¿Cómo se destruye la capa de ozono?

 

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El mecanismo de destrucción del ozono estratosférico es bastante compleja. Por sus relevantes aportaciones a la descripción de este mecanismo, en condiciones que simulaban en el laboratorio las existentes en la  estratosfera, el químico de origen mexicano Mario Molina recibió el Premio Nobel de Química en 1995. Las imágenes que abajo esquematizan el proceso simplifican notablemente su curso. La clave en la comprensión de la peligrosa potencialidad destructiva de un átomo libre de cloro se encuentra en la naturaleza en cadena, regenerativa de especies activas, radicálicas,  que continúan el ciclo destructivo.  Como promedio un átomo de cloro es capaz de destruir hasta 100 000 moléculas de ozono. Este proceso se detiene finalmente cuando termina la cadena al formarse eventualmente una especie estable.     

 

La radiación UV arranca el cloro de una molécula de clorofluorocarbono (CFC). Este átomo de cloro, al combinarse con una molécula de ozono la destruye, pero origina otra especie activa (monóxido de cloro) que reinicia nuevas etapas de destrucción. 

 

    

En una forma más rigurosa se presentan las vías siguientes:

La acción de la radiación ultravioleta sobre las moléculas de los freones produce los muy reactivos átomos libres de cloro:

CCl2F2 + hn ® CClF2 + Cl (1)

CCl3F + hn ® CCl2F + Cl (2)

El cloro atómico liberado en estos procesos es un agente directo de la destrucción de ozono a través de diversos mecanismos, algunos de los cuales se indican a continuación:

Acción directa:

Cl + O3 ® ClO + O2

O + ClO ® Cl + O2

Neta: O + O3 ® 2 O2 (3)

Acción a través de radicales OH muy abundantes en nuestra atmósfera:

O3 + OH ® HO2 + O2

Cl + O3 ® ClO + O2

HO2 + ClO ® HOCl + O2

HOCl + hn ® OH + Cl

Neta: 2O3 ® 3 O2 (4)

Acción a través de la intervención de terceros cuerpos:

Cl + O3 ® ClO + O2

2ClO + M ® (ClO)2 + M

(ClO)2 + hn ® Cl + ClOO

ClOO + M ® Cl + O2 + M

Neta: 2O3 ® 3 O2 (5)

Según estas reacciones, son especies activas el cloro atómico, el monóxido de cloro y el ácido hipocloroso.

Se reconocen como procesos competitivos que originan especies inactivas respecto a la destrucción del ozono los siguientes:

Cl + CH4 ® HCl + CH3

ClO + NO2 ® ClONO2

Sin embargo se ha sugerido que sobre superficies sólidas como los cristales de hielo de la estratosfera antártica se pueden producir rápidamente:

H2O + ClONO2 ® HNO3 + HOCl

HOCl + ClNO2 ® HNO3 + Cl + Cl

Por su parte el monóxido de nitrógeno formado en la estratosfera  entra en el proceso en cadena:

O3 + NO ® O2 + NO2

NO2 + O ® NO + O2

Desde la década de los ochenta  numerosas expediciones áreas de la NASA han acopiado los datos que muestran en el área desde Punta Arenas en Chile (53º S) hasta 72º S una clara correlación en la zona (a los 67º S) en que se produce una brusca reducción en la concentración de ozono y un simultánea aumento de la concentración de monóxido de cloro, lo que apoya la intervención activa de esta especie como intermediario de un mecanismo en cadena.

 

Referencias:

 

Yañez M. (1993): Contaminación: Causas y posibles paliativos. La disminución de la capa de ozono. Aspectos Relevantes de la Química Actual. Ediciones de la Universidad Autónoma de Madrid.

 

UNEP (2002): Scientific Assessment of Ozone Depletion. Twenty questions and answer about the ozone lawyer.

http://www.al.noaa.gov/assessments/2002/qandas.html

 

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