estratosfera

1. QUÍMICA AMBIENTAL
CAPÍTULO I QUÍMICA DE LA
ESTRATOSFERA
1

2. QUÍMICA AMBIENTAL
Ciencia que estudia las fuentes, reacciones, transporte,
efecto y destino de las especies químicas en el aire,
agua y suelo como también de la influencia de las
actividades humanas en estos procesos
2

3. 3
AMBIENTE
Es el conjunto de factores físicos,
químicos (geosfera: tierra, atmósfera,
e hidrósfera); biológicos (biosfera:
seres humanos, animales, plantas y
microorganismos); y antrosfera
que interactúan entre si y
determinan la forma y calidad de
vida de los seres vivos.

4. Figura Las cinco esferas del ambiente
4

5. 5
Ejercicio 1
1. La relación entre % V/V (partes por cien) y
ppm (partes por mil), esta dado por una
proporción de 10000:
Ejm. El % V/V del CO2 es 0,032. ¿Cuál es el
valor en ppm?
solución
de
100mL
soluto
de
mL
032
.
0
%
032
,
0 =
320
ppm
1000000
mL
100
mL
0,032
ppm
1000000
solución
de
Volumen
soluto
de
Volumen
ppm
=

=

=
Expresiones de Concentración

6. 6
Ejercicio 2
2. La relación entre g/m3
y ppm esta dado por la
ecuación general de los gases
Ejm. La concentración de CO es 0,1 ppm, calcular la
concentración de CO en g/m3
3
mL
1000
L
1
m
mL
0,1
L
1000
mL
0,1
)
(
mL
000
1000
mL
0,1
ppm
1
,
0 =
=
=
Es suficiente convertir mL del numerador a g, para ello se
aplica la ecuación general de los gases: P.V = n.R.T, donde n
= m/M, despejando m se obtiene
Expresiones de Concentración

7. 7
Expresiones de Concentración
3
3
4
-
mg/m
0,11447
será
ión
concentrac
considera
se
si
mg
0,11447
m
g/m
114,47
será
ión
concentrac
os
consideram
si
g
114,47
m
g
10
x
1447
1,
m
K
298
.
mol
L/K
.
atm
0,08208
g/mol
28,0
.
L
0,0001
.
atm
1
m
K
298
estándar
s
condicione
en
absoluta
a
Temperatur
T
.L/K.mol
atm
0,08208
gases
los
de
general
Constante
R
g/mol
28,0
(CO)
componente
del
molecular
Peso
M
L
0.0001
mL
0,1
componente
del
Volumen
V
kPa
325
101
atm
1
estándar
s
condicione
en
Presión
P
?
(CO)
componente
de
Masa
m
T
:
R
M
:
V
:
P
m
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=



8. 8
Expresiones de Concentración de
Contaminantes
• La relación entre ppm y ug/m3, para 1 atm, y
25°C, es la siguiente:
ug/m3 = ppm x peso molecular x 103
24.5
Para 1atm y 20°C la constante en el
denominador es 22.4

9. 9
Expresiones de Concentración de
Contaminantes
Ejercicio N° 3
• La concentración del Dióxido de Azufre en el
aire es de 0.06 ppm. Cual será dicha
concentración expresada en microgramos por
metro cúbico (T= 25 °C y P= 1 atm)
ug/m3 = 0.06 ppm x (32 + 32) x 103
24.5
C = 156,7 ug/m3

10. 10
Expresiones de Concentración de
Contaminantes
Ejercicio N° 4
• La concentración del Dióxido de Azufre en el
aire es de 100 ppmm (partes por mil millones).
Cual será dicha concentración expresada en
microgramos por metro cúbico (T= 25 °C y P=
1 atm) 100 ppmm = 100 000 ppm. S: 32; O : 16
ug/m3 = 0,100 ppm x (32 + 32) x 103
24.5
C = 261,2 ug/m3
1ppm = 1000 ppb

11. 11
Expresiones de Concentración de
Contaminantes
Ejercicio N° 5
• La concentración del Monóxido de Carbono en
el aire es de 1 ppm. Cual será dicha
concentración expresada en microgramos por
metro cúbico (T= 20 °C y P= 1 atm). C = 12 ; O
= 16
ug/m3 = 1 ppm x (28) x 103
22.4
C = 1250 ug/m3

12. 12
Expresiones de Concentración de
Contaminantes
Ejercicio N° 6
Se toma una muestra de aire en la
ciudad de Lima, dicha muestra tiene
un volumen de 2 metro cúbico. Cual
será la concentración del Dióxido de
Azufre (en PPM) si el análisis arroja
un volumen de este contaminante de
0.03 cc.

