Ozono estratosférico. Sistemas ambientales y sociedades, bachillerato internacional.

1. VIVI Sistemas Ambientales y Sociedades
Belén Ruiz
IES Santa Clara.
1ºBACHILLER “SISTEMAS AMBIENTALES Y SOCIEDADES”
Dpto Biología y Geología.
http://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/bachillerato-internacional/sistemas-ambientales-y-
sociedades/
6. SISTEMAS ATMOSFÉRICOS Y SOCIEDADES (10
HORAS)

2. 6.1. Introducción a la atmósfera
6.2 Ozono estratosférico
6.3 Nieblas contaminantes fotoquímicas
6.4 Deposición (lluvia) ácida
CONTENIDOS
Preguntas fundamentales: Este tema puede resultar
especialmente apropiado para considerar las preguntas
fundamentales B, E y F.

3. VIVI Sistemas Ambientales y Sociedades
Belén Ruiz
I.E.S. Santa Clara.
1ºBACHILLER
Dpto Biología y Geología.
http://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/bachillerato-
internacional/sistemas-ambientales-y-sociedades/
6.2. OZONO ESTRATOSFÉRICO

5. Meteoritos
Auroras polares
Everest
TropopausaCapa
de
Ozono
Estratopausa
TROPOSFERA
ESTARTOSFERAMESOSFERATERMOSFERA
Presión(mb)
Temperatura(0ºC)
TROPOSFERA
(0-12 km de espesor variable; 7 km en los polos y 17 km en el ecuador).
Contiene el 80 % de la masa de aire y casi todo el vapor de agua (99 %).
Es turbulenta y en ella se producen los fenómenos meteorológicos.
Su límite superior se denomina tropopausa (-70ºC).
ESTRATOSFERA
 Hasta los 50 km. altura.
 Contiene pocos gases (0,02%) y es estable.
El aire se mueve en estratos.
 Su temperatura aumenta hasta 0o
C debido
a la absorción de UV por ozono.
 La ozonosfera está 20-40 km.
 En condiciones normales existe un
mecanismo natural de formación y
destrucción del Ozono
1- Fotolisis del Oxígeno por la luz
ultravioleta: O2 + UV = O +O
2- Formación de Ozono : O + O2 = O3 +
calor
3- Destrucción del Ozono:
 Por fotólisis: O3 + UV = O2 + O
 Por reacción con Oxígeno: O + O3 =
O2 + O2 .
 El ozono absorbe la luz UV perjudicial.
 El límite superior es la ESTRATOPAUSA.

6. FORMACIÓN DE OZONO ESTRATOSFERA Y ABSORCIÓN
LUZ UV
 Fotólisis del oxígeno:
• O2 + UV (rayos ultravioleta) O + O
 Formación del ozono (O3):
• O + O2  O3 + calor (reacción
exotérmica)
 Destrucción del ozono:
• Fotólisis del ozono:
O3 + UV  O2 + O
• Reacción del ozono con el oxígeno
atómico:
O + O3  O2 + O2

7. Capa de ozono
Radiación ultravioleta
O2O3
O3
O
O2
O
O
OO2
Parte de la radiación ultravioleta del sol es absorbida por el ozono
estratosférico, lo que provoca que la molécula de ozono se
descomponga. En condiciones normales la molécula de ozono se
recompone. Esta destrucción y reconstitución del ozono es un
ejemplo de equilibrio dinámico.
Término
clave

8. FUNCIÓN DE LA ATMÓSFERA
La capa de ozono
Gas de olor picante
Troposfera Estratosfera
Se encuentra en
Es un contaminante Constituye la capa de ozono
Mecanismo de formación/destrucción natural del O3
es
1º Fotólisis del oxígeno por la luz UV
O2 + UV (rayos ultravioleta) → O + O
2º Formación del ozono
O2 + O → O3 + calor
3º Destrucción del ozono
a) Fotólisis del ozono O3 + UV → O2 + O
b) Reacción con el oxígeno atómico
O + O3 → O2 + O2
Está en equilibrio dinámico y retiene
un 90% de la radiación UV liberando
calor que eleva la temperatura de la
estratosfera

