Sandra Churio Departamento de Química Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad Nacional de Mar del Plata CONICET
El Ozono
La palabra ozono deriva del vocablo griego "ozein" que significa oler, a causa del olor peculiar que se percibe durante las tormentas eléctricas
El ozono es una forma alotrópica del elemento oxígeno
El ozono es mucho más activo químicamente que el oxígeno ordinario oxígeno
y es mejor agente oxidante más inestable
Origen fotoquímico del ozono Se forma a partir del oxígeno molecular en presencia de radiación
El ozono presente en la atmósfera
Composición actual de la atmósfera
Principalmente ARGON El CO2 varía entre 0,01 y 0,1% El O3 entre 0 y 0,01% El H2O también es variable
Evolución del oxígeno en la atmósfera terrestre
2
(miles de millones de años)
Origen e importancia de la Capa de Ozono El oxígeno liberado por la fotosíntesis y expuesto a rayos UV forma OZONO
Los rayos UV de mayor energía (perjudiciales para la vida) no pueden penetrar y llegar a la superficie. Esto permite la vida en la Tierra
Sin organismos fotosintéticos no habría oxígeno ni capa de ozono
La capa de Ozono filtra la radiación solar UV de mayor energía
Longitud de onda (nm)
es la cara “buena” del OZONO
Daños del UV a seres vivos dependiendo de su intensidad y el tiempo de exposición… – – – – – –
Promueve e inicia el cáncer de piel Daña el sistema inmunológico Provoca daños en ojos: cataratas. Produce las quemaduras de piel: fotoenvejecimiento. Aumenta riesgo de dermatitis alérgica y tóxica. Reduce el rendimiento de las cosechas e industria pesquera.
El problema del deterioro de la capa de ozono Uno de los problemas ambientales más graves Causa millones de casos de cáncer de la piel y perjudica la producción agrícola. En un fenómeno regional y estacional
Medición de OZONO en base a imágenes satelitales
Ozone Monitoring Instrument
Medición de OZONO en base a imágenes satelitales
Ver Ozono 2005
Un poco de historia… • 1970: Paul Crutzen establece que los óxidos de nitrógeno naturales participan de reacciones químicas que involucran al ozono estratosférico.
• 1974: Mario Molina y Sherwood Rowland demuestran la habilidad de los compuestos clorofluorocarbonados para destruir catalíticamente el ozono bajo radiación UV • 1985: Se detecta que la capa de ozono decreció un 10% debajo de los niveles normales de Enero en la Antártida
Premio Nobel de Química 1995
por su trabajo en la química de la atmósfera, particularmente en lo que respecta a la formación y desintegración del ozono
La causa principal del deterioro del ozono estratosférico CLOROFLUOROCARBONADOS (CFC) o FREONES
Muy usados por sus características ventajosas: Livianos muy estables o inertes baratos no tóxicos ni inflamables
¿Cuál es el destino de los CFC liberados a la atmósfera?
Ciclo catalítico de destrucción de ozono por CFC en la estratósfera
un átomo de cloro es capaz de destruir hasta 100.000 moléculas de ozono.
¿Por qué en la Antártida ? ¿Por qué en Primavera?
INVIERNO POLAR
Temperaturas bajas
Noche polar Vórtice polar
Nubes estratosféricas polares
Formación de reservorios de cloro
PRIMAVERA POLAR Luz UV
Temperaturas en aumento
Vórtice polar
liberación y fotólisis del cloro
PRIMAVERA POLAR Luz UV
Temperaturas en aumento
Vórtice polar
… etc el ciclo catalítico vuelve a comenzar
El Ozono troposférico Las emisiones antropogénicas destruyen el ozono estratosférico pero favorecen la formación del ozono en la tropósfera
SO2
CO
partículas NOx
CO2 COV
O3 NO3H
SO3 PAN
H2O2
Efectos nocivos del ozono troposférico • • • •
Causa problemas respiratorios Ablanda el caucho Produce irritación ocular Destruye plantas
es la cara “mala” del OZONO
Se produce mediante el fenómeno del “smog fotoquímico”
Se produce mediante el fenómeno del “smog fotoquímico”
COV + luz solar + NO + aire estático y cálido
“smog” o niebla fotoquímica
Evolución del nivel de contaminantes urbanos en el aire durante una jornada
En los dos casos se ven los efectos de las actividades humanas que contaminan la atmósfera: • Globalmente (cantidades de CFC que impactan a grandes distancias del punto de descarga) • Localmente (emisiones gaseosas en zonas urbanas)
Medidas para el cuidado de la atmósfera Acuerdos Internacionales
El Protocolo de Montreal (1987) prohibió la emisión de CFC
Control de emisiones
Eliminación de contaminantes de los escapes de los automotores (convertidores catalíticos) Reformulación de gasolinas (normativa para funcionamiento óptimo de los motores)
o cómo frenar el avance de un problema ambiental La capa de ozono se está recuperando .
Se proyecta volver a los niveles de O3 anteriores a 1980 en 50 años. Resultado de la cooperación intergubernamental, y la pasión, dedicación y trabajo de distintos sectores de la sociedad: el gobierno, el sector industrial, el mundo académico-científico, las organizaciones de protección al medio ambiente.
-El tratado más ratificado del mundo (197 signatarios) -Se continuó fortaleciendo para abarcar la eliminación gradual de casi 100 sustancias que agotan la capa de ozono
-Ha logrado una transferencia sin precedentes de tecnologías respetuosas con la capa de ozono a los países en desarrollo
Es un ejemplo de política basada en la ciencia y de cómo tomar medidas para proteger el patrimonio mundial