13. 13
Expresiones de Concentración de Contaminantes
Ejercicio N° 6
C= 0.03 cc x 2m3 x 1lt
1m3 1000lt 1000cc
C= 0.06 x 106 = 0.06ppm
106

14. 14
Ciclo del oxígeno
El oxígeno es el elemento más importante de la atmósfera para los seres vivos
por su uso en los procesos de oxidación biológica de los alimentos
(respiración).
El ciclo del oxígeno es el flujo o circulación que realiza entre la atmósfera la hidrósfera
y los seres vivos.
En la atmósfera, el oxígeno elemental (O2) pasa al CO2 atmosférico al agua y a la tierra
y viceversa, usando los procesos químicos siguientes:
Los principales depósitos dinámicos de oxígeno de la tierra son :
- La atmósfera que contiene oxígeno al estado elemental (21%), y combinado como
CO2 (0,03%).
- La hidrósfera que contiene 21% de oxígeno combinado.
- La corteza terrestre que contiene oxígeno 46,6 % combinado con los minerales.

15. 15
Procesos Químicos del Ciclo del Oxígeno
(1) Meteorización de sedimentos orgánicos antiguos, tales como los aceites
de rocas sedimentarias y el carbón
2C(s) + O2(g) → 2CO(g)
2CO (g) + O2 → 2CO2(g)
C(s) + O2(g) → CO2(g)
(2) Combustión de la materia orgánica (petróleo y bosques), descomposición
de vegetales en los suelos así como la respiración.
2 C8H18 + 17 O2 → 16 CO + 18 H2O
2CO (g) + O2 → 2CO2(g)
C6H12O6(s) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6 H2O
(3) Meteorización de la materia inorgánica minerales superficiales Fe (II),y
gases H2S
4 Fe2+(
aq) + 10 H2O (l) + O2(g) → 2Fe(OH)3(s) + 4 H+
(aq)
(4) La fotosíntesis actúa en forma inversa, el CO2 y el H2O reaccionan
formando materia orgánica y regeneran el O2.

16. 16
Fig 3: Ciclo del oxígeno
Descomposición oxidativa Fotosíntesis terrestre y marina
4996,5 x 1012
5000 x 1012
Meteorización de sedimen- Oxidación de sustancias inorgá-
tos orgánicos antiguos nicas reducidas
2,5 x 1012
1 x 1012
O2
3,8 x 1019 TIERRA
CO2
5,5x1016
H2O
BIOSFERA

17. 17
¿Pueden los factores antropogénicos alterar la
composición atmosférica del O2 del aire?
Aun cuando la tasa de destrucción del O2 por concersión a
CO2 causada por el hombre actualmente es alta (400 x 1012
moles/año) no altera la composición del O2 es alta gracias a
la fotosíntesis. La fotosíntesis es esencial para la formación
de oxígeno atmosférico, aproximadamente el 50% se
produce en los continentes y la diferencia en los océanos .
Considerando que no existiera fotosíntesis marina y que
desaparecieran todos los bosques continentales el oxígeno
atmosférico se terminaría según el tiempo de residencia
calculado en 7600 años
Tiempo de residencia = 3,8 x 10 19
mol
5 x 10 15
mol/año
Tiempo de residencia = 7600 años
Sin embargo con el aporte de la fotosíntesis marina este valor se
eleva a 15600 años

18. 18
¿Pueden otros componentes del aire como
es el caso del CO2, el O3, el CO correr la
misma suerte que el O2?
No correrían la misma suerte, El tiempo de
residencia de estas sustancias es corto con
respecto al del O2, El tiempo de residencia es
de 11 años para el CO2 y menor de un año
para el O3 y el CO como se demuestra en la
figura 3- Por tanto, hay una significativa
variabilidad de la concentración atmosférica
del CO2 O3 y el CO, por acción del hombre.

19. 19
¿Pueden existir diferencias entre la variación
en la concentración del CO2, con respecto a
las del O3 y el CO por causa del hombre?
Si, existen diferencias. Cuando el tiempo de
permanencia es más prolongado que un año,
como es el caso del CO2 la uniformización se
produce al nivel global (hemisferio norte con el
hemisferio sur), no importando el mecanismo de
transporte atmosférico que lo va a dispersar,
tampoco la distancia a la fuente de origen, el clima
u otros aspectos. De allí que contribuimos con el
efecto invernadero estemos donde estemos. En
cambio si el tiempo de residencia es muy
pequeño, ( como es el caso del O3 y CO menor de
un año ), en este caso la uniformización depende
del lugar geográfico donde se produce la
alteración, del mecanismo de transporte, del
clima. Es así que la concentración por ejemplo, de
CO es muy diferente en la fuente de origen, en
una ciudad o en el campo. Este efecto está muy
relacionado con la estabilidad química de la
sustancia

