Palabras clave
- Ozono troposférico: El ozono que se encuentra en la troposfera, recibe el nombre de ozono troposférico y sus mayores concentraciones se localizan entre la superficie terrestre.
- Ozono estratosférico: La capa que se encuentra por encima de la troposfera se llama estratosfera, y es ahí donde se encuentra el ozono “bueno” que protege la vida en la tierra al absorber parte de los rayos ultravioleta del sol.
- SAO: Sustancias que agotan la capa de ozono.
Objetivos
- Dar a conocer cuales son los gases precursores de la capa de ozono, así como también como se generan y consecuencias.
- Explorar cuales son las dependencias que regulan la emisión de estos gases.
Resumen
Los GPO son compuestos químicos que participan en la formación del ozono (O3) en la atmósfera a través de reacciones fotoquímicas. Estos gases dependiendo de su concentración y ubicación en la atmósfera tienen diversos efectos.
En áreas urbanas altamente contaminadas, la presencia de SO2 y otros contaminantes atmosféricos puede contribuir indirectamente a la formación de ozono. La legislación a nivel nacional e internacional busca controlar y reducir las emisiones de estos GPO para proteger la salud pública y el medio ambiente.
El ozono tiene efectos nocivos sobre la vegetación, ya que deteriora las hojas de los árboles y plantas, así como reduce el rendimiento de los cultivos y el crecimiento de los bosques debido a que interfiriere en la capacidad de almacenar y producir nutrientes, lo cual, hace más susceptibles las plantas e insectos, a otros contaminantes y a las inclemencias del tiempo.
El ozono deteriora materiales de uso común, como el caucho, el nylon, los plásticos, los colorantes y las pinturas, corroe metales y deteriora las llantas de los vehículos.
En general, los efectos negativos del incremento del ozono superficial contrastan ampliamente con los efectos positivos del ozono estratosférico. Sin embargo, un aspecto positivo de la presencia natural del ozono superficial es el de contribuir a remover otros gases emitidos por actividades humanas o naturalmente, como es el metano, el monóxido de carbono y los óxidos de nitrógeno.
Introducción
El ozono es un gas que se encuentra en varias regiones de la atmósfera, pero es más conocido por su presencia en la estratosfera, donde forma la “capa de ozono” que protege a la Tierra de la radiación ultravioleta (uv) proveniente del sol. Sin embargo, también se encuentra en la troposfera, la capa más baja de la atmósfera, donde puede tener efectos positivos al igual que negativos.
El ozono troposférico es un componente del smog y puede ser perjudicial para la salud humana. Su formación es el resultado de complejas reacciones fotoquímicas entre los gases precursores del ozono (GPO), la radiación solar y otros factores atmosféricos. Los principales GPO incluyen los óxidos de nitrógeno (NOx), los compuestos orgánicos volátiles (COV) y óxidos de azufre (SOx).
El ozono (O3) es un gas altamente reactivo cuyas moléculas están formadas por tres átomos de oxígeno.
El ozono atmosférico absorbe la radiación ultravioleta (UV) del sol, especialmente los dañinos rayos UVB. La exposición a la radiación UVB está relacionada con un mayor riesgo de cáncer de piel y cataratas, así como con daños en plantas y ecosistemas marinos. El ozono atmosférico se denomina a veces ozono “bueno”, por su función protectora, y no debe confundirse con el ozono “malo” troposférico, o a nivel del suelo, un componente clave de la contaminación atmosférica que está relacionado con las enfermedades respiratorias.
La capa de ozono en la estratosfera protege la vida en la tierra de los rayos ultravioleta de la luz solar, la reducción de la capa de ozono aumenta el nivel de radiación ultravioleta que llega a la superficie de la tierra, lo cual, a su vez, puede aumentar las probabilidades de sobreexposición a los rayos ultravioleta y los problemas de salud asociados con ello, como cáncer, cataratas e inhibición del sistema inmunitario.
