La capa de ozono y los rayos UV-B aumenta el riesgo de cáncer de piel

La capa de ozono

La capa de ozono reside en la estratosfera y rodea toda la Tierra. La radiación UV-B (280 a 315 nanómetros (nm) de longitud de onda) del Sol se absorbe parcialmente en esta capa. Como resultado, la cantidad de UV-B que llega a la superficie de la Tierra se reduce considerablemente.

Los rayos UV-A (longitud de onda de 315 a 400 nm) y otros tipos de radiación solar no son fuertemente absorbidos por la capa de ozono.La capa de ozono

La exposición humana a los rayos UV-B aumenta el riesgo de cáncer de piel, cataratas y la supresión del sistema inmunológico.

La exposición a los rayos UV-B también puede dañar las plantas terrestres, los organismos unicelulares y los ecosistemas acuáticos.

Durante casi mil millones de años, las moléculas de ozono en la atmósfera han protegido la vida en la Tierra de los efectos de los rayos ultravioleta.

En los últimos 60 años, la actividad humana ha contribuido al deterioro de la capa de ozono.

Sólo 10 o menos de cada millón de moléculas de aire son de ozono. La mayoría de estas moléculas de ozono residen en una capa entre 10 y 40 kilómetros (6 y 25 millas) sobre la superficie de la Tierra en la estratosfera.

Cada primavera en la estratosfera sobre la Antártida (la primavera en el hemisferio sur es de septiembre a noviembre.), el ozono atmosférico es destruido rápidamente por procesos químicos.

¿Qué es el ozono?

El ozono (O3) es un gas que está presente de forma natural en la atmósfera terrestre. Está formado por tres átomos de oxígeno (lo que le da la fórmula química, O3).

Su estructura hace que sea mucho menos estable que el oxígeno (O2) y, por lo tanto, mucho más reactivo; esto significa que puede formarse y descomponerse más fácilmente a través de la interacción con otros compuestos.

Esta reactividad es significativa en sus interacciones descritas en la siguiente entrada: la capa de ozono puede agotarse y descomponerse a través de su interacción con compuestos artificiales en la atmósfera superior.

A medida que llega el invierno, se desarrolla un vórtice de vientos alrededor del polo y aísla la estratósfera polar.

Cuando las temperaturas descienden por debajo de -78°C (-109°F), se forman nubes finas de hielo, ácido nítrico y mezclas de ácido sulfúrico. Las reacciones químicas en las superficies de los cristales de hielo en las nubes liberan formas activas de CFC. Comienza el agotamiento de la capa de ozono y aparece el “agujero” de ozono.

En el transcurso de dos o tres meses, aproximadamente el 50% de la cantidad total de ozono en la columna de la atmósfera desaparece. En algunos niveles, las pérdidas se acercan al 90%. Esto ha llegado a llamarse el agujero de ozono de la Antártida.

En primavera, las temperaturas comienzan a subir, el hielo se evapora y la capa de ozono comienza a recuperarse.

En 1984, los científicos del British Antarctic Survey, Joesph Farman, Brian Gardiner, y Jonathan Shanklin, descubrieron un agujero de ozono antártico recurrente en primavera.

Su artículo fue publicado en Nature, en mayo de 1985, el estudio resumía los datos que habían sido recolectados por el British Antarctic Survey mostrando que los niveles de ozono habían caído a un 10% por debajo de los niveles normales de enero para la Antártida.

El “agujero” de ozono es en realidad una reducción de las concentraciones de ozono en la estratosfera, muy por encima de la tierra.

El agujero de ozono se define geográficamente como el área en la que la cantidad total de ozono es inferior a 220 unidades Dobson.

El agujero de ozono ha crecido constantemente en tamaño (hasta 27 millones de kilómetros cuadrados) y duración de su existencia (de agosto a principios de diciembre) durante las dos últimas décadas.

Tras una serie de rigurosas reuniones y negociaciones, el Protocolo de Montreal relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono fue finalmente aprobado el 16 de septiembre de 1987 en la sede de la Organización de Aviación Civil Internacional en Montreal.

El Protocolo de Montreal estipula que la producción y el consumo de compuestos que agotan el ozono en la estratosfera -clorofluorocarbonos (CFC), halones, tetracloruro de carbono y cloroformo de metilo- deben ser eliminados gradualmente para el año 2000 (2005 para el cloroformo de metilo).

La teoría y la evidencia científica sugieren que, una vez emitidos a la atmósfera, estos compuestos podrían agotar significativamente la capa de ozono estratosférico que protege al planeta de los daños causados por la radiación UV-B.

Los cloros artificiales, principalmente los clorofluorocarbonos (CFC), contribuyen a la reducción de la capa de ozono y permiten que grandes cantidades de rayos ultravioletas dañinos lleguen a la tierra.

