CUANDO EL OZONO SUENA.

La capa de Ozono se recupera

Manfredo Irigoyen
Hacer predicciones es muy difícil, especialmente cuando se trata del futuro (Niels Bohr).
"En un esfuerzo para salvar la capa de ozono, 29 naciones y la Comunidad Europea firmaron en setiembre de 1987 el Protocolo de Montreal sobre sustancias agotadoras de ozono (ODS en inglés). En la siguiente década, el Protocolo fue universalmente firmado por 197 naciones, acordando la prohibición del uso de clorofluorcarbonos (CFCs). Desde 1986, el consumo mundial de las ODS cayó más de 99%, alcanzando el cero desde 2010." (Did We Really Save the Ozone Layer? - http://wattsupwiththat.com/ 26 de octubre de 2015) En el artículo citado se presenta la siguiente gráfica:

Sin embargo, desde el último trimestre del año 2015 surgió en las noticias, tanto en sitios especializados como en medios periodísticos, que el agujero de ozono había alcanzado un récord de 28,2 millones de kilómetros cuadrados sobre la Antártica (Ozone Hole Over Antarctica Reaches Annual Maximum - NOAA, 29 de octubre de 2015)

¿Qué ocurrió, entonces, con los planes del Protocolo de Montreal y la incidencia en la economía y la eficiencia de su aplicación? ¿Ha resultado en un fracaso rotundo? Para responder esta última pregunta primero voy a intentar explicar varios temas y luego aportar una explicación plausible.

Entonces empecemos desde el principio: el ozono. En la naturaleza es prácticamente imposible encontrar el oxígeno en forma atómica O, siempre se encuentra en forma molecular O2 o combinado con otros elementos o compuestos como el agua donde dos átomos de hidrógeno se combinan con un átomo de oxígeno y así tenemos H2O. El ozono se compone de tres átomos de oxígenos O3 conformando una molécula que es inestable o muy reactiva.

Dice la Enciclopedia Británica (Readey Reference Index, tomo VII, página 659) "El ozono es un gas ligeramente azulado, cuyas moléculas consisten en tres átomos de oxígeno. Está siempre presente en la atmósfera de la Tierra aunque su mayor concentración se encuentra en la ozonósfera. Se forma allí como resultado de las radiaciones ultravioletas solares (longitudes de onda menores que 2,42 x 10-8 cm) (significa 100 millones de veces más chico que un centímetro. Este submúltiplo se llama nanómetro abreviado como nm, y es la milmillonésima parte de un metro). Cuando existe equilibrio fotoquímico la cantidad de ozono presente es igual a la destrucción. A causa de la fuerte absorción de la radiación ultravioleta por parte del oxígeno molecular y del ozono, la radiación capaz de producir ozono no puede llegar a las capas inferiores de la atmósfera y la producción fotoquímica (del ozono) es insignificante por debajo de los 20 km de altura (de la atmósfera)"

Lo que está entre paréntesis y en cursiva son aclaraciones mías para una mejor comprensión del texto citado.

Ahora tratemos de identificar a las moléculas, producidas artificialmente por la actividad humana, supuestamente culpables del agotamiento de la capa de ozono. En la década de 1920 los químicos de la empresa Du Pont producen y lanzan al mercado una familia de gases conocida como clorofluorcarbonos (CFC) por estar su composición basada, justamente, en determinada combinación de moléculas de cloro, flúor y carbono. Los más conocidos se comercializaron con el nombre de Freón-11 y Freón-12. El Freón-11 es la combinación de un átomo de carbono (C), una de flúor (F) y tres de cloro (Cl) siendo su fórmula entonces CFCl3 mientras que para el Freón-12 es la combinación de un átomo de carbono (C), dos de flúor (F) y dos de cloro (Cl) siendo su fórmula entonces CF2Cl2. Estos gases revolucionaron la técnica de enfriamiento volviendo las heladeras muy eficientes lo que permitió que los alimentos se pudieran conservar por mucho más tiempo sin que tuvieran efecto en la salud provocado por la putrefacción, y a un costo inferior.

