El ozono (O3) es una
molécula triatómica formada por átomos de oxígeno. Es un alótropo del oxígeno
mucho más reactivo que el oxígeno diatómico (O2). Es un poderoso oxidante que
reacciona rápidamente con otros compuestos químicos, es inestable cuando se encuentra
en altas concentraciones. Bajo condiciones atmosféricas normales, el ozono
decae a oxígeno diatómico en un lapso de aproximadamente 30 minutos. En 1840,
el químico alemán Christian Friedrich Schönbein le dio el nombre de ozono, de
la raíz griega ozein (olor), debido a su olor característico.
El ozono es un
componente natural de la atmósfera que se encuentra en bajas concentraciones y
es vital para la vida. La mayor parte del ozono se encuentra en la parte
superior de la atmósfera en una región de la estratósfera, a más de 20 km de la
superficie, llamada ozonósfera en donde se concentra más del 90% del ozono
atmosférico y forma una capa que limita el ingreso de radiación ultravioleta
proveniente del Sol.
Al nivel de la
superficie, el ozono en altas concentraciones es un contaminante del aire que
provoca efectos nocivos en la salud humana, las plantas y los animales. Tiene
además una contribución al calentamiento global.
Datos
históricos del ozono
El ozono es el
primer alótropo de un elemento químico que fue identificado
por la ciencia. En la actualidad no se conoce bien quién fue su descubridor
original, siendo varios los candidatos. Varios estudios apuntan a que fueron
los químicos Charles Fabry y Henri Buisson quienes
descubrieron en 1913 la capa de ozono.
La
capa de ozono
Alrededor del 90% de
todas las moléculas del ozono residen en la estratósfera en una región definida
conocida como ozonósfera, a una altitud entre 20 y 30 km. Esta región también
se conoce como capa de ozono.
La capa de ozono evita
que los peligrosos rayos ultravioleta lleguen a la superficie de la Tierra. El
ozono absorbe longitudes de onda menores a 345 nanómetros (nm), también absorbe
débilmente longitudes de onda entre 450 y 750 nm.
En 1974 Molina y
Rowland demostraron que los compuestos antropogénicos clorados pueden destruir
la capa de ozono. Desde finales de los 70 la reducción de la capa de ozono se
relaciona directamente con el incremento en la concentración de cloro y bromo
en la atmósfera.
Aplicaciones
del ozono
Un área de gran
aplicación del ozono es con fines médicos. Por años se ha usado para el
tratamiento de diversas afecciones como las micosis u hongos en las uñas,
infecciones de la piel, úlceras, infecciones crónicas y medicina
antienvejecimiento.
Un campo en donde el ozono ha mostrado gran efectividad es en el tratamiento de
las afecciones del aparato locomotor de carácter degenerativo como la artrosis,
bursitis, tendinitis e incluso en el caso de hernias discales, en estas últimas
la aplicación de ozono local ha demostrado disminuir el tamaño de la hernia de
disco con lo cual disminuye la compresión que esta ejerce sobre las raíces
nerviosas lo cual origina el dolor.
Tiene uso industrial como precursor en la síntesis de algunos compuestos
orgánicos, pero principalmente como desinfectante depurador y purificador de
aguas minerales. Su principal propiedad es la de ser un fuerte oxidante.
Efectos
del ozono
En el organismo el
ozono ejerce su acción a través de varios mecanismos. Las reacciones con
algunas moléculas biológicas pueden llevar a la formación de radicales libres.
El ozono no puede
penetrar a través de las membranas celulares o las capas surfactantes de las
células, por lo que sus efectos biológicos pueden ser provocados por
intermediarios tales como radicales libres, aldehídos, peróxido de hidrógeno,
entre otros. Cuando el tracto respiratorio es expuesto al ozono se produce daño
en el mismo, el alcance dependerá de la concentración de ozono, la duración de
la exposición, los patrones de exposición y la ventilación. La limpieza
mucociliar decrece por la exposición aguda. Los macrófagos alveolares,
responsables de la limpieza en la región pulmonar y participantes en la
respuesta inmune, pueden disminuir su fagocitosis y su actividad metabólica
antimicrobial, incrementar la liberación de prostaglandinas y alterar su
cantidad. Estos efectos aumentan la susceptibilidad a las infecciones
respiratorias.
El ozono es un
componente natural en la atmósfera cuya concentración se incrementa con la
altitud hasta alcanzar un máximo en la capa de ozono. A la altitud de la Ciudad
de México la concentración natural se encuentra entre 20 y 40 ppb.
La presencia de
radicales hidroxilo y de compuestos orgánicos volátiles (COV) en la atmósfera,
ya sea de origen natural o antropogénico, provoca cambios en los equilibrios
químicos hacia concentraciones más altas. La mayor parte del ozono en la
tropósfera se produce cuando los óxidos de nitrógeno (NOX), el monóxido de
carbono (CO) y los compuestos orgánicos volátiles (COV) reaccionan en la
atmósfera, en presencia de luz solar.
Disminución
del ozono
El término
"disminución del ozono" significa más que la simple destrucción
natural del ozono. Significa que la cantidad de ozono perdido es mayor que la
cantidad de ozono generado. Pensemos de nuevo en la analogía del
"recipiente con el agujero." El agregar más sustancias destructoras
de ozono como los CFCs a la atmósfera, es como aumentar el tamaño de los
agujeros en nuestro "recipiente" de ozono. Cuanto más grandes sean
los orificios mas grande será el ritmo de pérdida de ozono en comparación al
ritmo de producción. Como resultado, el nivel de ozono que nos protege de la
radiación ultravioleta disminuye.
El
ozono en las distintas capas de la tierra
Ozono
atmosférico: El ozono atmosférico se encuentra en
estado puro en diferentes concentraciones entre los 10 y los 40 km sobre
el nivel del mar, siendo su concentración más alta alrededor de los 25 km
(ozonosfera), es decir, en la estratosfera.
Ozono
estratosférico: El ozono se encuentra de forma natural
en la estratosfera, formando la denominada capa de ozono. El ozono
estratosférico se forma por acción de la radiación ultravioleta, que
disocia las moléculas de oxígeno molecular (O2) en dos átomos, los cuales son
altamente reactivos, pudiendo reaccionar estos con otra molécula de O2 formándose
el ozono.
Ozono
troposférico: También denominado ozono ambiental. Se
trata de un gas incoloro que se crea a través de reacciones fotoquímicas entre
óxidos de nitrógeno (NOx) y compuestos orgánicos volátiles (COV) derivados de
fuentes como la quema de combustible.
Conclusión
Aunque la concentración
de ozono a nivel del suelo se ha reducido en cierta medida desde el año 2000,
según la Asociación Americana del Pulmón (ALA, por sus siglas en inglés), el 58
por ciento de la población estadounidense vive en áreas con niveles de ozono
perjudiciales para la salud. Este porcentaje incluye a cuatro millones de niños
con asma que viven en pueblos o ciudades con niveles muy altos de ozono.
