Mes: octubre 2014

Dime dónde andas y te diré qué haces

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Hace unos días escuchaba un podcast atrasado de La rosa de los vientos en el que, en la sección de Azul y verde, hablaban de la Semana europea de la movilidad y en la que dedicaron los primeros minutos a explicar la importancia del tráfico en la contaminación atmosférica y, concretamente, de los efectos del ozono. Para ello, destacaron una nota de Ecologistas en Acción en la que se indicaba que el ozono “debilita las plantas haciendolas más sensibles a plagas y reduciendo su capacidad fotosintética”. Esto de las plagas me llamó especialmente la atención porque es cierto, o debería decir que lo he comprobado experimentalmente, que las plantas en la ciudad (con más tráfico y mayor concentración de ozono, si esa es la causa) sufren más que en el poble.

El caso es que esos datos podrían contrastar un poco con un estudio reciente en el que se explicaba la importancia del ozono en las capas altas de la troposfera porque allí, en contacto con las gotas de agua de las nubes, podía servir de agente descontaminante. Y por otro lado, todos sabemos de la importancia de la capa de ozono para protegernos de las radiaciones ultravioleta (UV), así que todo ello me hizo repasar apuntes y buscar algo más de información sobre esta sustancia, porque dependiendo de dónde esté, ejerce una función bien diferente.
Pero bien, primero hablemos un poco del ozono…

El ozono es una molécula formada por tres átomos de oxígeno (O3) que se produce cuando, debido a la acción de cierto tipo de radiación o de unos compuestos químicos determinados, el oxígeno (O2) se disocia en sus dos átomos independientes. A continuación, uno de estos átomos reacciona con una nueva molécula de oxígeno y da lugar al ozono. Se podría escribir de forma simplificada como:

O2 + (radiación, sustancia química) → O· + O·
O· + O2O3

Respecto a la peligrosidad del ozono, y haciendo una deducción a lo bruto, podríamos decir que: si el oxígeno es oxidante como indica su nombre (brillante deducción, por cierto), pues el ozono que tiene tres átomos de oxígeno todavía lo será más. Y sí, más o menos es así; es decir, el ozono es tóxico. Pero claro, a nosotros (y a los seres vivos en general) solo nos afectará si se encuentra a “nuestra altura”, así que habrá que distinguir dónde está el ozono para ver su acción. O dicho de otra manera: “dime dónde anda y te diré qué hace”.

El ozono en la estratosfera: la capa de ozono

La estratosfera es la parte de la atmósfera entre los 10 y los 50 km de altitud; dentro de ella, entre los 15 y los 40 km se encuentra la llamada capa de ozono, que en realidad no es más que una zona en la que la concentración de esta sustancia es relativamente alta.
En esta zona, el ozono se produce por la serie de reacciones que indicaba antes; en este caso es la radiación del sol la causante de la disociación de la molécula de oxígeno, que posteriormente reaccionará para dar el ozono.
Al mismo tiempo, la propia radiación y concretamente la radiación UV, digamos que deshace el camino y reacciona con la molécula de ozono, transformándola de nuevo en un átomo y una molécula de oxígeno. Se escribiría:

O3 + radiación UV → O2 + O·

Por tanto, existe un equilibrio de generación y destrucción del ozono en la estratosfera, pero el caso es que en esta última reacción está la importancia de la capa de ozono: al reaccionar con la radiación UV que llega del sol, digamos que la absorbe (en realidad se transforma en calor) y por tanto los rayos UV ya no llegan a nosotros, cosa muy importante porque sabemos de los efectos de esta radiación, especialmente en lo que concierne al cáncer de piel.

El ozono en la troposfera

La troposfera es la parte más baja de la atmósfera, concretamente la que va desde el nivel del suelo hasta unos 10-12 km de altitud. A continuación de ella se encuentra la estratosfera.
En toda la troposfera es donde se forman las nubes (más arriba apenas hay vapor de agua que permita su formación), y según el artículo que citaba al principio, en un estudio reciente, investigadores del Instituto de Química Avanzada de Cataluña del CSIC habían detectado que el ozono tiene una gran afinidad por la interfase agua-aire, como la que se da en las gotas de agua que forman las nubes. Allí, en esa interfase, se potenciaba la producción de radicales hidroxilo (OH·). Se podría escribir como (aunque debo decir que la reacción no sé si es exactamente así):

O3 + H2O +  radiación UV → O2 + 2·OH·

La importancia de la reacción está en que estos radicales hidroxilo tienen la capacidad de degradar los compuestos orgánicos que existen en la troposfera, con lo que ayudan a la “limpieza” de la atmósfera. Es decir, en la troposfera, a pesar de que el ozono aquí es también un gas de efecto invernadero, parece tener un efecto positivo al actuar indirectamente como descontaminador de la atmósfera porque propicia, junto con las nubes, la producción de esos radicales OH· de capacidad descontaminante.

El ozono a nivel del suelo

Aquí, en la zona más baja y donde la actividad humana es más importante, es donde el ozono puede ser perjudicial debido a su toxicidad. En esta zona, el ozono se produce como consecuencia de las reacciones que indicaba al principio siendo en este caso una sustancia química (y no la radiación solar) la precursora de la disociación del oxígeno.
Concretamente, estos compuestos son principalmente los óxidos de nitrógeno (denominados genéricamente NOx), unas sustancias que son subproductos de la reacción de combustión que se da, por ejemplo, en los motores de los automóviles. Por ello se dice que el tráfico es el causante de la contaminación por ozono.

A las altas temperaturas en las que se produce la combustión, el nitrógeno del aire es capaz de reaccionar con el oxígeno dando lugar a estos óxidos de nitrógeno. Posteriormente, la misma radiación que nos llega es capaz de disociar el NO2 liberado por los tubos de escape dejando libre un átomo de oxígeno que, a continuación, reaccionará con el O2 y dará lugar al ozono. Las reacciones serían:

NO2 + radiación UV → NO + O·
O· + O2O3

Resulta de gran importancia, por tanto, la reducción de las emisiones de los motores de combustión y por ello las diferentes políticas para intentar reducir el tráfico en las ciudades (además del consumo energético y la generación de otros contaminantes, claro). Y en este sentido existe actualmente bastante investigación para reducir estos compuestos precursores de la producción de ozono, tanto en lo que respecta a los combustibles utilizados como en la tecnología de los motores (filtros, catalizadores, etc.).

Aún así, conviene decir que el ozono, por su capacidad oxidante, también se emplea en alguna aplicación industrial. Su uso más extendido, de hecho, es el de la depuración de aguas, ya que permite eliminar los contaminantes existentes sin alterar las propiedades (color, pH, olor…) del agua o generar nuevos residuos. El subproducto es, simplemente, oxígeno.

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