OZONO Y ALOTROPÍA
Definición de ozono: El ozono (O3) es una sustancia cuya molécula está compuesta por tres átomos de oxígeno, formada al disociarse los dos átomos que componen el gas de oxígeno. Cada átomo de oxígeno liberado se une a otra molécula de oxígeno gaseoso (O2), formando moléculas de ozono (O3).
A temperatura y presión ambientales el ozono es un gas de olor acre y generalmente incoloro, pero en grandes concentraciones puede volverse ligeramente azulado.
El ozono es un estado alotrópico del oxígeno y se forma en la atmósfera por efecto de las radiaciones del sol (UV) sobre los átomos de oxígeno, allí se distribuye en una de sus capas, la estratosfera, dando origen a la famosa capa de ozono.
Comparación del agujero en la capa de ozono sobre la Antártida en 1979 y 2008.
Químicamente es muy activo, es un oxidante muy fuerte, por lo que se usa como germicida (mata organismo infecciosos). Diluido se utiliza para esterilizar el agua, purificar el aire y llevar acabo reacciones de oxidación en química orgánica. Se descompone rápidamente en oxígeno a temperaturas mayores que 100°C y a temperatura ambiente en presencia de catalizadores como el dióxido de manganeso MnO2.
El ozono absorbe las radiaciones ultravioleta de 300 nanómetros de longitud de onda, la cual es mortífera sobre los seres vivos. Los rayos ultravioleta tipo B de 280 a 320 nanómetros producen mutaciones genéticas en el ADN lo que propicia el cáncer de piel, melanoma y cataratas. Se calcula que hay 12 ppm de ozono en la atmósfera.
El ozono absorbe las radiaciones ultravioleta de 300 nanómetros de longitud de onda, la cual es mortífera sobre los seres vivos. Los rayos ultravioleta tipo B de 280 a 320 nanómetros producen mutaciones genéticas en el ADN lo que propicia el cáncer de piel, melanoma y cataratas. Se calcula que hay 12 ppm de ozono en la atmósfera.
El ozono ayuda a conservar la vida en dos sentidos:
- Al absorber las radiaciones ultravioleta
- Al contribuir a mantener el equilibrio térmico de la atmósfera
Alotropía
Alotropía (cambio, giro) es la propiedad de algunas sustancias simples de poseer estructuras moleculares diferentes. Las moléculas formadas por un solo elemento y que poseen distinta estructura molecular se llaman alótropos.
A continuación, se muestran ejemplos de alótropos.
- Oxígeno. Puede existir como oxígeno atmosférico (O2) y como ozono (O3), que genera el olor penetrante distintivo en las proximidades de las caídas de agua.
- Fósforo. Se manifiesta como fósforo rojo (P4) y como fósforo blanco (P2), de características físicas distintas.
- Carbono. Variedades alotrópicas: grafito, diamante, grafeno, nano tubos de carbono, fulereno y carbino.
El ozono "bueno" y "malo"
En la atmósfera terrestre, el ozono puede ser “bueno” o “malo” dependiendo de dónde se encuentre. El ozono “bueno” está en la estratósfera (capa entre los 17 y 48 km de altura) y actúa como un filtro que detiene la parte más perjudicial de la radiación ultravioleta proveniente del sol. El “malo” está en la tropósfera (la región más próxima a la superficie terrestre, hasta unos 17 km de altura). Es perjudicial para la salud de animales y plantas.
El ozono “bueno” se forma a partir del oxígeno (O2) del aire, por acción de la luz UV (ultravioleta). El proceso es reversible (el O3 se descompone lentamente a O2) y ocurre principalmente en la parte superior de la estratósfera (30-45 km de altura) originando una capa (“capa de ozono”) renovable y de una concentración que no varía porque la velocidad de formación es igual a la de descomposición. La concentración de ozono varía con el lugar y la época del año. Su concentración no es muy alta pero es vital para la vida porque absorbe casi el 99% de la radiación UV tipo B (de 280-320 nm) que es la responsable de mutaciones genéticas (cáncer de piel) y cataratas. Además, debilita el sistema inmunológico y disminuye la fotosíntesis de las plantas.
La acción perjudicial del ozono “malo” fue descubierta en 1940 al hallarlo responsable del deterioro de neumáticos y artículos de goma almacenados por mucho tiempo y, además, afectaba la vegetación. El ozono es el componente principal del “smog”. Su inhalación causa irritación de las mucosas, tejidos pulmonares y ojos, tos, dolores de cabeza, etc. Si la concentración es muy alta, puede provocar inflamaciones pulmonares y afectar gravemente la función respiratoria. Como las reacciones que originan el ozono se activan por la luz solar, la mayor concentración de éste ocurre en las horas del día. Es también altamente tóxico para las plantas: afecta las paredes celulares, disminuye la fotosíntesis y perjudica su crecimiento, provocando la disminución de la vegetación y la producción.
Papel del ozono en la contaminación ambiental
Cuando el ozono se sitúa en la capa más baja de la atmósfera y supera ciertos niveles, deja de ser el gas protector de la vida en el planeta para convertirse en un peligroso contaminante. El aumento de sus concentraciones por causas artificiales es un grave problema medioambiental que debe concienciar a instituciones y consumidores.
El ozono se produce de forma natural, dando lugar a pequeñas concentraciones inocuas en el aire, a partir de emisiones procedentes de la vegetación, procesos de fermentación o volcanes. C
Cuando el ozono troposférico aumenta en mayores cantidades, provocado por medios artificiales, se convierte en un contaminante tóxico. A diferencia de otros contaminantes que son emitidos directamente por sus fuentes, el ozono surge a partir de otros productos, principalmente óxidos de nitrógeno e hidrocarburos, en presencia de abundante luz solar, por lo que se le define como contaminante secundario. España, un país soleado que cuenta con grandes ciudades que emiten gases contaminantes, es un lugar especialmente sensible a este problema.