10. LA CAPA DE
OZONO
¿ QUÉ ES Y DÓNDE SE ENCUENTRA EL OZONO ?
El ozono (O3) es una sustancia cuya molécula está compuesta por tres átomos de oxígeno. Si se respira en
grandes cantidades, puede provocar una irritación en los ojos y/o garganta.
¿ DÓNDE SE ENCUENTRA ?
El ozono atmosférico se encuentra en estado puro en diferentes concentraciones entre los 20 y
los 40 km en los polos entre 15 y 20 km) sobre el nivel del mar, siendo su concentración más alta
alrededor de los 25 km (Ozonosfera), es decir en la estratosfera.
OZONO DE LA ESTRATOSFERA ( CAPA DE OZONO )
El ozono se encuentra de forma natural en la estratosfera, formando la denominada capa de
ozono. El ozono estratosférico se forma por acción de la radiación ultravioleta, que disocia las
moléculas de oxígeno molecular (O2) en dos átomos, los cuales son altamente reactivos,
pudiendo reaccionar estos con otra molécula de O2 formándose el ozono.
OZONO TROPOSFERA
Representa el 10 % del total.
También denominado ozono ambiental. es peligroso para los seres vivos por su fuerte carácter
oxidante. Elevadas concentraciones de este compuesto a nivel superficial forman el denominado
smog fotoquímico.
El ozono también es un “gas de efecto invernadero” ya que incrementa esto.

11. • Daños en los tejidos.
• Daños en los organismos fotosintéticos,
especialmente el fitoplancton.
• Daño en los consumidores de los organismos
fotosintéticos, especialmente fitoplancton.
EFECTOS DE LA RADIACIÓN ULTRAVIOLETA
La radiación ultravioleta que alcanza la superficie de la Tierra daña
los tejidos vivos humanos, aumentando la incidencia de cataratas,
mutaciones durante la división celular, cáncer de piel y otros efectos
sobre la salud derivados.
Los efectos de una mayor radiación ultravioleta sobre la
productividad biológica incluyen daños a organismos fotosintéticos,
especialmente al fitoplancton, que constituye la base de las redes
tróficas acuáticas.
Términos
clave
En animales produce la vitamina D, su
deficiencia (hipovitaminosis) produce
raquitismo.
Puede ser usado para el tratamiento
de enfermedades como la soriasis o
el vitiligo.
Se usa en los tratamientos de de
esterilización, ya que mata a las
bacterias patógenas, por lo que
purifica el aire y el agua.
Se utilizan en láser, análisis forense.
s
Efectos perjudiciales Efectos beneficiosos

12. EFECTOS DE LA L.U.V
(destrucción de la capa de ozono )
Los efectos incluyen acciones sobre los tejidos vivos y la producción biológica :
Mutaciones y sus consiguientes efectos sobre la salud.
Melanomas ( cáncer de piel ) , cataratas oculares , supresión del sistema inmunitario.
Daños a organismos fotosintetizadores, especialmente al fitoplancton.
Daños a sus organismos consumidores, como los que constituyen el zooplancton.

13. ¿ Cual es la función de la capa de ozono de la estratosfera ?
Actúa en la atmósfera como depurador del aire y sobre todo como FILTRO DE LOS RAYOS
ULTRAVIOLETAS procedentes del Sol. Sin ese filtro la existencia de vida en la Tierra sería
completamente imposible, de ahí la gran importancia de la llamada “Capa de Ozono”.

14. EL OZONO DE LA
TROPOSFERA
El mecanismo mediante el cual se genera el ozono en la troposfera es completamente distinto, ya que a esta
altura no llegan las radiaciones ultravioletas. El ozono, en este caso, se forma a partir de ciertos precursores (NO*
- óxidos de nitrógeno; y VOCs - compuestos orgánicos volátiles, como el formaldehído), contaminantes
provenientes de la actividad humana.
¿ CÓMO SE FORMA ?
¿ QUÉ EFECTOS TIENE ?
Puede provocar daños en la salud humana (a partir de unos 150 micro-gramos por metro cúbico) o en la
vegetación y contribuye a generar un calentamiento en la superficie de la tierra.
Elevadas concentraciones de este compuesto a nivel superficial forman el denominado smog fotoquímico.
Un letrero de la calidad del
aire, señalando un aviso de
ozono alto, Gulfton,
Houston, Texas.

