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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