El ozono también contribuye a incrementar el efecto invernadero, aunque su presencia es inferior a la de los principales gases, como el dióxido de carbono o el metano.
Si se produce una contaminación por ozono, las posibilidades de conseguir una reducción significativa a corto plazo, adoptando medidas correctoras, son mínimas, dadas las reacciones que lo provocan y la propia inercia de las mismas. Por ello, la asunción de ciertas medidas preventivas por parte de la población es fundamental para evitar males mayores.
Dichas medidas no son otras que las habituales medidas ecologistas de protección ambiental, como la utilización de medios de transporte colectivos o no contaminantes, el ahorro de energía en el hogar y en el trabajo o evitar actividades que puedan emitir compuestos orgánicos volátiles.
Daños a la salud por el ozono
¿Está usted bajo riesgo a causa del ozono malo?
Las personas de mayor edad pueden ser más afectadas por exposición al ozono, posiblemente porque tienen más probabilidades de tener enfermedades pulmonares preexistentes.
Los niños y adultos de todas las edades que realizan actividades al aire libre tienen mayor riesgo de salud al exponerse al ozono.
Varios grupos de personas son particularmente sensitivos al ozono-especialmente cuando realizan actividades al aire libre-porque la actividad física causa que las personas respiren más rápida y profundamente.
Los niños activos son el grupo de mayor riesgo por exposición al ozono porque en general pasan una gran parte del verano jugando al aire libre. Los niños tienen una mayor probabilidad de padecer asma, la cual puede empeorar debido a la exposición al ozono.
Los adultos físicamente activos que hacen ejercicios o trabajan arduamente al aire libre están más expuestos al ozono que las personas que son menos activas.
Las personas con asma u otras enfermedades de las vías respiratorias son más vulnerables a los efectos del ozono y por lo general sienten efectos en la salud de manera más temprana y a niveles de ozono más bajos que los individuos menos sensitivos.
Hay personas con una susceptibilidad mayor de lo común al ozono.Los científicos aún no saben por qué, pero algunas personas saludables pueden sentir efectos de salud a niveles menores de actividad al aire libre o a niveles menores de ozono en el aire que la persona promedio.
En general, a medida que las concentraciones de ozono al nivel del suelo aumentan, más personas sienten los efectos de salud, más serios se vuelven los efectos, y más personas son admitidas a los hospitales por problemas respiratorios. Cuando los niveles de ozono son muy altos, todos nos debemos preocupar por la exposición al ozono.
¿Cómo puede el ozono del nivel del suelo afectar su salud?
El ozono puede irritar su sistema respiratorio, provocándole la tos, causándole irritación en la garganta y/o una sensación incómoda en su pecho.
El ozono puede reducir la función pulmonar y hacer más difícil la respiración profunda y vigorosa normal. Cuando esto sucede, usted podrá notar que la respiración comienza a sentirse incómoda. Si se encuentra haciendo ejercicios o trabajando al aire libre, podrá notar que está respirando más rápida y superficialmente que lo normal.
El ozono puede empeorar el asma. Cuando los niveles de ozono son altos, más personas con asma tienen ataques que requieren atención médica o el uso adicional de medicamentos. Una razón por la cual esto sucede es que el ozono hace que las personas sean más susceptibles a los alergenos, los agentes que provocan los ataques de asma. Otros efectos severos para los asmáticos son función pulmonar reducida y la irritación que el ozono causa al sistema respiratorio.
El ozono puede inflamar y dañar las células que forran los pulmones. Al cabo de unos pocos días, las células dañadas son reemplazadas y las células viejas se desprenden-muy de la manera en que su piel se exfolia después de una quemadura de sol.
El ozono puede empeorar las enfermedades pulmonares crónicas tales como el enfisema y la bronquitis y reducir la capacidad del sistema inmunológico para defender al sistema respiratorio de las infecciones bacterianas.
El ozono puede causar daño permanente al pulmón. Repetido daño a corto plazo en los pulmones en desarrollo de los niños puede resultar en una función pulmonar reducida en edad adulta. En los adultos, la exposición al ozono puede acelerar la disminución natural de la función pulmonar que ocurre como parte del proceso normal de envejecimiento.
IMECA. Índice Metropolitano de la Calidad del Aire.
Referencias
(Información)
https://es.wikipedia.org/wiki/Ozono
http://www.definicionabc.com/ciencia/ozono.php
https://sites.google.com/site/quimicaiiepoem/1-3-3-ozono-y-alotropia
https://es.wikipedia.org/wiki/Alotrop%C3%ADa
http://agendaquimica.blogspot.mx/2011/07/ozono-bueno-y-malo.html
http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/urbano/2006/02/22/149576.php
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http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/urbano/2006/02/22/149576.php
(Imágenes)
https://classtetica.files.wordpress.com/2014/03/ozono-molc3a9cula-del-oxc3adgeno-206757421.jpghttps://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/53/Agujero_en_la_capa_de_ozono_2008.jpg/320px-Agujero_en_la_capa_de_ozono_2008.jpg
http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/urbano/2006/02/22/149576.php
https://cloud-1416351791-cache.cdn-cachefront.net/wp-content/uploads/2014/07/Ozono-680x365.jpg
http://aire.nl.gob.mx/images/IMECAS2016.png
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