La capa de ozono

La atmósfera de la Tierra está compuesta de varias capas. La capa más baja, la troposferaHelptroposferaLa región de la atmósfera más cercana a la Tierra.

La troposfera se extiende desde la superficie hasta unos 10 km de altitud, aunque esta altura varía con la latitud. Casi todo el tiempo ocurre en la troposfera. El Monte Everest, la montaña más alta de la Tierra, tiene sólo 8,8 km de altura. Las temperaturas disminuyen con la altitud en la troposfera.

A medida que el aire caliente sube, se enfría, volviendo a la Tierra. Este proceso, conocido como convección, significa que hay enormes movimientos de aire que mezclan la troposfera de manera muy eficiente y se extiende desde la superficie de la Tierra hasta aproximadamente 6 millas o 10 kilómetros (km) de altitud.

Prácticamente todas las actividades humanas ocurren en la troposfera. El Monte Everest, la montaña más alta del planeta, tiene sólo unos 9 km de altura.

La siguiente capa, la estratosfera La región de la atmósfera por encima de la troposfera. La estratosfera se extiende desde unos 10 km hasta unos 50 km de altitud. Las aerolíneas comerciales vuelan en la estratosfera baja.

La estratosfera se calienta a mayor altitud. De hecho, este calentamiento es causado por la absorción de la radiación ultravioleta del ozono.

El aire caliente permanece en la estratosfera superior, y el aire frío permanece más bajo, por lo que hay mucho menos mezcla vertical en esta región que en la troposfera, continúa desde 6 millas (10 km) hasta aproximadamente 31 millas (50 km). La mayoría de los aviones comerciales vuelan en la parte baja de la estratosfera.

Eliminación gradual de las sustancias que agotan la capa de ozono

Gestión de las emisiones de refrigerantes

La mayor parte del ozono atmosférico se concentra en una capa de la estratosfera, a unas 9 a 18 millas (15 a 30 km) por encima de la superficie de la Tierra (véase la figura siguiente).

El ozono es una molécula que contiene tres átomos de oxígeno. En cualquier momento dado, las moléculas de ozono se forman y destruyen constantemente en la estratosfera. La cantidad total se ha mantenido relativamente estable durante las décadas en que se ha medido.

Agotamiento de la capa de ozono

Cuando los átomos de cloro y bromo entran en contacto con el ozono en la estratosfera, destruyen las moléculas de ozono.

Un átomo de cloro puede destruir más de 100.000 moléculas de ozono antes de ser removido de la estratosfera. El ozono puede ser destruido más rápidamente de lo que es creado naturalmente.

Algunos compuestos liberan cloro o bromo cuando son expuestos a la luz UV intensa en la estratosfera.

Estos compuestos contribuyen al agotamiento de la capa de ozono y se denominan sustancias que agotan la capa de ozono (compuesto ODSHelpODSA que contribuye al agotamiento de la capa de ozono en la estratosfera).

Las SAO incluyen clorofluorocarbonos (CFC), hidroclorofluorocarbonos (HCFC), halones, bromuro de metilo, tetracloruro de carbono, hidrobromofluorocarbonos, clorobromometano y metilcloroformo.

Las SAO son generalmente muy estables en la troposfera y sólo se degradan bajo luz ultravioleta intensa en la estratosfera. Cuando se descomponen, liberan átomos de cloro o bromo, que luego agotan el ozono

Dado que no se destruyen en la atmósfera inferior, los CFC se desplazan a la atmósfera superior, donde, en condiciones adecuadas, descomponen el ozono. Estos gases están siendo sustituidos por otros compuestos: los hidroclorofluorocarbonos, un sustituto provisional de los CFC que también están cubiertos por el Protocolo de Montreal, y los hidrofluorocarbonos, que están cubiertos por el Protocolo de Kyoto.

Todas estas sustancias son también gases de efecto invernadero. Véase hidroclorofluorocarburos, hidrofluorocarburos, perfluorocarburos y sustancias que agotan la capa de ozono. (CFC), hidroclorofluorocarbonosHelphydrochlorofluorocarbonosCompuestos que contienen hidrógeno, flúor, cloro y átomos de carbono.

Aunque las sustancias que agotan la capa de ozono, son menos potentes en la destrucción del ozono estratosférico que los clorofluorocarbonos (CFC).

Se han introducido como sustitutos temporales de los CFC y también son gases de efecto invernadero. Véase sustancia que agota la capa de ozono. (HCFC), tetracloruro de carbonoAyuda tetracloruro de carbonoCompuesto de un átomo de carbono y cuatro átomos de cloro. El tetracloruro de carbono se utilizó ampliamente como materia prima en muchos usos industriales, incluida la producción de clorofluorocarbonos (CFC), y como disolvente. El uso de disolventes terminó cuando se descubrió que era cancerígeno.

