Impacto de los CFC en la Capa de Ozono Estratosférica y sus Consecuencias Biológicas
Disminución del Ozono en la Estratosfera
El ozono de la estratosfera evita que la radiación UV del Sol llegue a la superficie de la Tierra. La formación de ozono en esta región comienza con la fotodisociación del oxígeno molecular por la radiación solar de una longitud de onda menor de 240 nm.
Procesos de Formación y Reacción Química
El proceso se inicia con la ruptura de las moléculas de oxígeno:
- O2 → O + O
Los átomos resultantes son muy reactivos y se combinan con las moléculas de oxígeno para formar ozono:
- O + O2 + M → O3 + M
En esta reacción, M representa cualquier sustancia inerte, como el N2. La energía que no absorbe M es liberada en forma de calor. El ozono, por sí mismo, absorbe luz UV de entre 200 y 300 nm:
- O3 → O + O2
El proceso continúa cuando el O y el O2 vuelven a combinarse para formar O3, lo que contribuye a calentar aún más la estratosfera.
Importancia de la Capa de Ozono y el Equilibrio Dinámico
La capa de ozono de la estratosfera actúa como un escudo vital que nos protege de la radiación UV, la cual puede inducir cáncer de piel, mutaciones genéticas y destruir los cultivos, además de otras formas de vegetación. La formación y destrucción del ozono por procesos naturales constituye un equilibrio dinámico que mantiene constante su concentración en la estratosfera.
Sin embargo, desde mediados de los años 70, la comunidad científica ha mostrado gran preocupación por los efectos nocivos de ciertos clorofluorocarbonos (CFC) en la integridad de esta capa.
Mecanismo de Destrucción por Clorofluorocarbonos (CFC)
Debido a que son poco reactivos, los CFC se difunden con lentitud hacia la estratosfera sin sufrir cambios previos. Una vez allí, se descomponen por la acción de la radiación UV en longitudes de onda de 175 a 220 nm:
- CFCl3 → CFCl2 + Cl
- CF2Cl2 → CF2Cl + Cl
Los átomos de cloro liberados son extremadamente reactivos y experimentan las siguientes reacciones en cadena:
- Cl + O3 → ClO + O2
- ClO + O → Cl + O2
Consecuencias Globales
El resultado global de este ciclo es la eliminación neta de una molécula de O3 de la estratosfera:
- O3 + O → 2O2
Se estima que un solo átomo de cloro es capaz de destruir más de 100,000 moléculas de O3 antes de ser eliminado por alguna otra reacción química. Este mecanismo de destrucción de ozono ha sido corroborado mediante la detección de ClO en la estratosfera en años recientes. Asimismo, otro grupo de compuestos capaces de destruir el ozono estratosférico son los óxidos de nitrógeno, tales como el NO y el NO2.