El ozono es un gas que se produce en la estratosfera por medio del efecto de la luz solar sobre el oxígeno, en una serie de reacciones, que simplificadas resultan:
Formación del ozono
O2 + hv (< 240 nm) ----> O + O
O + O2 -------------------> O3
O + O2 -------------------> O3
Como se observa en la primera reacción, los enlaces de la molécula de oxígeno se pueden romper al absorber la energía de un fotón de radiación ultravioleta de longitud de onda menor de 240 nm, formando dos átomos de oxígeno libres.
En la segunda reacción un átomo de oxígeno libre reacciona con una molécula de oxígeno formando una de ozono. Esta reacción suele producirse con la intervención de alguna otra molécula M que no se consume en la reacción.
El Ozono se encuentra en la estratosfera, entre los 19 y 23 Km. Sobre la superficie terrestre y la capa que forma se conoce como capa de ozono y esta rodea a la tierra y la protege de los peligrosos rayos solares, absorbiendo la radiación ultravioleta (UV-B). Gracias a esta capa se hace posible la vida en la tierra.
La cantidad presente de ozono en la estratosfera se mide con un espectofotometro de ozono Dobson y se expresa mediante la unidad Dobson (en ingles “DU”) esta mide el espesor de la capa de ozono donde:
Una unidad Dobson (DU) = 0,01 mm de espesor de capa ( en condiciones normales de Presion y Temperatura; 1 atm y 0◦C) expresado en número de moléculas, una DU representa la existencia de 2.69 × 1016 Moléculas por cm2.
La variación del espesor de la capa de ozono tiene un efecto importante en la superficie terrestre, por ejemplo una capa de ozono de 300 DU, es decir un espesor de la capa de sólo 3 mm, comportaría que la superficie de la tierra estuviera a 0º.
En las zonas tropicales los niveles de ozono típicos se mantienen entre 250 y 300 DU a lo largo del año. En las regiones templadas se suelen dar grandes variaciones de nivel en las distintas estaciones, con oscilaciones que van desde niveles de 475 DU a menos de 300 DU. En la zona de la Antártida, durante la formación del "agujero" de ozono, en la primavera, se han llegado a medir valores tan bajos como de poco más de 100 DU.
En 1984, el científico Mario Molina –quien fue premiado con el Nobel– detectó el agujero en la capa de ozono sobre la Antártida, que en los años sucesivos se fue agrandando causando una gran preocupación mundial.
En 1987 se firmo un tratado global con 190 paises para la protección de la capa de ozono , con el convenio de reducir el uso de sustancias perjudiciales para la capa de ozono fundamentalmente estas sustancias son los gases con compuestos de cloro, como –fluorocarbonos (CFC)–hidrofluorocarbonos (HCFC)– estos últimos se siguen usando en los sistemas de refrigeración, aire acondicionado, sprays o extintores. Los cloruros de metilo utilizados como biocidas en la agricultura son el otro grupo de sustancias dañinas.
Destrucción del ozono
O3 + hv (< 320 nm) ----> O + O2
O + O3 ------------------> O2 +O2
En la primera reacción se observa que las moléculas de ozono absorben radiaciones ultravioleta de menos de 320 nm, rompiéndose en moléculas de oxígeno más átomos de oxígeno libres.
En la segunda reacción los átomos de oxígeno libres reaccionan con más moléculas de ozono formándose oxígeno molecular.
La segunda reacción es bastante lenta en sí misma, pero diversas substancias como los óxidos de nitrógeno (NO y NO2), el hidrógeno y sus óxidos (H, OH, and HO2) y el cloro y sus óxidos (Cl, ClO y ClO2) actúan como catalizadores acelerando la destrucción del ozono. En esta reacción es donde inciden de forma mas relevante las substancias de origen humano que destruyen la capa de ozono.
En conjunto, en condiciones normales, se forma un sistema en equilibrio en el que tantas moléculas de ozono se forman por unidad de tiempo como las que se destruyen, por lo que su concentración permanece constante.
Altas dosis de radiaciones ultravioleta pueden perjudicar la salud de las personas con el cáncer de piel, la disminución de la inmunidad y las cataratas oculares se hacen más frecuentes para los seres humanos, también reducir el ritmo de crecimiento de las plantas, alterar el equilibrio de los ecosistemas.
La capa de ozono también controla la distribución de la temperatura en la atmósfera de la Tierra, si esta se ve afectada se contribuye al efecto invernadero donde la tierra se calienta y se producen graves cambios climáticos, entre otros la elevación del nivel de los mares que afectarían al 60% de la población mundial que vive en las costas, lluvias copiosas o sequías que desertifican las superficies cultivables