También se utiliza como catalizador para suministrar iones de cloro a ciertos procesos. Su potencial de agotamiento de la capa de ozono es de 1,2., y el cloroformo de metiloHelpmethyl cloroformoA compuesto que consiste en carbono, hidrógeno y cloro.

El cloroformo de metilo se utiliza como disolvente industrial. Su potencial de reducción de la capa de ozono es de 0,11… Las SAO que liberan bromo incluyen halonesHelphalonsCompounds, también conocidos como bromofluorocarbonos, que contienen bromo, flúor y carbono.

Generalmente se utilizan como agentes extintores de incendios y causan el agotamiento de la capa de ozono.

El bromo es mucho más eficaz para destruir el ozono estratosférico que el cloro. y bromuro de metiloHelpmetilbromuro de metiloUn compuesto que consiste en carbono, hidrógeno y bromo.

El bromuro de metilo es un pesticida eficaz utilizado para fumigar el suelo y muchos productos agrícolas.

Debido a que contiene bromo, agota el ozono estratosférico y tiene un potencial de agotamiento de la capa de ozono de 0,6. La producción de bromuro de metilo se eliminó gradualmente el 31 de diciembre de 2004, con excepción de las exenciones permitidas.

En la década de 1970, la preocupación por los efectos de las sustancias que agotan la capa de ozono (compuesto de ODSHelpODSA que contribuye al agotamiento de la capa de ozono en la estratosfera

. Las SAO incluyen clorofluorocarbonos (CFC), hidroclorofluorocarbonos (HCFC), halones, bromuro de metilo, tetracloruro de carbono, hidrobromofluorocarbonos, clorobromometano y metilcloroformo. Las SAO son generalmente muy estables en la troposfera y sólo se degradan bajo luz ultravioleta intensa en la estratosfera.

Cuando se descomponen, liberan átomos de cloro o bromo, que luego agotan el ozono.

La capa de ozono se encuentra aproximadamente a 15-40 kilómetros (10-25 millas) sobre la superficie de la Tierra, en la estratosfera. El agotamiento de esta capa por las sustancias que agotan la capa de ozono (SAO) conducirá a niveles más altos de UVB, lo que a su vez causará un aumento de los cánceres de piel y cataratas y daños potenciales a algunos organismos marinos, plantas y plásticos.

Los CFC gaseosos pueden agotar la capa de ozono cuando suben lentamente a la estratosfera, se descomponen por la fuerte radiación ultravioleta, liberan átomos de cloro y luego reaccionan con las moléculas de ozono.

Los aerosoles se emiten naturalmente (por ejemplo, en erupciones volcánicas) y como resultado de actividades humanas (por ejemplo, al quemar combustibles fósiles). No hay conexión entre los aerosoles de partículas y los productos presurizados también llamados aerosoles. (Ver abajo) propulsores.

Sin embargo, la producción mundial de CFC y otras SAO siguió creciendo rápidamente a medida que se encontraron nuevos usos para estos productos químicos en la refrigeración, la extinción de incendios, el aislamiento con espuma y otras aplicaciones.

Algunos procesos naturales, como las grandes erupciones volcánicas, pueden tener un efecto indirecto en los niveles de ozono.

Por ejemplo, la erupción del Monte Pinatubo en 1991 no aumentó las concentraciones de cloro estratosférico, pero sí produjo grandes cantidades de partículas diminutas llamadas aerosoles pequeñas o gotitas líquidas en la atmósfera que pueden absorber o reflejar la luz solar dependiendo de su composición.

(diferente de los productos de consumo también conocidos como aerosoles). Estos aerosoles aumentan la eficacia del cloro en la destrucción del ozono. Los aerosoles en la estratosfera crean una superficie en la que el cloro basado en CFC puede destruir el ozono. Sin embargo, el efecto de los volcanes es de corta duración.

No todas las fuentes de cloro y bromo contribuyen al agotamiento de la capa de ozono. Por ejemplo, los investigadores han encontrado que el cloro de las piscinas, plantas industriales, sal marina y volcanes no llega a la estratosfera. En cambio, las SAO son muy estables y no se disuelven con la lluvia. Por lo tanto, no hay procesos naturales que eliminen las SAO de la atmósfera inferior.

El ozono es sólo un gas traza en la atmósfera, sólo unas 3 moléculas por cada 10 millones de moléculas de aire.

Pero hace un trabajo muy importante. Como una esponja, la capa de ozono absorbe pedazos de radiación que golpean a la Tierra desde el sol. Aunque necesitamos algo de la radiación del sol para vivir, demasiada radiación puede dañar a los seres vivos. La capa de ozono actúa como un escudo para la vida en la Tierra.