20. 20
INFLUENCIA DEL TIEMPO DE
RESIDENCIA EN LA VARIABILIDAD DE LA
CONCENTRACION DE LOS GASES

21. 21
CAPITULO II
ATMÓSFERA
Masa gaseosa
distribuida en
capas
concéntricas, de
espesor. Se
extiende hasta
los 1000 Km,
desde la
superficie
0
100
200
300
400
500
200k 400k 600k 800k
TROPOSFERA
ESTRATOPAUSA
ESTRATOSFERA
TROPOPAUSA
TERMOSFERA
MESOSFERA
MESOPAUSA
Temperatur
a
Km.
40
10 Ozono

22. 22
Estratosfera
• Espacio situado sobre la
tropósfera, al inicio del
gradiente de temperatura
positivo a aproximadamente
15 Km y termina a la altura en
el que el gradiente positivo de
temperatura retorna a un
gradiente negativo de
temperatura a 50 Km.
• Contiene prácticamente la
totalidad del ozono
atmosférico,

23. 23
OZONO ESTRATOSFERICO
El ozono es un gas azul pálido de olor propio de
punto de ebullición –112°C que está presente en
pequeñas concentraciones por toda la atmósfera,
su molécula se representa como un híbrido
resonante.
UNIDADES DOBSON (UD); expresa la
cantidad de ozono, equivale a un espesor de
0,01 mm de ozono puro a la presión de 1 atm y
a la temperatura de 0°C.

24. 24
CANTIDADES DE OZONO
Debido a los vientos estratosféricos, el
ozono es transportado desde las regiones
tropicales hasta las polares.
Ecuador, alrededor de 250 UD = 2,5 mm
Regiones polares, 450 UD = 4,5 mm
excepto cuando aparecen agujeros en la
capa de ozono
Latitudes templadas, 350 UD = 3,5 mm

25. 25
La capa de Ozono
• La capa de ozono es la
pantalla natural de la
tierra, que filtra los
nocivos rayos ultravioleta
UV procedentes del sol
antes de que lleguen a la
superficie de nuestro
planeta y causen daño a
la especie humana y a
otras formas de vida

26. 26
DEPENDENCIA ESTACIONAL DEL
OZONO ENTRE 35° – 60 °N

27. 27
Crisis ambiental Primera Alarma
• En 1977 Serwood
Rowland y Mario molina,
dan la primera alarma
respecto a la reducción
del ozono, producto de
ello se crea el Comité de
coordinación de la capa
de ozono en la PNUMA
de la ONU.

28. Crisis ambiental: Primeros
Acuerdos internacionales
• A mediados de los 80,
un extenso agujero en la
capa de ozono sobre la
Antártida dio lugar a una
importante crisis
ambiental que condujo a
tomar acuerdos
internacionales que se
iniciaron con el Protocolo
de Montreal de 1987.
28

29. 29
Crisis ambiental por la capa de
ozono

30. 30
RESPONSABLES DE LA
REDUCCIÓN DEL OZONO
La Dra. Susan Solomon, identifica que el gas
que es el responsable del agujero en la capa
de ozono es el cloro producido,
principalmente, por:
clorofluorocarbonos (abreviados como
CFCS), En las regiones polares se concentran
por el frío y se descomponen por la radiación
solar en los meses de septiembre y octubre.

31. 31
REDUCCIÓN DEL OZONO EN ZONAS
TEMPLADAS
El ozono también disminuyendo por encima de
las zonas pobladas no polares de todo el mundo
(1979 al 2012). Las pérdidas en el hemisferio
norte a partir de los ochenta alcanzaron un 3%.
La mayor reducción ocurre en el periodo
invierno-primavera, calculándose más de un 9%
entre el 70 y el 2010, se responsabiliza en estos
casos además de los clorofluorocarbonados al
SO2 .

32. 32
REDUCCIÓN DEL OZONO EN
ZONAS TEMPLADAS

33. 33

34. 34
LA QUÍMICA DE LA CAPA DE
OZONO
Absorción de Radiación Ultravioleta UV por el O2
La química de la formación y destrucción natural de
ozono, está determinada por la energía asociada a la
radiación UV solar.
La molécula de oxígeno diatómico O2, absorbe de
forma significativa luz ultravioleta (UV), de
longitudes de onda de 140 a 220 nm, no muy
eficientemente el O2 también absorbe de 220 a 240
nm. En donde cede la posta al ozono O3.

