5.6. REDUCCIÓN DEL OZONO ESTRATOSFÉRICO

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1 v Sistemas Ambientales y Sociedades 5.6. REDUCCIÓN DEL OZONO ESTRATOSFÉRICO Belén Ruiz I.E.S. Santa Clara. 1ºBACHILLER Dpto Biología y Geología. sistemas-ambientales-y-sociedades/

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4 1. ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA COMPOSICIÓN DEL AIRE (% EN VOLUMEN) N Ar CO 2 Ne He CH 4 Kr H 2 N 2 O CO Xe O 3 NH 3 NO 2 NO SO ,93 0,037 0, , , , , , , , , , , , ,

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6 Observa como existen dos zonas de la atmósfera con una fuerte inversión térmica Es importante ubicar el lugar donde se encuentra el ozono

7 casi todo nitrógeno y oxígeno COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA

8 ESTRATOSFERA Capa de Ozono Meteoritos Auroras polares Estratopausa Tropopausa Everest ESTARTOSFERA MESOSFERA TERMOSFERA TROPOSFERA Temperatura (0 ºC) Presión (mb) ESTRATOSFERA Hasta los 50 km. altura. Con1ene pocos gases (0,02%) y es estable. El aire se mueve en estratos. Su temperatura aumenta hasta 0ºC debido a la absorción de UV por ozono. La ozonosfera está km. En condiciones normales existe un mecanismo natural de formación y destrucción del Ozono 1- Fotolisis del Oxígeno por la luz ultravioleta: O 2 + UV = O +O 2- Formación de Ozono : O + O 2 = O 3 + calor 3- Destrucción del Ozono: Por fotólisis: O 3 + UV = O 2 + O Por reacción con Oxígeno: O + O 3 = O 2 TROPOSFERA (0-12 km de espesor + Ovariable; 7 km en los polos y 17 km en el ecuador). Contiene el 80 % de la 2. masa de aire y casi todo el vapor de agua (99 %). Es turbulenta y en ella se producen los fenómenos meteorológicos. Su límite superior se denomina tropopausa (-70ºC). El ozono absorbe la luz UV perjudicial. El límite superior es la ESTRATOPAUSA.

9 FORMACIÓN DE OZONO ESTRATOSFERA Y ABSORCIÓN LUZ UV Fotólisis del oxígeno: O 2 + UV (rayos ultravioleta) è O + O Formación del ozono (O 3 ): O + O 2 è O 3 + calor (reacción exotérmica) Destrucción del ozono: Fotólisis del ozono: O 3 + UV è O 2 + O Reacción del ozono con el oxígeno atómico: O + O 3 è O 2 + O 2

10 Capa de ozono Radiación ultravioleta O 2 O 2 O O 3 O O O 3 O 2 O El ciclo dinámico ( fotoquímico ) de formación y destrucción del ozono en la estratosfera.

11 ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA ATMÓSFERA Radiaciones electromagnéticas Las radiaciones de onda larga llegan, pero quedan ahogadas por la emitidas por la Tierra IONOSFERA Las radiaciones de onda corta (rayos gamma, X y UV) tienen gran energía y poder de penetración Se filtran en las capas altas de la atmósfera y se evita que rompan moléculas en la superficie CAPA DE OZONO A la troposfera la radiación que llega es sobre todo luz visible

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13 FUNCIÓN DE LA ATMÓSFERA es Gas de olor picante Se encuentra en Troposfera Es un contaminante Estratosfera Constituye la capa de ozono La capa de ozono Mecanismo de formación/destrucción natural del O 3 1º Fotólisis del oxígeno por la luz UV O 2 + UV (rayos ultravioleta) O + O 2º Formación del ozono O 2 + O O 3 + calor Está en equilibrio dinámico y retiene un 90% de la radiación UV liberando calor que eleva la temperatura de la estratosfera 3º Destrucción del ozono a) Fotólisis del ozono O 3 + UV O 2 + O b) Reacción con el oxígeno atómico O + O 3 O 2 + O 2

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15 LA CAPA DE OZONO QUÉ ES Y DONDE SE ENCUENTRA EL OZONO? El ozono (O 3 ) es una sustancia cuya molécula está compuesta por tres átomos de oxígeno. grandes cantidades, puede provocar una irritación en los ojos y/o garganta. Si se respira en DÓNDE SE ENCUENTRA? 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 DE LA ESTRATOSFERA ( CAPA DE OZONO ) 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 (O 2 ) en dos átomos, los cuales son altamente reactivos, pudiendo reaccionar estos con otra molécula de O 2 formándose el ozono. OZONO TROPOSFERA Representa el 10 % del total. También denominado ozono ambiental. es peligroso para los seres vivos por su fuerte carácter oxidante. Elevadas concentraciones de este compuesto a nivel superficial forman el denominado smog fotoquímico.

16 Cual es la función de la capa de ozono de la estratosfera? Actúa en la atmósfera como depurador del aire y sobre todo como FILTRO DE LOS RAYOS ULTRAVIOLETAS procedentes del Sol. Sin ese filtro la existencia de vida en la Tierra sería completamente imposible, de ahí la gran importancia de la llamada Capa de Ozono.

