martes, 22 de marzo de 2016

LA DESTRUCCION DE LA CAPA DE OZONO COMO SE PRODUCE, CUALES SON LAS REACCIONES QUE SE PRODUCEN



Hace ya algunos años existe una cruzada mundial para resolver un grave problema de contaminación conocido como “ la destrucción de la capa de ozono “. Este es un grave problema, que afecta todo el planeta.
No existe mucha claridad en que consiste el problema, sus causas y como se genera. Para poder ser mas efectivo en las medidas de solución es conveniente que la mayor cantidad posible de personas comprenda la situación y se maneje conociendo las razones y mecanismos por medio de los cuales se genera el problema.
Confiamos que este conocimiento permitirá implementar medidas correctivas en forma más efectiva y eficiente.
El presente artículo tiene como objetivo explicar en términos simples y comprensibles para aquellas personas que no son especialistas los aspectos principales del problema. Se han realizado simplificaciones importantes, pero no obstante, la información entregada es realista y corresponde a los principales aspectos del fenómeno.

los elementos químicos, moléculas o compuestos que describimos a continuación:
Oxigeno Atómico: Elemento químico básico. Se representa por la letra O. En su forma atómica es muy inestable y en esta condición tiende a unirse rápidamente a otros elementos o compuestos para estabilizarse. A modo de explicar las reacciones químicas de este elemento señalaremos que el tiene dos puntos de reacción química, por medio de los cuales puede unirse a otros compuestos.



Oxígeno Molecular: Corresponde a la forma natural en que encontramos el oxigeno en la atmósfera. Son dos Oxígenos Atómicos unidos en sus puntos de reacción química. Es bastante estable y al compartir sus puntos de reacción química se estabiliza pues no quedan puntos libres activos para reaccionar químicamente. Para que este compuesto reaccione deben romperse sus uniones, y ello requiere de una fuente de energía. En la estratosfera los rayos ultravioleta de alta energía rompen los enlaces y separan el oxígeno molecular en dos oxígenos atómicos, los cuales son altamente reactivos. Este oxígeno atómico puede generar moléculas de ozono al reaccionar con moléculas de oxigeno molecular.


Ozono: Corresponde a una molécula con tres Oxígenos Atómicos unidos, que comparten sus puntos de reacción estabilizándose al no quedar centros activos libres que puedan reaccionar con otros agentes. Es menos estable que el Oxígeno molecular.


Cloro Atómico: Es un elemento químico básico. Se representa por las letras Cl. En su forma atómica es muy inestable y en esta condición tiende a unirse rápidamente a otros elementos o compuestos para estabilizarse. A modo de explicar las reacciones químicas de este elemento señalaremos que el tiene un punto de reacción química, por medio del cual puede unirse a otros compuestos.


Bromo Atómico: Es un elemento químico básico. Se representa por las letras Br. En su forma atómica es muy inestable y en esta condición tiende a unirse rápidamente a otros elementos o compuestos para estabilizarse. A modo de explicar las reacciones químicas de este elemento señalaremos que tiene un punto de reacción química, por medio del cual puede unirse a otros compuestos.


Las reacciones naturales y el equilibrio natural:
Formación natural del Ozono: En la estratosfera los rayos ultravioleta de alta energía separan el oxígeno molecular en dos oxígenos atómicos, los cuales son altamente reactivos. Dado que existe abundante oxígeno molecular (dos átomos) en la estratosfera, los oxígenos atómicos libres (radicales libres) reaccionan con el oxígeno molecular presente para formar dos moléculas de ozono.

Absorción natural de los rayos ultravioleta: El Ozono en la estratósfera tiene también la capacidad de absorber la radiación ultravioleta de menor energía. El ozono utiliza la energía de esta radiación para separarse en un oxígeno molecular y un oxigeno atómico. Este último al ser muy reactivo rápidamente se une a una
molécula de oxigeno presente en el ambiente, recomponiéndose el ozono perdido y liberando calor. Es decir la molécula de ozono tiene un efecto neto de transformar los rayos ultravioleta en calor.