En 1974 los químicos F. S. Rowland y M. Molina predijeron que los CFC no se desintegrarían rápidamente en la atmósfera y que de alguna manera llegarían hasta la estratósfera. Nació así la Teoría del Ciclo Catalítico del Cloro o Teoría Química de la destrucción de la capa de ozono. Según esta teoría los CFC viajarían hacia la parte más alta de la atmósfera por las corrientes ascendentes ecuatoriales hasta llegar a alturas donde los rayos ultravioletas tienen más energía (longitud de onda en el orden de los 190 nanómetros = Ultravioleta C o UV C). Con esta longitud de onda los CFC se disocian liberando cloro.

El fundamento de la teoría establecía que:
"Los átomos de cloro que se liberan son muy reactivos y muchos de ellos colisionan con átomos de ozono (debería decir moléculas) produciendo monóxido de cloro (ClO) y oxígeno molécular (O2)." Supuestamente el monóxido de cloro reacciona con oxígeno atómico dando de nuevo oxígeno molecular y liberando el cloro atómico que quedaría disponible para reaccionar nuevamente con el ozono, en una forma de reacción en cadena. Se estima, según la teoría, que un solo átomo de Cl liberado de los freones o CFC podría destruir 100.000 moléculas de ozono.

Cuando leí sobre este tema las primeras veces me extrañó mucho esta estimación: si la reacción es en cadena, y se cumple así, entonces no debería detenerse sino que tendría que reaccionar hasta agotar totalmente el ozono disponible en la estratósfera. Resulta que las moléculas de cloro también pueden reaccionar con el dióxido de nitrógeno (NO2), que por cierto es muy abundante en la atmósfera, formando nitrato de cloro (ClNO3) y así se cortaría el ciclo cloro catalítico del ozono. Puede ser una buena explicación para que esta reacción no siga hasta agotar completamente el ozono estratosférico. Pero entonces viene la siguiente pregunta, si el dióxido de cloro que es muchísimo más abundante en la atmósfera, en las capas inferiores especialmente, puede reaccionar con los freones, entonces debería ser neutralizado en su supuesto viaje hacia la estratósfera y además hacia el sur luego de ser liberado en el hemisferio norte.

Cuando seguí leyendo vino mi gran sorpresa: los Freones son 4,1 a 4,6 veces más pesados que el aire. No pueden subir como el hidrógeno o el helio. De hecho en las capas altas de la atmósfera se pueden encontrar muchos gases, pero no se ha encontrado Freones en cantidades suficientes como para ser considerados integrantes de una reacción, ni mucho menos se ha encontrado Freones en las capas donde los rayos ultravioletas tienen la energía suficiente para disociar la molécula de CFC.

Recién ahora estamos en condiciones de explicar la situación actual. En realidad en la estratósfera sobre el polo sur se forma lo que se conoce como Vórtice Polar Sur, que ocurre desde fines del invierno y toda la primavera, donde se forman vientos de hasta 400 km/hora y con temperaturas cercanas a 80 - 90 grados centígrados bajo cero. Ese vórtice tiene características tales que no permite que salga ningún gas que esté adentro, así como tampoco pueden ingresar gases desde el exterior del vórtice. Es en esas circunstancias, totalmente naturales, que la concentración relativa del ozono varía. Sin embargo vuelve a las concentraciones estimadas como normales cuando el vórtice desaparece en el verano. En síntesis, por más que Molina haya recibido un premio Nóbel de química, los datos, la evidencia científica y hasta los registros de satélite indican que los Freones (y todos los demás gases utilizado por el hombre que también han sido acusados de afectar la capa de ozono) no tienen nada que ver con la variación de la densidad de la capa de ozono en el hemisferio sur ni en la capa de ozono presente en la estratosfera en todo el planeta.

Sin embargo, es evidente la presencia de cloro encontrado por los globos sondas que se utilizan para estudiar la composición de la atmósfera en el polo sur. Estos globos sondas detectan una inusual cantidad de cloro, pues resulta que son lanzados desde la estación de investigación en la Antártida de Estados Unidos (Base McMurdo) y pasan sobre la columna de emisión del volcán Erebus (que está a 10 km de la Base McMurdo). Este volcán aporta a la atmósfera 360.000 toneladas anuales de cloro, mientras que se estima que en el mundo entero el aporte de cloro de los freones sería de 7.500 toneladas al año (casi 50 veces menos que ese único volcán, sin contar todas las demás fuentes naturales de cloro, especialmente el mar). La suma total de aporte de cloro a la atmósfera por procesos naturales es tal que aunque se liberara todos los freones producidos y utilizados por el hombre desde su invención, resultaría que su efecto sería insignificante y despreciable.