35. 35
Absorción de Radiación Ultravioleta UV
por el O2

36. 36
ABSORCIÓN DE RADIACIÓN UV POR EL O3
El ozono, filtra toda la luz UV del sol en el rango de
220 a 290 nm, y solapa a la región UV –C (220 –
280 nm).
El ozono solo absorbe un 70 – 90%. en el rango de
290 – 320. En consecuencia el ozono no es
completamente efectivo en protegernos de la luz en
la región UV – B (280 - 320 nm). El ozono no nos
protege significativamente en el rango del UV-A
(320 – 400) nm. El NO2 en el UV-A es ineficiente
por que estar en bajas concentraciones.

37. 37
ABSORCIÓN DE RADIACIÓN UV POR EL
O3

38. 38
ABSORCIÓN DE RADIACIÓN UV POR EL
O3

39. 39
FOTOQUIMICA DE LA DESCOMPOSICION DE
O2
O2 → 2O Ho
= 495 kJ/mol
E = h . 
E =energía por fotón=495kJ/mol=495 000 J/mol
h = constante de planck = 6,62 x 10-34J.s
= frecuencia de la energía = c/
c = velocidad de la luz 300 000 km/s
 = longitud de onda
E = (6,62 x 10-34
J.s)(c)/

nm)
10
x
(3
J.s)
10
(6,62
E
17
-34
=
nm
241
mol
moléculas/
10
x
6,023
J/mol
000
495
)
10
x
3
)(
10
x
(6,62
E
)
10
x
3
)(
10
x
(6,62
23
17
34
-
17
-34
=






=
=




40. 40
FOTOQUIMICA DE LA DESCOMPOSICION DE
O3
O3 → O2 + O Ho
= 105 kJ/mol
E = h . 
E =energía por fotón=105kJ/mol=105 000 J/mol
h = constante de planck = 6,62 x 10-34
J.s
= frecuencia de la energía = c/
c = velocidad de la luz 300 000 km/s
 = longitud de onda
E = (6,62 x 10-34
J.s)(c)/

nm)
10
x
(3
J.s)
10
(6,62
E
17
-34
=
IR
del
Rango
nm
139
1
mol
moléculas/
10
x
6,023
J/mol
000
105
)
10
x
3
)(
10
x
(6,62
E
)
10
x
3
)(
10
x
(6,62
23
17
34
-
17
-34
=






=
=




41. 41
CREACIÓN Y DESTRUCCIÓN NO
CATALÍTICA DE OZONO
O
UV - C
O2 O O3
UV - B
O2 + fotón UV-C (  241 nm) → 2 O
O + O2 + M→ O3 + M + calor
O3 + fotón UV-B ( < 320 nm) → O*2 + O*
O3 + O → 2O2
Concentración de ozono 10 ppm

42. 42
Procesos catalíticos de destrucción de
ozono
Existe un número de especies atómicas y moleculares,
designadas como X, que reaccionan con el ozono
mediante la remoción de un átomo de oxígeno de éste:
X + O3 → XO + O2
En regiones media y alta de la estratosfera, la
concentración de oxígeno atómico es apreciable y
reaccionan con las moléculas de XO:
XO + O → X + O2
La reacción global, es la suma de ambas reacciones
X + O3 → XO + O2
XO + O → X + O2
O3 + O → 2O2

43. 43
PROCESOS CATALÍTICOS DE DESTRUCCIÓN
DE OZONO
EJEMPLOS
N2O + O* → 2 NO.
NO.
+ O3 → NO2
·
+ O2
NO2
·
+ O → NO·
+ O2
.
O3 + O → 2O2
O* + CH4 → OH..
+ CH3
.
OH.
+ O3 → HOO.
+ O2
HOO + O → OH.
+ O2
O3 + O → 2O2

44. 44
PROCESOS CATALÍTICOS DE
DESTRUCCIÓN DE OZONO
MECANISMO II:
OH.
.+ O3 → HOO.
+ O2
HOO + O3 → OH + 2O2
.
2O3 → 3O2
X.
+ O3 → XO.
+ O2
X’ + O3→ X’O + O2
.
XO.
+ X’O → [XOOX’]
[XOOX’] + h → X.
+ X’.
+ O2

45. 45
Comportamiento
del cloro como
atómico como
catalizador X
Se produce en forma natural CH3Cl en
continentes y océanos a partir de la materia
orgánica. En la estratosfera se descompone:
CH3Cl + UV-C → Cl.
+ CH3·
CH3Cl + OH·→ Cl.
+ otros productos
Similarmente al cloro, los átomos de bromo
pueden destruir ozono a través del Mecanismo I:
Cl.
+ O3 → ClO.
+ O2
ClO + O → Cl.
+ O2
O3 + O → 2O2

46. 46
Comportamiento del bromo atómico
como catalizador X
El bromuro de metilo, CH3Br, se forma
principalmente en los océanos y llega a la
estratosfera, donde se descompone
fotoquímicamente para dar bromo atómico. Y
destruyen ozono a través del Mecanismo I:
Br.
+ O3 → BrO.
+ O2
BrO + O → Br.
+ O2
O3 + O → 2O2

47. 47
Eficiencia del cloro atómico como
catalizador X
El monóxido de cloro, ClO.
, puede ser inactivado
en forma de nitrato de cloro ClONO2 y de HCl,
en un 99 %, el cual no actúa como catalizador
para la destrucción de ozono
ClO.
+ NO2
.
 ClONO2
Reversible por la luz solar
Cl.
+ CH4 → HCl + CH3
.
Ligeramente endotérmica y lenta.
El HCl se reconvierte a átomos de cloro activos,
por reacción con el radical hidroxilo:
OH.
+ HCl → H2O + Cl.