15. EL GROSOR DE LA CAPA DE OZONO SUFRE OSCILACIONES , PERO HAY REGIONES MUY
ADELGAZADAS

17. SUSTANCIAS QUE DESTRUYEN LA CAPA DE OZONO
Las sustancias que reducen la capa de ozono (incluyendo gases orgánicos
halogenados como los clorofluorocarbonos (CFC)) se emplean en aerosoles,
plásticos con gas insuflado, pesticidas, productos ignífugos y refrigerantes. Los
átomos de elementos halógenos (como el cloro) de estos contaminantes aumentan la
destrucción del ozono en un ciclo repetitivo, causando que una mayor proporción de
radiación ultravioleta alcance la superficie terrestre.
Términos
clave
Sustancia Fuente Observaciones
Freones o CFCs
(clorofluorcarbonos)
Regrigerantes.
Propelentes en latas de sprays.
Expansores de espumas de
plástico.
Liberan átomos de cloro.
HCFCs
(hidroclorofluorcarbonos)
Sustitutos de los CFCs Liberan átomos de cloro.
Tienen una vida media menor
en la atmósfera, pero además
intervienen aumentando el
efecto invernadero.
Halones Extintores Liberan átomos de bromo.
Bromuro de metilo Pesticidas Liberan átomos de bromo.
Óxido de Nitrógeno (NOx) Agricultura intensiva (en el
suelo las bacterias
descomponedoras de nitritos y
nitratos.
Aviones supersónicos.
Los NOx son convertidos a NO
los cuales reaccionan con el
ozono.

18. SUSTANCIAS QUE DESTRUYEN LA CAPA DE OZONO
Sustancia Observaciones
Freones o CFCs
(clorofluorcarbonos)
Fueron desarrollados durante los años 30. Se les considero durante mucho
tiempo que eran inocuos porque no reaccionaban con los gases de la
troposfera, por lo que desplazaron a los refrigerantes existentes que eran
muy tóxicos e inflamables, empezaron a usarse como:
Regrigerantes.
Propelentes en latas de sprays.
Expansores de espumas de plástico.
Ignifugos.
Aunque eran estables en la troposfera, en la estratosfera reaccionan con el
ozono, porque las radiaciones ultravioleta actúa sobre ellos y produce la
liberación de Cl que reacciona con el O3 destruyéndole. Además también
reaccionan con el oxígeno, impidiendo la formación de O3. En ambas
reacciones el cloro actúa como catalizador (no se consume) por lo que puede
destruir muchas moléculas de O3 en una reacción en cadena con una
retroalimentación positiva.
Permanecen en la atmósfera hasta 100 años después de su liberación.
HCFCs
(hidroclorofluorcarb
onos)
Refrigerante con las mismas propiedades que los CFCs, no tóxico no
inflamable. Pero también destruyen la capa de ozono y además contribuyen a
incrementar el efecto invernadero.
Su vida media en la atmósfera es menor que los CFCs siendo esta la única
razón por la que se les considera menos dañinos.

19. http://www.ebooksampleoup.com/ecommerce/view.jsp?ID=000777721d4f838996e8a

20. Interacción del ozono y los
gases orgánicos
halogenados
Describa cómo se ha podido reducir el ozono en las capas superiores de la atmósfera
El equilibrio del ozono en la estratosfera se ve afectado por la presencia de contaminantes, como pueden ser los
compuestos clorofluorocarbonados (CFC), que suben hasta la alta atmósfera donde catalizan la destrucción del ozono
más rápidamente de lo que se regenera, produciendo así el agujero de la capa de ozono.
imagen de la NASA
comparando los Niveles
del Agujero de la capa de
ozono.
zonas azules púrpuras y
negros son parte del
agujero de ozono.
PERO ¿ POR QUÉ DISMINUYE LA CAPA DE
OZONO ?