Desarrollo
Los GPO son un grupo de compuestos químicos que desempeñan un papel fundamental en la formación del ozono (O3) en la atmósfera terrestre. Estos gases son esenciales en la química atmosférica y tienen un impacto significativo en la calidad del aire, la salud humana y el medio ambiente. Los principales gases precursores del ozono:
- Óxidos de nitrógeno (NOx):
Los óxidos de nitrógeno son compuestos formados por nitrógeno y oxígeno, siendo los más comunes el óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2).
Son liberados principalmente por la quema de combustibles fósiles en vehículos automotores y fuentes industriales.
En la atmósfera, los NOx reaccionan con compuestos orgánicos volátiles (COV) bajo la influencia de la luz solar para formar ozono troposférico, que es un componente del smog y puede ser dañino para la salud humana.
- Compuestos Orgánicos Volátiles (COV):
Los COV son compuestos químicos que contienen carbono y se evaporan fácilmente en la atmósfera.
Proceden de fuentes naturales y antropogénicas, como la evaporación de disolventes, la quema de combustibles fósiles y las emisiones de la vegetación.
Los COV también reaccionan con los NOx en presencia de la luz solar para formar ozono troposférico y otros compuestos perjudiciales para la calidad del aire.
Óxidos de azufre (SOx): La presencia de SO2 en la atmósfera puede conducir a la formación de partículas finas de sulfato y a la formación de aerosoles, que pueden tener efectos de enfriamiento en el clima y reducir la cantidad de radiación solar que llega a la superficie de la Tierra. Además, el SO2 puede reaccionar con otros compuestos en la atmósfera para formar ácido sulfúrico (H2SO4), que contribuye a la formación de partículas de aerosol ácido.
Este conjunto de gases precursores interactúa en la atmósfera de formas complejas, contribuyendo a la formación del ozono troposférico y a la generación de la contaminación atmosférica. Por lo tanto, comprender su función y su influencia en la química atmosférica es crucial para abordar problemas de calidad del aire, smog y salud pública.
Parece bastante claro que la causa del incremento del ozono troposférico está en el aumento de la emisión de gases precursores, hidrocarburos y óxidos de nitrógeno, liberados en los procesos de combustión de los vehículos, sistemas de calefacción, industrias y centrales de producción energética. Asimismo, la evaporación de disolventes, de combustibles y la combustión incompleta de todo tipo de materiales fósiles producen un amplio abanico de hidrocarburos que se liberan a la atmósfera.
El ozono troposférico no es una sustancia emitida directamente a la atmósfera sino un contaminante secundario y es el compuesto más representativo de los oxidantes fotoquímicos y uno de los principales ingredientes del smog urbano. Su proceso de formación comienza con la emisión del dióxido de nitrógeno (NO2) y de hidrocarburos, a los que se les conoce como los “precursores” principales para la formación del ozono, los cuales son compuestos que reaccionan en la presencia de calor y de luz solar para producir ozono.
Hidrocarburos + NO2 + calor + luz solar = Ozono
Particularmente, cuando hay temperaturas elevadas, condiciones secas y hay poca mezcla de las corrientes de aire, el ozono superficial puede acumularse a niveles tóxicos. La producción de ozono superficial no contribuye significativamente a la abundancia del ozono estratosférico.
Legislación
La legislación relacionada con los GPO varía significativamente de un país a otro y de una región a otra. Sin embargo, en el ámbito internacional, el tema de la protección de la capa de ozono y la regulación de sustancias que agotan el ozono ha sido abordado principalmente a través del Protocolo de Montreal – Actualmente con su Enmienda Kigali. A continuación, se proporciona una visión general de la legislación global y algunas iniciativas regionales relacionadas con los gases precursores del ozono:
Protocolo de Montreal: Este acuerdo internacional, adoptado en 1987 y enmendado en varias ocasiones, se centra en la protección de la capa de ozono estratosférico, es decir, en las SAO (Sustancias Agotadoras del Ozono). El Protocolo de Montreal prohíbe y regula la producción y el consumo de sustancias que agotan el ozono (SAO), incluyendo los clorofluorocarbonos (CFC), los halones, los clorocarbonos y otros compuestos químicos. Ha sido ampliamente adoptado y ratificado por la mayoría de los países del mundo.