48. 48
Eficiencia del bromo atómico como
catalizador X
La eficiencia es mayor (por un factor de 40 a 50), dado
que permanece en formas activas Br.
y BrO.
, con
respecto inactivas, HBr y BrONO2, que se
descomponen por la luz solar más fácil que las del
cloro. La formación de HBr es más endotérmica y
lenta que en el caso de cloro
Br.
+ CH4 → HBr + CH3
.
Mas lenta
Aún cuando el bromo esta más activo y es mas
destructor, los efectos son menores, dado que existe
menos bromo que cloro en la estratósfera.

49. 49
DISMINUCIÓN DEL OZONO EN EL ANTÁRTICO
FORMACION DEL VORTEX
En el invierno la baja temperatura aumenta
la presión y junto con la rotación de la
tierra, produce un vortex que es una masa
de aire rotante en la cual la velocidad del
viento puede exceder los 300 km/h.
Puesto que la materia no puede penetrar el
vortex, el aire en su interior queda aislado y
permanece muy frío durante varios meses.
En el polo sur, el vortex subsiste cierto
tiempo durante la primavera (octubre).

50. 50
Disminución de ozono en el antártico
Formación de cristales
Debido a las bajas temperaturas de
invierno y la formación del vortex se
produce la condensación de partículas y
la formación de “cristales”.
Cristales tipo I : H2O -H2SO4 -HNO3 (t > -
80°c)
Cristales tipo II: hielo - HNO3 (t<- 80°c)

51. 51
FORMACION DE LAS NUBES
ESTRATOSFERICAS POLARES
NEPS
Las partículas producidas por
condensación de los gases en el
vortex forman las nubes
estratosféricas polares o NEPs.

52. 52
REACCIONES SUPERFICIALES

53. 53
REACCIONES (Mario Molina)
ClONO2(g)
.
+ H2O(ac).
→ HOCl(ac) + HNO3(ac)
HCl(g) ⎯
⎯
⎯
⎯
⎯ →
⎯
acuosa
Capa
H+
(ac) + Cl-
(ac)
Cl-
(ac) + HOCl(ac) ⎯→
⎯ Cl2(g) + HO-
(ac)
Globalmente, el proceso corresponde a la reacción:
HCl (g) + ClONO2 (g) → Cl2 (g) + HNO3 (ac)
Cl2 (g) + luz solar → 2Cl.

54. 54
DESNITRICACION
Muchos de los cristales del tipo II por ser muy
grandes, precipitan por gravedad sobre la
troposfera eliminando NO2
.
e impidiendo la
desactivación del cloro. Esta desnitrificación de
aumenta el tiempo de formación del agujero de
ozono en dos semanas más y disminuye el
ozono en un 20 %.
Al desaparecer las NEPs y el vortex se inactiva
el cloro por la liberación de NO2. a partir de
HNO3 y la luz solar.
HNO3 + UV → NO2
.
+ OH.

55. 55
REACCIONES DE DESTRUCCION DE
OZONO EN EL ANTÁRTICO

56. 56
VARIACIÓN DEL OZONO CON
RESPECTO AL ClO·

57. 57
VARIACION DEL OZONO EN INVIERNO
CON RESPECTO A LA PRIMAVERA

58. 58
DISMINUCIÓN DEL OZONO EN EL ARTICO

59. 59
VARIACIÓN DEL OZONO EN EL ÁRTICO

60. Alarma en el ártico
• . En abril del 2011, la NASA, anunció, que
en el ártico, se ha perdido hasta un 80%
de ozono en áreas tan grandes como el
doble del territorio de Alemania (Nature,
2011).
60

61. 61
DISMINUCIÓN DEL OZONO EN ZONAS NO
POLARES
• Ocurre en la lluvia ácida las gotas frías de
H2SO4 que se forma en la baja
estratósfera a partir de las emisiones de
SO2. Las partículas líquidas sirve de
superficie catalítica para disolver HCl y
para destruir el NO2
· evitando la formación
de ClONO2.
NO2
· + O3 → NO3
· + O2
NO2
· + NO3
· → N2O5
N2O5 + H2O → 2HNO3