21. EL PROBLEMA DE LOS CFC´s Y SU ALTA CAPACIDAD PARA DESTRUIR EL OZONO

22. http://www.bioygeo.info/Animaciones/CFC_Ozono_1.swf

23. El “agujero” de ozono antártico
Desde hace unos años los niveles de ozono sobre la Antártida han descendido a niveles más bajos que lo normal
entre agosto y finales de noviembre. se produce una gran destrucción de ozono, de un 50% o más del que existe
en la zona, formándose un agujero.
Se habla de agujero cuando hay menos de 220 DU
(unidades Dobsosn)de ozono entre la superficie y el espacio.
La palabra agujero induce
a confusión, y no es un
nombre adecuado, porque
en realidad lo que se
produce es un
adelgazamiento en la
capa de ozono, sin que
llegue a producirse una
falta total del mismo.
Los niveles normales de ozono en la Antártida son de 300
DU y suele descender hasta las 150 DU, habiendo llegado,
en los momentos más extremos de destrucción de ozono, a
disminuir hasta las 100 DU.

24. CAUSAS DEL AGUJERO DE OZONO EN LA ANTÁRTIDA
La especialmente fuerte destrucción de ozono en la Antártida
se produce porque, gran parte del cloro contenido en las
moléculas no directamente destructoras del ozono se convierte
en radicales de cloro destructivos.
Los procesos que se suceden uno tras otro o simultáneamente,
influyen en este resultado:
a)Anticiclón continental: la Antártida es un continente, por lo
que en el invierno se asienta un anticiclón=> la troposfera está
más baja.
b) Nubes polares estratosféricas (NEP). Las temperaturas en la
parte baja de la estratosfera llegan a ser extraordinariamente
frías, de menos de - 80ºC. En estas condiciones se forman
numerosas nubes en la estratosfera, compuestas
principalmente de ácido nítrico y agua cristalizados.
NO2 + H2O => HNO3 (cae con la nieve, por lo que la
atmósfera queda desnitrificada)
c) Reacciones en las nubes polares estratosféricas. Al no existir
NO2 en la atmósfera no puede secuestrar los CIO, el Cl sigue
destruyendo el ozono.
d) Disminución del O3 => disminuye la absorción de la radiación
UV y, como consecuencia tampoco se pueden dar las
reacciones de formación y destrucción de ozono, la estratosfera
estará más fría => se forman más NEP.
NOX + ClO ----> ClNO3
FOTÓLISIS DE LOS CFC:
CFC + UV -----> CFCl2 + Cl
DESTRUCCIÓN DEL OZONO:
Cl + O3 ------> ClO + O2
ClO + O -----> Cl + O2
----------------------------------
O3 + O -------> O2 + O2

25. Papel de los compuesto de Cl: NaCl, HCl , CFC
FOTÓLISIS DE LOS CFC:
CFC + UV -----> CFCl2 + Cl
DESTRUCCIÓN DEL OZONO:
Cl + O3 ------> ClO + O2
ClO + O -----> Cl + O2
----------------------------------
O3 + O -------> O2 + O2
 Naturales: liberados en el mar, volcanes.
NaCl y HCl.
 Antropogénicos: CFC
(clorofluorcarbonados), en propelentes
de aerosoles, disolventes y
refrigerantes. Son estables en la
troposfera, pero llegan a la estratosfera
y destruyen el Os.
NOX + ClO ----> ClNO3
Los NOx (NO2) secuestra al Cl,
produciendo su inactivación