Todo lo anterior corresponde a los mecanismos naturales de formación de ozono, destrucción de este y sus mecanismos de absorción de energía.
El ozono necesario para neutralizar las radiaciones ultravioleta peligrosas se crea y destruye permanentemente en forma natural, pero en un en términos netos la cantidad se mantiene constante. Podemos pensar en esto como la mercadería de un gran supermercado. Todos los días salen muchos productos, pero por otro lado entran también otros tantos, de manera que el supermercado mantiene mas o menos estable su inventario y cantidad de mercadería disponible para los clientes.
Existen muchas otras reacciones químicas paralelas, en la que intervienen otros elementos como el nitrógeno. Lo señalado aquí es una simplificación que considera los principales mecanismos manteniendo un apego a la realidad de los mecanismos.

Moléculas Depredadoras de Ozono: Son moléculas de mayor complejidad que las anteriores, que poseen en su estructura Cloro o Bromo. Por ejemplo el Halónes (Bromo), refrigerantes como R-11 y el R-12 (Cloro), etc.. Son moléculas muy estables, que no reaccionan químicamente en condiciones normales.
La gran estabilidad de estas moléculas ha contribuido a que sean ampliamente utilizadas como propelentes en aerosoles, extinguidotes, espumantes, gran aplicación como refrigerantes pues mantienen su estabilidad y tienen convenientes características termodinámica.
Estos compuestos son tan estables que no reaccionan al eliminarse en la superficie de la tierra, se mantienen sin cambios por mucho tiempo. Producto de corrientes de aire, fenómenos climatológicos y otros pueden subir a la estratosfera, especialmente en las zonas polares debido a las diferencias de temperatura, luminosidad, vórtices, etc..

Los átomos de Cloro y Bromo suben a la estratósfera protegidos (amparados o escondidos) en la enorme estabilidad de las moléculas señaladas. Otras formas de Cloro y Bromo producido en la superficie de la tierra no logran subir a la estratátosfera pues al ser estos elementos muy activos, reaccionan rápidamente y se neutralizan.
En la estratósfera existe radiación de alta intensidad que logra romper estas moléculas estables, liberando los conocidos radicales libres (de Cloro y Bromo). Estos radicales libres destruyen el Ozono según los mecanismos y reacciones que se describen abajo.






A continuación señalaremos el mecanismo por medio del cual se destruye el Ozono por acción de los radicales libres señalados anteriormente (principalmente el Cloro y Bromo).
Estas reacciones en que un elemento participa, pero vuelve a regenerarse para producir muchas veces la misma
reacción se denominan reacciones catalizadas, y su característica es que el catalizador (en este caso átomo de Cloro o Bromo) reacciona miles de veces sin anularse. El catalizador actúa solamente como un facilitador.
Pequeñas cantidades de estos catalizadores pueden producir un efecto enorme. Por ejemplo un átomo de Cloro (Bromo) puede llegar a destruir 100.000 moléculas de ozono antes de inactivarse.


Como se ve el efecto Neto es que se rompen dos moléculas de Ozono y tanto el Cloro (como el Bromo) se regeneran hasta su estado original. Una vez recuperados pueden reaccionar nuevamente con otras dos moléculas de ozono y repetir este proceso muchísimas veces. Esto hasta que el Cloro (Bromo) encuentren una forma alternativa de anularse.




Hay una gran cantidad de otros mecanismos y reacciones químicas asociadas, que no se han detallado para no complicar la explicación.
En la actualidad se ha realizado gran inversión y esfuerzo en desarrollar compuestos alternativos que no generen este problema. Son compuestos o mezclas que no tienen en su estructura química átomos de Cloro o Bromo, con lo que se evita la formación de los radicales libres que resultan tan perjudiciales.


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