62. Disminución de ozono en Sudamérica
62

63. 63
DESTRUCCIÓN DEL OZONO EN ZONAS
NO POLARES
MECANISMO II
Cl.
.+ O3 → ClO.
+ O2
OH + O3 → HOO + O2
.
ClO ´ HOO → HOCl + O2
.
HOCl → OH ´ Cl
2O3 3O2

64. 64
Incremento de UV al nivel del suelo
luz visible 43%, infrarrojo cercano 49%,
ultravioleta 7%, y el 1% restante en otros
rangos

65. Índices UV-B y tiempo de exposición sin
protección
65
Índice
UV
Nivel de
riesgo
Piel
Blanca
Piel
Trigueña
Piel
Morena
1
2
MÍNIMO
>1
hora
> 2
horas
> 2
horas
3
4
5
BAJO 40 min > 1 hora
> 1
hora
6
7
8
MODERADO 25 min 40 min 50 min
9
1
0
1
1
ALTO
15-20
min
25-30
min
35-40
min
1
2
-
1
4
MUY ALTO
10-15
min
15-20
min
20-30
min
1
4
+
EXTREMO
<
10min
< 15
min
< 20
min
Disminución de la
densidad del
ozono
estratosférico en
un 10% podría
aumentar en 300
000 los casos de
cáncer de piel no
melánico, en 4
500 los de cáncer
de piel melánico y
en 1,6 a 1,75
millones los
casos de
cataratas en todo
el mundo cada
año.

66. Cálculo de la irradiancia biológicamente efectiva
para producir eritema
• El coeficiente de acción eritemática permite estimar la exposición
radiante requerida para producir un dado efecto biológico (eritema)
por cada longitud de onda (irradiancia biológicamente efectiva. A
partir de La suma de la irradiancia biológicamente efectiva sobre el
período de exposición, podemos calcular la exposición radiante
biológicamente efectiva (Jm-2).
• Donde: es la irradiancia eritemática, I(λ) es la irradiancia solar
global a la longitud de onda λ a nivel de la superficie en W/m2.
66

67. Niveles de exposición a las
radiaciones UV
67
Melanoma células basales MPNM
M de células escamosas
Melanoma Maligno
Se incrementa el riesgo con
exposiciones a mayor altura, el cáncer
de piel es un 12 % mas riesgoso por
cada 1000 m de altura
donde Eλ es la irradiancia espectral solar corregida en
W/(m2 .nm) a la longitud de onda λ y dλ es ladiferencial
de longitud de onda utilizado en la integración. ser(λ) es el
espectro de acción de referencia para el eritema y ker es
una constante igual a 40m2 /W
51 % de radiación llega a la superficie . Un
19 % es absorbido por las nubes y gases
atmosféricos. El otro 30 % se pierde hacia
el espacio, de esto la atmósfera dispersa
un 6 %, las nubes reflejan un 20 % y el
suelo . refleja el otro 4 % (albedo 30%)
Juan Inzunza Meteorología Descriptiva
1ro mide voltaje x constante
= watt/m2
el 2do mide directo en watt/m2

68. 68
La incidencia de cáncer incrementa 2% cada vez que
disminuye O3 en 1% debido a la radiación UV
Consecuencias de la Destrucción de la Capa de Ozono
Queratitis actínica

69. En los seres humanos, la exposición a radiaciones UV-
B inusuales puede causar una ceguera similar a la que
produce el reflejo de la nieve – queratitis actínica – una
dolorosa inflamación aguda de la
córnea. La exposición crónica también puede dañar al
ojo. Niveles más altos de UV-B podrían provocar
cataratas en un mayor número de personas. Las
cataratas son una de las principales causas de la
ceguera, aun cuando se pueden tratar eficazmente
mediante la cirugía en regiones dotadas de una buena
atención médica.
Consecuencias de la Destrucción de la Capa de Ozono

71. Los experimentos han demostrado que cuando
cultivos como el arroz y la soja están más
expuestos a los rayos UV-B, las plantas tienen
rendimiento más bajo. El aumento de la
radiación UV-B podría alterar químicamente los
cultivos, reduciendo su valor nutritivo o
aumentando su toxicidad.
Si no se detiene el agotamiento del ozono,
habrá que buscar variedades de plantas que
toleren las UV-B, o producir otros nuevos.
Hay que recordar que las consecuencias para
los ecosistemas naturales son difíciles de
predecir pero podrían ser considerables
Consecuencias de la Destrucción de la Capa de
Ozono