26. Gestión de la contaminación
por reducción de la capa de
ozono
¿ Qué métodos podrían reducir la producción
y liberación de sustancias que reducen la capa
de ozono ?
RECICLAR REFRIGERANTES, productos sustitutivos de
espumas expansivas a base de gases dañinos, del bromuro de
metilo (bromometano) y de los propelentes tradicionales.
DISMINUIR A CERO EL USO DE COMPUESTOS QUÍMICOS
como los clorofluorocarbonos (refrigerantes industriales,
propelentes), y fungicidas de suelo (como el bromuro de metilo)
que destruyen la capa de ozono a un ritmo 50 veces superior a
los CFC.
Durante más de cincuenta años, el número de CFC
presentes en la parte alta de la atmósfera ha aumentado a un
ritmo constante hasta el año 2000. Desde entonces, la
concentración de CFC se ha “reducido a razón de casi un 1%
anual”, Según algunos informes, el descenso “permite
esperar que el agujero de la capa de ozono pueda cerrarse a
mediados de siglo”.
Se puede lograr una gestión de
la contaminación reduciendo la
producción y la liberación de
sustancias que reducen la capa
de ozono. Entre los métodos
para esta reducción se incluyen:
•Reciclado de refrigerantes.
•Desarrollo de alternativas a los
plásticos con gas insuflado, y
pesticidas, propelentes y
aerosoles halogenados
•Desarrollo de alternativas sin
propelentes.
Términos
clave

27. Estrategias para reducir la
contaminación
Acciones
SOBRE LA ACTIVIDAD HUMANA
QUE PRODUCE EL
CONTAMINANTE
Modificación de actividad humana
Desarrollo de alternativas a los plásticos
con gas insuflado, y pesticidas, propelentes
y aerosoles halogenados
Desarrollo de alternativas sin propelentes.
LIBERACIÓN DEL
CONTAMINANTE AL
MEDIO AMBIENTE
Control de la liberación del contaminante
•Reciclado de refrigerantes.
•Legislación para que los refrigerantes sean
devueltos a los fabricantes y estos gestionen
su almacenamiento y eliminación.
•Capturar los CFCs del aire acondicionado
de los coches en desguace.
EFECTO DEL
CONTAMINANTE EN
LOS ECOSISTEMAS
Limpieza y restauración de sistemas
deteriorados
•Añadir ozono o eliminar el cloro de la
estratosfera.
•Una vez se sugirió que se liberasen balones
de ozono a la estratosfera.

28. MEDIDAS INTERNACIONALES FRENTE AL AGUJERO DE
OZONO
 Década de los 70, cuando en la década de los setenta se fue conociendo la destrucción del ozono
estratosférico se fueron proponiendo diversas medidas. En varios países se prohibió el uso de los
CFCs como propelentes en los aerosoles, pero como, a la vez, se fueron descubriendo nuevos usos
para los CFCs y productos similares, la producción y emisión a la atmósfera de productos
destructores de la capa de ozono crecía rápidamente.
 De 1980 a 1985 Conforme aumentaban los conocimientos científicos, la producción de
substancias dañinas seguía aumentando, la preocupación sobre los efectos nocivos que esta
situación podía provocar fue creciendo y llevó a la constitución de la Convención de Viena en
1985. De esta manera se iniciaba un intenso trabajo internacional que culminó en la firma del
Protocolo de Montreal .
 Protocolo de Montreal (1987) El primer Protocolo de Montreal se planteaba la reducción a la
mitad de los CFCs para el año 1998. Después de la firma de este primer protocolo (160 países)
nuevas mediciones mostraron que en daño en la capa de ozono era mayor que el previsto, y en
1992 , en la Cumbre de Río, la comunidad internacional firmante del Protocolo decidió acabar
definitivamente con la fabricación de halones en 1994 y con la de CFCs en 1996, en los países
desarrollados.
 XI Cumbre del Protocolo de Montreal, Pekín, 1999. Nuevas recomendaciones respecto a otros
compuestos relacionados y búsqueda de sustitutos.