17 EL OZONO DE LA TROPOSFERA Un letrero de la calidad del aire, señalando un aviso de ozono alto, Gulfton,Houston, Texas CÓMO SE FORMA? El mecanismo mediante el cual se genera el ozono en la troposfera es completamente distinto, ya que a esta altura no llegan las radiaciones ultravioletas. El ozono, en este caso, se forma a partir de ciertos precursores (NO* - óxidos de nitrógeno; y VOCs - compuestos orgánicos volátiles, como el formaldehído), contaminantes provenientes de la actividad humana. QUÉ EFECTOS TIENE? Puede provocar daños en la salud humana (a partir de unos 150 micro-gramos por metro cúbico) o en la vegetación y contribuye a generar un calentamiento en la superficie de la tierra. Elevadas concentraciones de este compuesto a nivel superficial forman el denominado smog fotoquímico.

18 EL GROSOR DE LA CAPA DE OZONO SUFRE OSCILACIONES, PERO HAY REGIONES MUY ADELGAZADAS

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20 Interacción del ozono y los gases orgánicos halogenados pero por qué disminuye la capa de ozono? El equilibrio del ozono en la estratosfera se ve afectado por la presencia de contaminantes, como pueden ser los compuestos clorofluorocarbonados (CFC), que suben hasta la alta atmósfera donde catalizan la destrucción del ozono más rápidamente de lo que se regenera, produciendo así el agujero de la capa de ozono imagen de la NASA comparando los Niveles del Agujero de la capa de ozono. zonas azules púrpuras y negros son parte del agujero de ozono. Describa cómo se ha podido reducir el ozono en las capas superiores de la atmósfera

21 EL PROBLEMA DE LOS CFC s Y SU ALTA CAPACIDAD PARA DESTRUIR EL OZONO

22 Papel de los compuesto de Cl: NaCl, HCl, CFC Naturales: liberados en el mar, volcanes. NaCl y HCl. Antropogénicos: CFC (clorofluorcarbonados), en propelentes de aerosoles, disolventes y refrigerantes. Son estables en la troposfera, pero llegan a la estratosfera y destruyen el O s. FOTÓLISIS DE LOS CFC: CFC + UV > CFCl 2 + Cl DESTRUCCIÓN DEL OZONO: Cl + O > ClO + O 2 ClO + O > Cl + O O 3 + O > O 2 + O 2 NO X + ClO > ClNO 3 Los NO x (NO 2 ) secuestra al Cl, produciendo su inac1vación

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24 El agujero de ozono antár1co Desde hace unos años los niveles de ozono sobre la Antár6da han descendido a niveles más bajos que lo normal entre agosto y finales de noviembre. se produce una gran destrucción de ozono, de un 50% o más del que existe en la zona, formándose un agujero. La palabra agujero induce a confusión, y no es un nombre adecuado, porque en realidad lo que se produce es un adelgazamiento en la capa de ozono, sin que llegue a producirse una falta total del mismo. Se habla de agujero cuando hay menos de 220 DU (unidades Dobsosn)de ozono entre la superficie y el espacio. Los niveles normales de ozono en la Antár>da son de 300 DU y suele descender hasta las 150 DU, habiendo llegado, en los momentos más extremos de destrucción de ozono, a disminuir hasta las 100 DU.

25 CAUSAS DEL AGUJERO DE OZONO EN LA ANTÁRTIDA La especialmente fuerte destrucción de ozono en la Antár6da se produce porque, gran parte del cloro contenido en las moléculas no directamente destructoras del ozono se convierte en radicales de cloro destruc6vos. Los procesos que se suceden uno tras otro o simultáneamente, influyen en este resultado: a)an1ciclón con1nental: la Antár6da es un con6nente, por lo que en el invierno se asienta un an6ciclón=> la troposfera está más baja. b) Nubes polares estratosféricas (NEP). Las temperaturas en la parte baja de la estratosfera llegan a ser extraordinariamente frías, de menos de - 80ºC. En estas condiciones se forman numerosas nubes en la estratosfera, compuestas principalmente de ácido nítrico y agua cristalizados. NO 2 + H 2 O => HNO 3 (cae con la nieve, por lo que la atmósfera queda desnitrificada) c) Reacciones en las nubes polares estratosféricas. Al no exis6r NO 2 en la atmósfera no puede secuestrar los CIO, el Cl sigue destruyendo el ozono. d) Disminución del O 3 => disminuye la absorción de la radiación U.V y, como consecuencia tampoco se pueden dar las reacciones de formación y destrucción de ozono, la estratosfera estará más fría => se forman más NEP. NO X + ClO > ClNO 3 FOTÓLISIS DE LOS CFC: CFC + UV > CFCl 2 + Cl DESTRUCCIÓN DEL OZONO: Cl + O > ClO + O 2 ClO + O > Cl + O O 3 + O > O 2 + O 2

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27 EFECTOS DE LA L.U.V (destrucción de la capa de ozono ) Los efectos incluyen acciones sobre los tejidos vivos y la producción biológica : Mutaciones y sus consiguientes efectos sobre la salud. Melanomas ( cáncer de piel ), cataratas oculares, supresión del sistema inmunitario. Daños a organismos fotosintetizadores, especialmente al fitoplancton. Daños a sus organismos consumidores, como los que constituyen el zooplancton.