72. Evitar exposiciones directa al sol sin
protección entre 11:00 y 16:00 horas
(daño máximo: 12:00-14:00 horas)
•Usar bloqueador solar adecuado al
tipo de piel (factor 30 o más). Aplicar 30
min antes de exponerse al sol,
repitiendo varias veces durante la
jornada de trabajo.
•Disponer bloqueador en
dispensadores para facilitar el uso
colectivo de éste y favorecer repetición
de las aplicaciones.
•La ropa debe proteger especialmente
brazos, cuello y cara. Es recomendable
usar manga larga, casco o sombrero de
ala ancha en todo el contorno y lentes
de sol.
•Mantener dieta balanceada y rica en
antioxidantes (frutas y verduras)
Medidas para prevenir efectos a la salud

73. Guía de Factor de protección Solar
(FPS) contra los rayos UV-B
73

74. Factores de Protección Solar
• Los factores de protección solar creados
por la Administración de Alimentos y
Drogas de los EEUU (Tabla 4), indican
que una persona de piel blanca que
empieza a quemarse a los 10 minutos, al
usar un FPS – 50 tardaría 500 minutos en
quemarse (cerca de 6 horas).
74

75. Los ingredientes que encontramos en los
bloqueadores solares incluyen:
• Protectores de los rayos UV-B:
• Cinnamato
• Octocrileno
• PABA (ácido para-aminobenzoico)
• Padimato O y Padimato A (OctilDimetil PABA)
• Salicilatos
•
• Protectores de los rayos UV-A:
• Avobenzona
• Benzofenonas (oxybenzona, dioxybenzona,
sulisobenzona)
75

76. Otros componentes
• Los ingredientes "físicos" de los
bloqueadores solares se depositan sobre
la piel y reflejan o dispersan la radiación
ultravioleta. Los ingredientes encontrados
en otros bloqueadores solares.
• Óxido de Zinc
• Dióxido de Titanio
• Óxido de hierro
76

77. Tipos de bloqueadores por su
resistencia al agua
• Los bloqueadores solares se clasifican
como "resistentes al agua" si pueden
mantener la protección después de dos
inmersiones en el agua de 20 minutos
cada una. Son clasificadas como
"impermeables" si son capaces de
mantener su protección después de cuatro
inmersiones de 20 minutos.
77

78. Preparación de una loción foto
protectora
• En la preparación del gel de natrosol se
disolvera 1gramo de natrosol 250 en
100ml del extracto con etanol al 50 % a 25
C° en un vortex hasta llegar la
homogeneidad.
78

79. Análisis de FPS (factor de
protección solar)
• Para determinar el FPS, de un extracto hidroalcohólico, se mide la
absorbancia del extracto en los rangos de la radiación UV-B (280-
320) y se calcula el factor de protección solar según la fórmula:
• FPS espectrofotométrico= FC. EE (λ).I (λ).Abs(λ)
• Dónde: FC = factor de la corrección (igual a 10) determinado de
acuerdo con dos lociones foto protectoras de FPS conocidos, de
semejante manera de una loción que contiene 8% de homosalato
de FPS igual a 4
• EE (λ) = efecto eritemogénico de la radiación de longitud de onda λ
• I (λ) = la intensidad del sol en la longitud de onda
• Abs (λ)= absorbancia de la solución en la longitud de onda
(Borghetti y Knorst, 2006).
79

81. 1 kWh=3.6178 MJ

84. 84

85. Capa de Ozono y Cambio Climático
• Las pérdidas del ozono
observadas en la estratosfera
inferior, debido al cloro y bromo
antropogénico, enfrían levemente
la superficie de la Tierra. Por otro
lado, los aumentos del ozono
troposférico, debidos a los gases
que contaminan la superficie,
tienen un efecto de calentamiento
de la superficie de la Tierra, por lo
que contribuyen al calentamiento
global. Sin embargo, ambos
efectos se neutralizan
85

86. Capa de Ozono y Cambio
Climático
• No obstante, hay también un factor
adicional que enlaza
indirectamente el agotamiento del
ozono con los cambios climáticos,
es decir, muchos de los mismos
gases que están produciendo el
agotamiento del ozono contribuyen
también a cambios climáticos.
Estos gases, tales como los CFCs,
son gases de efecto invernadero,
que absorben parte de la radiación
infrarroja emitida por la superficie
de la Tierra, por lo que se produce
un calentamiento de dicha
superficie.
86

88. Nomenclatura
• La nomenclatura
industrial implica:
• CFC 11
• 90 + 11 = 101
• Por tanto
• Tiene 1 C, 0 H, 1 F
• Entonces
• Tiene 3 Cl
88

