Se denomina agujero de la capa de ozono a la zona de la atmósfera terrestre
donde se producen reducciones anormales de la capa de ozono fenómeno anual
observado durante la primavera en las regiones polares y que es seguido de una
recuperación durante el verano.
El contenido en ozono se mide en unidades Dobson siendo UD= 2.69 × 1016
moléculas/cm² ó 2.69 × 1020 moléculas/m²).
En las mediciones realizadas en tiempos recientes se descubrieron
importantes reducciones de las concentraciones de ozono en dicha capa, con
especial incidencia en la zona de la Antártida.
Se atribuyó este fenómeno al aumento de la concentración de cloro y de
bromo en la estratosfera debido tanto a las emisiones antropogénicas de
compuestos químicos, entre los que destacan los compuestos
clorofluorocarbonados (CFC) utilizados como fluido refrigerante.
Imagen del agujero de ozono
más grande en la Antártida registrada en septiembre de 2000. Datos obtenidos
por el instrumento Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) a bordo de un
satélite de la NASA.
En septiembre de 1987 varios países firmaron el
Protocolo de Montreal, en el que se comprometían a reducir a la mitad la
producción de CFC´s en un periodo de 10 años. En la actualidad el problema se
considera solucionado, debido a la prohibición de los productos causantes, que
han sido sustituidos por otros.
Casi el 99% de la radiación
ultravioleta del Sol que alcanza la estratosfera se convierte en calor
mediante una reacción química que continuamente recicla moléculas de ozono ().
Cuando la radiación ultravioleta impacta en una
molécula de ozono, la energía escinde a la molécula en átomos de oxígeno
altamente reactivos; casi de inmediato, estos átomos se recombinan formando
ozono una vez más y liberando energía en forma de calor.
- La formación de ozono se inicia con la fotólisis (ruptura de enlaces químicos por la energía radiante) del oxígeno molecular por la radiación solar de una longitud de onda menor de 240 nm.
- El ozono por sí mismo absorbe luz UV de entre 200 y 300 nm.
- Los átomos de oxígeno, al ser muy reactivos, se combinan con las moléculas de oxígeno para formar ozono.
A pesar de que todo el ozono atmosférico en CNPT sería
una capa de sólo unos 3 mm. de grosor, su concentración es suficiente para
absorber la radiación solar de longitud de onda de 200 a 300 nm. Así, la capa
de ozono funciona como un escudo que nos protege de la radiación UV.
La formación y destrucción del ozono por procesos naturales
es un equilibrio dinámico que mantiene constante su concentración en la
estratosfera. Se han registrado amplias variaciones interanuales y estacionales
en todas las regiones del planeta en la densidad del ozono estratosférico; se
verificó que en el hemisferio austral la concentración pasa por un mínimo en
primavera y luego se regenera.
A mediados de los años 1980 se empezó a acumular
pruebas de que a finales del invierno se había formado un “agujero” en la capa
de ozono del Polo sur, donde el ozono se había reducido en casi 50%.
La NASA señaló que si no se hubiera firmado el tratado
de Montreal, dos terceras partes de la capa habría sido destruido y el
"agujero" de ozono hubiera sido destruido. El CFC habría aumentado la
temperatura mundial en más de un grado centígrado. La radiación ultravioleta,
que daña el ADN, hubiera aumentado seis veces. Apenas cinco minutos de
exposición al Sol habría causado quemaduras a la piel. Los niveles de rayos
ultravioletas durante el verano hubieran aumentado hasta 30. Finalmente, las
tormentas de verano del Hemisferio Norte hubieran sido mucho más poderosas.
Actuaciones Internacionales
En 1976 un informe de la Academia Nacional de Ciencias
de Estados Unidos aportaba una evidencia científica sobre la disminución de
ozono. A raíz de éste, unos cuantos países, incluidos Canadá, Suecia,
Noruega y Estados Unidos tomaron las primeras iniciativas de eliminación de
CFCs en las latas de aerosoles.
Aunque esto se concibió como un primer paso hacia una
regulación más exhaustiva, los progresos posteriores se ralentizaron por
factores políticos y la aparición de informes de la misma academia que
indicaban que el primer informe había sobrestimado la disminución de la capa de
ozono.
En 1985, 20 países, incluyendo los mayores productores
de CFCs firmaron la Convención de Viena para la Protección de la Capa de Ozono,
donde se establecía un marco para la negociación de regulaciones
internacionales sobre sustancias que afectaran a la capa de ozono. Ese mismo
año se anunció el descubrimiento del agujero de ozono en la Antártida, lo que
atrajo la atención del gran público sobre el tema.
El propósito principal del Convenio de Viena es
estimular la investigación y observaciones científicas y la cooperación entre
las naciones a fin de tener un mejor entendimiento de los procesos
atmosféricos a nivel mundial. Se acordó el control de numerosas sustancias y
también una investigación más detallada. El Convenio estableció los protocolos
para el futuro y especificó los procedimientos para las enmiendas y resolución
de disputas.
En 1987, representantes de 43 naciones firmaron el Protocolo de Montreal. Se comprometieron a
mantener los niveles de producción de CFCs de 1986, y a reducirlos en un 50% en
1999. Pero al irse acumulando más evidencia científica sobre el origen humano
de la disminución del ozono, se hizo necesario un nuevo acuerdo, que se firmó
en 1990 en Londres. Los participantes se comprometían a eliminar totalmente los
CFCs en el año 2000. Sólo se permitía un pequeño porcentaje marcado como de uso
esencial, como los inhaladores para casos de asma. Una nueva reunión en 1992 en
Copenhague adelantó la fecha de eliminación al año 1996.
En gran proporción los CFCs fueron sustituidos por
hidroclorofluorocarburos (HCFC). Estos últimos no suponen una amenaza para la
capa de ozono, pero sí son gases que potencian el efecto invernadero.
Aunque las medidas asociadas al protocolo de Montreal
han reducido las emisiones de CFCs, el efecto de esta reducción sobre el
agujero de ozono aún no es estadísticamente significativo.
Un trabajo de Newman en 2006 preveía que la
recuperación total no se produjese hasta el año 2050, y que una recuperación
parcial estadísticamente detectable no se daría hasta el año 2024.
Hay una incertidumbre relativa a estos resultados:
proviene del calentamiento global causado por el CO2, que al calentar la
estratosfera podría conducir a un incremento de la disminución de la capa de
ozono y de la frecuencia de aparición de agujeros.
Aclarando algunos conceptos
La capa de ozono no es un objeto real. El concepto de "capa de
ozono" quiere decir en realidad "zona donde el ozono es más abundante
de lo normal", pero no es en sí misma un objeto real. Por lo tanto, el
agujero tampoco existe realmente, sólo es una zona donde la concentración de
ozono es menor de lo normal.
No es totalmente exacto que los países
productores de CFCs están en el hemisferio norte, pero el agujero de ozono está
en el hemisferio sur. Los CFCs se reparten de forma homogénea. El agujero de
ozono es más notorio en la Antártida debido a temperaturas que se alcanzan
allí, lo que permite la formación de nubes estratosféricas.
Es erróneo pensar que las fuentes naturales de
cloro son mucho más importantes para este problema que las humanas. El cloro
producido por la naturaleza, fundamentalmente en los volcanes, se disuelve
fácilmente en las nubes, por lo que llega a la estratosfera en pequeñas
cantidades. En cambio los CFCs son químicamente inertes en la troposfera y no
se disuelven en agua.