28 Gestión de la contaminación por reducción de la capa de ozono Qué métodos podrían reducir la producción y liberación de sustancias que reducen la capa de ozono? Dos ejemplos concretos : RECICLAR REFRIGERANTES, productos sustitutivos de plásticos soplados a base de gases dañinos, del bromuro de metilo (bromometano) y de los propelentes tradicionales. DISMINUIR A CERO EL USO DE COMPUESTOS QUÍMICOS como los clorofluorocarbonos (refrigerantes industriales, propelentes), y fungicidas de suelo (como el bromuro de metilo) que destruyen la capa de ozono a un ritmo 50 veces superior a los CFC. Durante más de cincuenta años, el número de CFC presentes en la parte alta de la atmósfera ha aumentado a un ritmo constante hasta el año Desde entonces, la concentración de CFC se ha reducido a razón de casi un 1% anual, Según algunos informes, el descenso permite esperar que el agujero de la capa de ozono pueda cerrarse a mediados de siglo.

29 Medidas internacionales frente al agujero de ozono Década de los 70, cuando en la década de los setenta se fue conociendo la destrucción del ozono estratosférico se fueron proponiendo diversas medidas. En varios países se prohibió el uso de los CFCs como propelentes en los aerosoles, pero como, a la vez, se fueron descubriendo nuevos usos para los CFCs y productos similares, la producción y emisión a la atmósfera de productos destructores de la capa de ozono crecía rápidamente. De 1980 a 1985 Conforme aumentaban los conocimientos cien`ficos, la producción de substancias dañinas seguía aumentando, la preocupación sobre los efectos nocivos que esta situación podía provocar fue creciendo y llevó a la cons6tución de la Convención de Viena en De esta manera se iniciaba un intenso trabajo internacional que culminó en la firma del Protocolo de Montreal. Protocolo de Montreal (1987) El primer Protocolo de Montreal se planteaba la reducción a la mitad de los CFCs para el año Después de la firma de este primer protocolo (160 países) nuevas mediciones mostraron que en daño en la capa de ozono era mayor que el previsto, y en 1992, en la Cumbre de Río, la comunidad internacional firmante del Protocolo decidió acabar defini6vamente con la fabricación de halones en 1994 y con la de CFCs en 1996, en los países desarrollados. XI Cumbre del Protocolo de Montreal, Pekín, Nuevas recomendaciones respecto a otros compuestos relacionados y búsqueda de sus6tutos.

30 ( i ) Usando cálculos cuando sea pertinente, resuma las conclusiones que se pueden extraer de estos datos con respecto a la tasa de crecimiento y al impacto relativo de la radiación UVB sobre estos dos tipos de fitoplancton ( ii) Teniendo en cuenta los datos, describa los posibles efectos de la reducción de ozono en el ecosistema marino antártico y la importancia de estos impactos para el medio ambiente en general ( iii) Evalue los éxitos y las limitaciones de los acuerdos internacionales para reducir el fenómeno de la reducción del ozono

31 Qué papel pueden desempeñar las organizaciones internacionales en la reducción de emisiones de sustancias que acaban con el ozono? Evalúe la eficacia relativa de los acuerdos internacionales para implementar y hacer respetar la legislación favorecedora de la capa de ozono. Cite ejemplos concretos Compare la reducción de la capa de ozono y el calentamiento global en lo que se refiere a los retos que suponen y en los éxitos de las estrategias encaminadas a reducir los efectos de tales problemas.

32 BIBLIOGRAFÍA/PÁGINAS WEB Ciencias de la Tierra y Medioambientales. 2ºBachillerato. CALVO, Diodora, MOLINA, Mª Teresa, SALVACHÚA, Joaquin. Editorial McGraw- Hill Interamericana. Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente. 2º Bachillerato. LUFFIEGO GARCÍA, Máximo, ALONSO DEL VAL, Francisco Javier, HERRERO MARTÍNEZ, Fernando, MILICUA ARIZAGA, Milagros, MORENO RODRÍGUEZ, Marisa, PERAL LOZANO, Carlota, PÉREZ PINTO, Trinidad. CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIAMBIENTALES 2º Bachillerato. MELÉNDEZ, Ignacio, ANGUITA, Francisco. CABALLER, María Jesús. Editorial Santillana. I.E.S. Cardenal Cisneros de Alcalá de Henares, Madrid. HERNÁNDEZ, ALBERTO hip:// hip://almez.pn6c.mec.es/~jrem0000/dpbg/2bch- ctma/tema4/prediccion- 6empo.htm hip:// hip:// hip:// hip:// hip:// hip://chopo.pn6c.mec.es/~ajimen18/geografia8/page6.html hip:// hip:// hip:// hip:// hadley- 2.jpg hip:// de- un- climograma