¿ El ozono y su distribución en altura

El ozono es un gas incoloro e inestable de tres átomos de oxígeno (su formula química es O₃), además, es un oxidante fuerte, muy fácil de producir pero a la vez muy frágil y fácil de destruir. Este gas reacciona fácilmente con muchos compuestos químicos y es explosivo en pequeñas cantidades. En 1840 el gas fue bautizado como "ozono" (el olor) por el químico Christian Friedrich Schönbein, quien descubrió que esta sustancia se formaba durante descargas eléctricas. Muy pronto se descubrió que el ozono era un componente natural del aire. Se caracteriza por su olor peculiar, el cual puede ser detectado durante los episodios de tormentas eléctricas y en las proximidades de equipos eléctricos. Las descargas eléctricas son generalmente usadas en la producción de ozono para procesos industriales, tales como, la purificación de agua y aire y el blanqueamiento de textiles y productos alimenticios.

El ozono es uno de los muchos gases constituyentes de la atmósfera y juega un papel importante en el sistema climático. Aunque su proporción es pequeñísima en comparación con otros componentes, ya que existe una relación de 120 moléculas de ozono por cada 10 millones de moléculas de aire (valor aproximado en el lugar de máxima concentración dentro de la capa de ozono) en la alta atmósfera, es de vital importancia porque protege la vida del planeta, absorbiendo los rayos ultravioleta (particularmente la radiación UV-B en el rango de 290 a 320 nanómetros de longitud de onda) procedentes del sol, los cuales son peligrosos para la salud humana, para los animales y las plantas, incluyendo al plancton marino, contribuyendo así al calentamiento de la estratósfera, que se manifiesta con el aumento de la temperatura con la altura, lo cual genera resistencia a los movimientos verticales. Por otro lado, el ozono es un gas de efecto invernadero (GEI) que absorbe y emite radiación infrarroja con lo cual contribuye al calentamiento de la tropósfera y en la baja atmósfera y sobre superficie, el ozono se constituye en un contaminante nocivo para la salud.

En las ultimas décadas y con los avances industriales, se han venido inyectando a la atmósfera sustancias agotadoras de ozono (SAO), la mayoría de las cuales son GEI, que están disminuyendo la cantidad del ozono en la estratosfera de latitudes medias y polares, como por ejemplo los CFC, que se usan en la fabricación de espuma y aerosoles, en limpiadores industriales y en refrigeración; de esa forma se tiene un aumento de la radiación ultravioleta (UV-B), con efectos potencialmente dañinos para los diferentes componentes del sistema terrestre. Por esta razón, es de gran interés el seguimiento de las variaciones del contenido de ozono en la atmósfera.

El ozono se presenta desde la superficie terrestre hasta una altura aproximada de 70 kilómetros, pero la mayor cantidad, cerca del 90%, se da en la estratósfera entre los 16 y los 50 kilómetros, con una máxima concentración entre los 19 y 35 kilómetros. Esta capa de máxima concentración se conoce como capa de ozono y varía según la época y el lugar geográfico. El ozono estratosférico, denominado ¿ozono bueno¿, se constituye en el principal filtro de la radiación ultravioleta proveniente del Sol, ya que, si no es absorbida y alcanza la superficie de la tierra, puede incrementar los casos de cáncer en la piel, cataratas, afectar el sistema inmunológico en los humanos y afectar desde el fitoplancton marino, base de la cadena alimenticia, hasta la productividad de las cosechas. El ozono que se encuentra cerca de la superficie, denominado ¿ozono malo¿, por su efecto contaminante, presenta las mayores concentraciones entre la superficie terrestre y los 10 metros de altura y es llamado ozono superficial.

 Figura 1. Distribución del ozono en altura. (Fuente: IDEAM)

A diferencia de los otros GEI, que tienen una concentración uniforme en la atmósfera, el ozono tiene un tiempo de vida corto y su distribución es controlada por procesos fotoquímicos (producción y destrucción) y dinámicos (principalmente el transporte por vientos estratosféricos). Además, el ozono se produce en su totalidad dentro de la atmósfera y no es emitido a esta como los otros GEI.

El ozono natural en la superficie y baja atmósfera, inicia la remoción química de muchos contaminantes como el monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), así como algunos gases de efecto invernadero como el metano (CH₄).

 ¿ UNIDAD DE MEDICIÓN DEL OZONO

Las medidas más usuales del ozono son: el ozono total que expresa la cantidad total de ozono contenido en la columna vertical de la atmósfera sobre la superficie de la Tierra y el perfil vertical del ozono que indica las concentraciones de ozono en función de la altura o la presión. La medida del ozono total se expresa en términos de Unidades Dobson (U.D.), que corresponden a una concentración atmosférica media, de aproximadamente, una parte por billón en volumen (1 ppbv). Los valores de ozono total oscilan entre 200 a 500 U.D., con un valor medio mundial de 300 U.D. El perfil vertical del ozono se determina en diferentes niveles de altura y se mide como la presión parcial ejercida por el ozono. La unidad más usual es el milipascal.