Hasta aquí, la respuesta a la pregunta planteada es que la capa de ozono no se está rompiendo ni desapareciendo, simplemente varía su concentración por causas naturales. Para más datos concretos, mediciones de intensidad de rayos ultravioletas realizadas durante los últimos 25 años en la superficie del planeta no presentan ninguna variación significativa.

Ahora veamos la química del ozono y los fenómenos físicos del Vórtice Polar Sur. Dijimos que la molécula de ozono es tan inestable que en realidad no necesita de nadie o de nada para explicar su variación. Basta con que una molécula de ozono O3 choque con otra molécula igual para que se produzcan 3 moléculas de oxígeno O2 (y encima en el proceso liberan calor! 64 kcal/mol).

Ahora bien, supongamos que eliminamos todo el ozono y consideremos las consecuencias de que tal cosa ocurra. Cuando se habla del ozono y la capa o agujero (en realidad el término agujero aplicado a este caso no es literalmente correcto pues se refiere a una disminución de la concentración, no a una desaparición del ozono) se da por asumido que es el ozono que se encuentra en la zona más sur del hemisferio sur. Pero además la mayor densidad de la capa de ozono se ubica en la atmósfera entre los 22 y 35 km sobre la superficie del planeta. A esa altura y considerando la inclinación del sol, los rayos que pasan por esa fracción de la atmósfera no tocan nunca la tierra.

Ahora veamos el efecto verdadero del ozono como escudo de ultravioletas, tal como se lo denomina. Si comprimimos toda la capa de ozono a la temperatura y presión del nivel del mar nos quedaríamos con un espesor de 2,75 milímetros. ¡Menuda capa diría yo! Apenas llega a la categoría de lámina.

En realidad el verdadero escudo protector de los rayos solares de alta energía, entre ellos los ultravioletas, son filtrados por toda la atmósfera y no sólo por una capa de un gas en particular. Y eso sucede en los últimos 20 km más cercanos a la superficie del planeta. Pero además la exposición de los humanos a los rayos ultravioletas, de forma moderada, es hasta necesario para tener una buena salud pues interviene entre otras cosas en la formación de vitaminas y además en el bienestar general.

En un promedio anual la diferencia de rayos ultravioletas que alcanzan la superficie del planeta varía 50 veces entre los polos y el ecuador. Dicho en otras palabras, en promedio la radiación ultravioleta es 50 veces más (o 5000 %) en el ecuador que en el polo, es decir que por cada 100 km que nos acercamos al ecuador (el viaje desde Montevideo hasta la ciudad de Florida) el aumento de radiación es del 10%.

Las profecías más catastróficas de los ecologistas consideran que la capa de ozono disminuirá en un 5%. Pero el aumento de radiación en la superficie que esto podría provocar sería igual al 10% a nivel del mar. Por eso es que hice la cuenta con los 100 km hasta Florida.

Supongamos ahora, en la consideración más absurda, que desaparezca el 100% de la capa de ozono, que se destruya toda y no exista más. El aumento que se asume en la radiación ultravioleta sería del 200%, apenas el equivalente en viajar 2.000 km hacia el ecuador.

Entonces la respuesta final a las preguntas iniciales es que una vez más, en una creencia infundada que la humanidad es capaz modificar ciclos naturales y que además somos tan poderosos que podemos revertir esos procesos, la evidencia demuestra que estamos equivocados. Los efectos de la actividad humana frente la actividad natural es inexistente. Esta respuesta está en contradicción absoluta respecto a lo que se sostiene, en forma insistente, que si disminuye la capa de ozono, para algunos, o si se termina, para otros, la vida en el planeta desaparece. En mi opinión es francamente exagerada y no tiene sustento.

La explicación más razonable para la situación actual de las condiciones de la capa de ozono sobre la Antártida es que se ha producido un mínimo en las temperaturas de estratosfera, lo que provocó una profundización en el vórtice polar sur.

Manfredo Irigoyen