Formacion y destruccion del ozono

Ozono troposférico

Nota: Tal como está escrita, esta actividad requiere que los alumnos se tomen de las manos. Los alumnos más jóvenes pueden no tener ningún problema con esto, sin embargo, la autoconciencia de los adolescentes puede dificultar el movimiento espontáneo y el contacto físico que requiere esta actividad. Si cree que esto va a ser problemático en su aula, corte trozos de cuerda de 30 cm para que los alumnos se sujeten y hagan los «lazos».

Esta actividad debe realizarse paso a paso, asegurándose de que los alumnos entienden la analogía. De lo contrario, la analogía puede resultar confusa o más difícil de entender que los conceptos que se ilustran. Es esencial detenerse y discutir después de cada sección.

Dado que se trata de una simulación compleja de varios pasos, sería difícil para el profesor observar o interrogar informalmente a cada alumno durante las actividades. Sugerimos, en cambio, que los alumnos lleven un registro de las preguntas y respuestas de la discusión a medida que avanzan, para ser entregadas y evaluadas por el profesor.

Dibuje en transparencias un conjunto de sencillos dibujos moleculares de «bola y palo» que ilustren cada una de las actividades realizadas por los alumnos. Pida a los alumnos que copien los dibujos de los retroproyectores y etiqueten cada molécula y proceso.

Destrucción natural de la ecuación del ozono

La capa de ozono es una capa de la atmósfera terrestre que contiene altas concentraciones de ozono.  Se suele decir que existe entre unos 20 y 30 km por encima de la superficie de la Tierra, pero no tiene bordes definidos.

La capa de ozono nos protege de las radiaciones nocivas del sol.  En particular, nos protege de los rayos UVB, que es un tipo de radiación ultravioleta. Pequeñas cantidades de exposición a los UVB pueden provocar quemaduras solares, pero altos niveles de exposición nos harían morir a nosotros y a la mayor parte de la vida en la Tierra.

Tal vez se pregunte cómo es que el ozono es capaz de mantener alejada la radiación UVB. El ozono es un gas inestable y reactivo. Al ser tan reactivo, el ozono de nuestra atmósfera es muy dinámico: se crea y se destruye todo el tiempo.  Cuando la luz UV atraviesa la capa de ozono, las moléculas de oxígeno se dividen en los átomos de oxígeno que las componen. Estos átomos individuales son capaces de reaccionar con otras moléculas de oxígeno, formando ozono. Este proceso es una reacción endotérmica, lo que significa que necesita absorber energía (en este caso la radiación UV) para producirse. También ocurre a la inversa: como el ozono es tan inestable, cada molécula de ozono se divide pronto en una molécula de oxígeno y un átomo de oxígeno. Se trata de una reacción exotérmica. Esto significa que la división del ozono produce calor, lo que provoca un aumento de la temperatura atmosférica.

Formación de ozono estratosférico

El ozono, O3, es un gas compuesto por tres átomos de oxígeno que se encuentra de forma natural en la atmósfera de la Tierra. La mayor parte del ozono (~90%) se encuentra en la estratosfera, que se extiende desde unos 10-15 km de altura, dependiendo de la latitud, hasta 50 km por encima de la superficie. El 10% restante del ozono reside en la troposfera, desde la superficie hasta 10-15 km de altura. Los procesos de formación y destrucción del ozono en esas dos capas distintas son muy diferentes, así como su impacto sobre la vida en la Tierra.

El ozono estratosférico se forma cuando la radiación ultravioleta (UV) energética solar disocia las moléculas de oxígeno, O2, en átomos de oxígeno libres. Los átomos de oxígeno libres pueden recombinarse para formar moléculas de oxígeno, pero si un átomo de oxígeno libre choca con una molécula de oxígeno, se une, formando el ozono. Las moléculas de ozono también pueden ser descompuestas por la radiación UV en un átomo libre y una molécula de oxígeno. Así pues, el ozono se crea y se destruye continuamente en la estratosfera por la radiación UV procedente del sol.

El ozono estratosférico («el ozono bueno»), es beneficioso para la vida en la Tierra porque absorbe la radiación UV dañina del Sol. En ausencia de la capa de ozono, la mayor radiación UV del Sol afectaría a muchos organismos vivos de la Tierra, provocando quemaduras solares, cáncer de piel, enfermedades oculares como las cataratas, pero también daños en el plancton de los océanos, menor rendimiento de las cosechas, desaparición de la biodiversidad, etc.

Capa de ozono

La capa de ozono es la parte de la atmósfera terrestre que contiene concentraciones relativamente altas de ozono (O3). «Relativamente altas» significa unas pocas partes por millón, mucho más altas que las concentraciones de la atmósfera inferior, pero todavía pequeñas en comparación con los principales componentes de la atmósfera. Aunque la concentración de ozono en la capa de ozono es muy pequeña, es de vital importancia para la vida porque absorbe la radiación ultravioleta (UV) biológicamente dañina del Sol. El «grosor» de la capa de ozono -es decir, la cantidad total de ozono en una columna sobre la cabeza- varía en gran medida en todo el mundo, siendo en general menor cerca del ecuador y mayor a medida que se avanza hacia los polos. En esta unidad veremos cómo las actividades humanas han provocado el agotamiento de la capa de ozono y el papel de los organismos gubernamentales y no gubernamentales en el control de las sustancias que agotan la capa de ozono. Esta unidad tiene una duración mínima de 2,5 horas.