89. Tratados
• Convenio de Viena, 1985 entra en vigor en 1988,
ratificado por 185 países
• Protocolo de Montreal, 1987 entra en vigor en 1989,
ratificado por 184 países
• Enmienda de Londres, 1990 entra en vigor en 1992,
ratificada por 166 países
• Enmienda de Copenhague, 1992 entra en vigor en 1994,
ratificada por 154 países
• Enmienda de Montreal, 1995 entra en vigor en 1999,
ratificada por 107 países
• Enmienda de Beijing, 1999 entra en vigor en 2002,
ratificada por 57 países
89

90. 1977
En 1977 el programa de las Naciones Unidas para el medio Ambiente
crea el Comité de Coordinación para Estudiar la Capa de Ozono

91. 1978

92. 1981

93. 1982

94. 1985

95. El Protocolo de Montreal relativo a las sustancias que agotan la
Capa de Ozono (SAO)

97. 1988

98. 1989

99. Enmienda de Londres - 1990

100. 1991

101. 1992

102. 1993

103. 1994

104. 1995

105. 1996

106. Enmienda de Montreal - 1997

107. Enmienda de Montreal - 1997
“Se introduce la obtención de Licencia para la importación y
exportación de CFC”

108. 1999

109. Respuestas del Convenio de Viena y del protocolo de Montreal

110. 110
PERU

111. 111

112. 112

113. 113

114. El Perú ha aprobado:
Normativa nacional vinculada a las SAO,
Calendario de eliminación gradual de SAO,
Prohibición de la emisión intencional de sustancias controladas a la
atmósfera,
Control de la reducción progresiva del ingreso, comercialización y
uso de las SAO.
“Sistema Nacional de Permisos de Importación de SAO”,
restringiéndose las importaciones de las sustancias controladas
para usos específicos y de los equipos o productos que contienen
SAO.
HCFC-22 (Monoclorodifluorometano) , se sigue usando en talleres
pequeños
Normatividad en el Perú

115. 115

116. 116
Compuestos químicos que destruyen el
ozono

117. 117
QUÍMICOS DESARROLLAN UN
PROCESO PARA DESTRUIR CFC

118. 118
REACCIÓN DE DESTRUCCIÓN DEL OZONO

119. Si en el lugar de trabajo, escuela o la casa
hay extintores de incendios, verificar que
éstos no contengan halones
¿Qué puedo hacer para proteger la capa de
Ozono?

120. Al comprar alimentos envasados en
cajas de espuma de poliestireno y poli
espumas, asegurarse que no hayan
sido fabricadas con SAO
¿Qué puedo hacer para proteger la capa de
Ozono?
Las empresas fabricantes de colchones
de espuma de poliuretano, utilizan
recuentemente como agente espumante
el CFC 11, sustancia controlada por el
Protocolo de Montreal. En Las empresas
reconvirtieron sus procesos de producción
reemplazando el CFC 11 por dióxido de
carbono líquido,

121. Al comprar un aerosol como perfume,
aromatizante, insecticida u otro, cerciorarse que
entre sus componentes no esté el gas CFC. Exigir
un producto que no dañe la capa de ozono.
Prohibir el uso de este gas como propelente en
aerosoles, excepto en los inhaladores de dosis
medida, ampliamente usados en los
medicamentos que inhalan los asmáticos.
Se deben promover los cambios en los hábitos
de consumo entre la población
¿Qué puedo hacer para proteger la capa de
Ozono?

122. El gas refrigerante
no es más el
clorofluorocarbono
(CFC 12) destructor
de las moléculas del
ozono estratosférico,
ni un
hidroclorofluorocarbo
no (HCFC 141b).
El nuevo refrigerante
es isobutano,
Tener cuidado con los refrigeradores. Estos aparatos han sido
fabricados durante décadas con CFC 11 para aislar térmicamente
los gabinetes de los aparatos y con CFC 12 para hacer funcionar el
circuito refrigerante
Al comprar un
refrigerador o un
acondicionador de
aire, asegúrese
que no haya sido
fabricado con
CFC, en el
gabinete y en el
gas refrigerante
¿Qué puedo hacer para proteger la capa de
Ozono?

123. Alternativas in-situ al uso
del bromuro de metilo en
la mosca de la fruta y
melones.
Se recomienda tanto las
alternativas no químicas:
biofumigación, así como
las químicas (metan-
sodio, telone,
DAZOMET). .
¿Qué puedo hacer para proteger la
capa de Ozono?

124. Bilbiografía
• Raiswell, R.W., Brimblecombe, P, Dent, D.L., Liss, P.S., (1983)
Química Ambiental, Ediciones OMEGA, S.A., Barcelona
• Baird, Colin, (2001) Química Ambiental, Editorial Reverte S.A.,
Barcelona.
• Ozone Protection: The International Legal Regime. Gilbert M.
Bankoveza.(2005)
• Manual de los Tratados Internacionales. Sexta edición, (2003).
Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente,
Secretaría del Ozono.
124