El ozono es bueno para atrapar un tipo de radiación llamada radiación ultravioleta, o luz UV, que puede penetrar las capas protectoras de los organismos, como la piel, dañando las moléculas de ADN en plantas y animales. Hay dos tipos principales de luz UV: UVB y UVA.

La UVB es la causa de afecciones cutáneas como las quemaduras solares y de cánceres como el carcinoma de células basales y el carcinoma de células escamosas.

La gente solía pensar que la luz UVA, la radiación utilizada en las cámaras de bronceado, es inofensiva porque no causa quemaduras.

Sin embargo, los científicos ahora saben que la luz UVA es aún más dañina que la UVB, penetrando más profundamente y causando un cáncer de piel mortal, melanoma y envejecimiento prematuro. La capa de ozono, el protector solar de nuestra Tierra, absorbe cerca del 98 por ciento de esta devastadora luz UV.

La capa de ozono es cada vez más fina. Las sustancias químicas llamadas clorofluorocarbonos (CFC) son una de las razones por las que tenemos una capa de ozono más delgada.

Un clorofluorocarburo (CFC) es una molécula que contiene los elementos carbono, cloro y flúor. Los CFC están en todas partes, principalmente en refrigerantes y productos plásticos.

Las empresas y los consumidores los usan porque son baratos, no se incendian fácilmente y no suelen envenenar a los seres vivos. Pero los CFCs empiezan a devorar la capa de ozono una vez que son arrastrados a la estratosfera.

Las moléculas de ozono, que están formadas simplemente por tres átomos de oxígeno unidos, siempre se destruyen y se reforman de forma natural.

Pero los CFCs en el aire hacen muy difícil que el ozono se reforme una vez que se rompe. La capa de ozono, que sólo constituye el 0,00006 por ciento de la atmósfera de la Tierra, es cada vez más delgada.

Los”agujeros de ozono” son nombres populares para las áreas de daño a la capa de ozono. Esto es inexacto. El daño de la capa de ozono se parece más a un parche realmente delgado que a un agujero. La capa de ozono es más delgada cerca de los polos.

En la década de 1970, la gente de todo el mundo empezó a darse cuenta de que la capa de ozono se estaba haciendo más delgada y que esto era algo malo.

Muchos gobiernos y empresas estuvieron de acuerdo en que algunos productos químicos, como las latas de aerosol, deberían ser prohibidos.

Hoy en día se producen menos latas de aerosol. La capa de ozono se ha recuperado lentamente a medida que la gente, las empresas y los gobiernos trabajan para controlar dicha contaminación.

La capa de ozono sobre la Antártida se ha visto especialmente afectada por la contaminación desde mediados de los años ochenta. Las bajas temperaturas de esta región aceleran la conversión de CFC en cloro.

En la primavera y el verano del sur, cuando el sol brilla durante largos períodos del día, el cloro reacciona con los rayos ultravioleta, destruyendo el ozono en una escala masiva, hasta un 65 por ciento. Esto es a lo que algunas personas se refieren erróneamente como el “agujero de ozono”. En otras regiones, la capa de ozono se ha deteriorado en un 20%.

Alrededor del 90 por ciento de los CFC que se encuentran actualmente en la atmósfera fueron emitidos por países industrializados del Hemisferio Norte, incluidos los Estados Unidos y Europa.

Estos países prohibieron los CFC en 1996, y la cantidad de cloro en la atmósfera está disminuyendo. Los científicos habían estimado que se necesitarían otros 50 años para que los niveles de cloro volvieran a sus niveles naturales.

De hecho, en noviembre de 2018, las Naciones Unidas publicaron un informe en el que se dice que, según los últimos datos científicos, la capa de ozono está en vías de curarse completamente en un plazo de 50 años.

Convenio de Viena para la Protección de la Capa de Ozono

La rápida disminución de las emisiones de las sustancias que agotan la capa de ozono que se muestra más arriba fue impulsada por un acuerdo internacional para eliminar gradualmente su producción. En 1985 se aprobó el Convenio de Viena para la Protección de la Capa de Ozono, que entró en vigor en 19881.

En el cuadro siguiente vemos la evolución de las partes globales que se adhieren a la Convención de Viena.

En su primer año (1988) sólo había 29 partes firmantes del acuerdo. Esto aumentó rápidamente en los años siguientes, llegando a 174 partidos en el año 2000. En 2009, la Convención de Viena se convirtió en la primera de todas las Convenciones en lograr la ratificación universal.

La Convención de Viena, a pesar de no obligar a las partes a tomar medidas concretas sobre la protección del ozono, sentó las bases para la adopción del Protocolo de Montreal.

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