29. SIGNIFICADO DEL PROTOCOLO DE MONTREAL
Con el protocolo de Montreal quedo patente que:
Ha sido el mejor ejemplo de cooperación internacional en un tema medio
ambiental.
Es un ejemplo del principio de precaución en una toma de decisiones.
Se realizo un estudio por muchos expertos que trabajaron juntos para
tomar una decisión común.
La primera vez que se reconoció que se podían eliminar las sustancias
nocivas para la capa de ozono en diferentes momentos dependiendo de su
situación económica.
El primer acuerdo minuciosamente supervisado
No es el fin de la historia, debido a la larga vida de los CFCs en la
atmósfera, el cloro no alcanzo su pico máximo hasta el año 2005, y no
volverá a sus estados anteriores a su uso antes del 2050.
Países LEDCs (paises menos desarrollados) todavía tienen permiso
de usar los HCFCs hasta el año 2030. Además hay un comercio ilegal
de sustancias químicas que dañan la capa de ozono.

30. ( i ) Usando cálculos cuando sea pertinente , resuma las conclusiones que se pueden extraer de estos datos con respecto a la tasa de
crecimiento y al impacto relativo de la radiación UVB sobre estos dos tipos de fitoplancton
( ii) Teniendo en cuenta los datos , describa los posibles efectos de la reducción de ozono en el ecosistema marino antártico y la importancia
de estos impactos para el medio ambiente en general
( iii) Evalue los éxitos y las limitaciones de los acuerdos internacionales para reducir el fenómeno de la reducción del ozono

31. ¿ Qué papel pueden desempeñar las organizaciones internacionales en la reducción de emisiones
de sustancias que acaban con el ozono ?
Evalúe la eficacia relativa de los acuerdos internacionales para implementar y hacer respetar la
legislación favorecedora de la capa de ozono . Cite ejemplos concretos
Compare la reducción de la capa de ozono y el calentamiento global en lo que se refiere a los retos
que suponen y en los éxitos de las estrategias encaminadas a reducir los efectos de tales problemas.

32. •ENVIRONMENTAL SYSTEMS AND SOCIETIES. RUTHERFORD, Jill. WILLIAMS, Gillian. Editorial Oxford.
•Ciencias de la Tierra y Medioambientales. 2ºBachillerato. CALVO, Diodora, MOLINA, Mª Teresa, SALVACHÚA, Joaquin. Editorial
McGraw-Hill Interamericana.
Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente. 2º Bachillerato. LUFFIEGO GARCÍA, Máximo, ALONSO DEL VAL, Francisco Javier,
HERRERO MARTÍNEZ, Fernando, MILICUA ARIZAGA, Milagros, MORENO RODRÍGUEZ, Marisa, PERAL LOZANO, Carlota, PÉREZ
PINTO, Trinidad.
CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIAMBIENTALES 2º Bachillerato. MELÉNDEZ, Ignacio, ANGUITA, Francisco.
CABALLER, María Jesús. Editorial Santillana.
I.E.S. Cardenal Cisneros de Alcalá de Henares, Madrid. HERNÁNDEZ, ALBERTO
http://www.andaluciainvestiga.com/espanol/cienciaAnimada/sites/gotafria.swf
http://almez.pntic.mec.es/~jrem0000/dpbg/2bch-ctma/tema4/prediccion-tiempo.htm
http://www.atmos.washington.edu/2004Q4/211/09_OzoneDep.swf
http://www.bioygeo.info/Animaciones/Coriolis.swf
http://www.bioygeo.info/Animaciones/CGA.swf
http://www.bioygeo.info/Animaciones/Frentes.swf
http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/CTMA_presentaciones.htm
http://chopo.pntic.mec.es/~ajimen18/GEOGRAFIA8/page6.html
http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visualizations/es1904/es1904page01.cfm?chapter_no=19
http://www.fecyt.es/fecyt/docs/tmp/-2062958544.pdf
http://www.ieslosremedios.org/~elena/websociales/2bach/clima2b/corrienteenchorro.htm
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/ies_a_einstein/documentos/biologiaT
http://www.marviva.org/imatges/meteo/celulas-hadley-2.jpg
http://www.ieslosremedios.org/~pablo/webpablo/webctma/2atmosfera/GradientesVerticales.html
http://www.slideshare.net/isaacbuzo/comentario-de-un-climograma
BIBLIOGRAFÍA/PÁGINAS WEB