Unión Europea: La UE ha implementado regulaciones estrictas para controlar las emisiones de gases precursores del ozono. Esto incluye la Directiva sobre Emisiones Industriales y la Directiva sobre Contaminantes Atmosféricos, que establecen límites máximos de emisión para compuestos como los óxidos de nitrógeno (NOx) y los compuestos orgánicos volátiles (COV) que contribuyen a la formación de ozono troposférico.
En México
La estrategia señala que la gestión efectiva de los contaminantes climáticos de vida corta (CCVC) se considera parte de la Política Nacional de Cambio Climático (PNCC) y como tal, forma parte de la materia evaluable que tiene a su cargo la Coordinación de Evaluación del Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC).
Esta coordinación, creada por la Ley General de Cambio Climático (LGCC) se encuentra conformado por seis personas, Consejeras y Consejeros Sociales, junto con el o la titular del Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático. La evaluación de la PNCC se centra en valorar el avance en el cumplimiento de los objetivos de adaptación y mitigación contenidos en la propia LGCC.
La Política Nacional de Cambio Climático (PNCC) se define como el “conjunto de intervenciones públicas desarrolladas por los tres órdenes de gobierno que contribuyen a reducir las emisiones de gases y compuestos de efecto invernadero y transitar hacia una economía baja en carbono, así como también, a disminuir la vulnerabilidad y fortalecer la adaptación de la población, los ecosistemas y los sistemas productivos ante los efectos del cambio climático”.
El documento también apunta que la política pública establecida prevé una gestión efectiva de los COV, y la generación de cobeneficios en la salud y en el bienestar de la población, para lograrlo, la PNCC considera la prevención y control de las emisiones de carbono negro y de precursores de ozono troposférico, el aceleramiento de la sustitución y mejoramiento en el manejo de refrigerantes tales como CFC, HFC y Clorodifluorometano (HCFC), y el control, disminución y aprovechamiento de las emisiones fugitivas de metano.
Normas Oficiales Mexicanas (NOM):
La Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) emite normas oficiales mexicanas que establecen límites máximos permisibles para la emisión de contaminantes atmosféricos, incluyendo gases precursores del ozono como los óxidos de nitrógeno (NOx) y los óxidos de azufre (SOx).
Por ejemplo, la NOM-085-SEMARNAT-2011 Contaminación atmosférica-Niveles máximos permisibles de emisión de los equipos de combustión de calentamiento indirecto y su medición. Que establece los límites máximos permisibles de emisión de contaminantes para diversas fuentes industriales.
Las regulaciones y políticas relacionadas con los gases precursores del ozono se han vuelto más estrictas con el tiempo debido a la creciente conciencia de los impactos negativos en la salud humana y el medio ambiente. Los esfuerzos internacionales, regionales y nacionales continúan evolucionando para abordar estos problemas y reducir las emisiones de gases precursores del ozono.
Conclusión
En conclusión, los gases precursores del ozono desempeñan un papel crucial en la química atmosférica y tienen un impacto significativo en la calidad del aire, la salud humana y el medio ambiente. Estos gases, que incluyen los óxidos de nitrógeno (NOx), los compuestos orgánicos volátiles (COV) y en ciertos contextos los óxidos de azufre (SOx), contribuyen a la formación del ozono troposférico, que es un componente clave del smog y puede ser dañino para la salud.
La interacción compleja entre estos gases, la radiación solar y otros factores atmosféricos crea un desafío para la gestión y la regulación de la calidad del aire. La legislación a nivel nacional e internacional, como el Protocolo de Montreal-Enmienda Kigali y las regulaciones locales, busca controlar y reducir las emisiones de estos precursores para proteger la salud pública y el medio ambiente.
La importancia de abordar los gases precursores del ozono radica en sus efectos negativos en la salud respiratoria de las personas, su contribución al cambio climático debido al potencial de calentamiento global de algunos de estos gases y su capacidad para dañar la vegetación y los ecosistemas terrestres. Como resultado, se están realizando esfuerzos continuos para reducir las emisiones de estos gases a través de tecnologías más limpias, regulaciones más estrictas y la promoción de prácticas más sostenibles en áreas como la industria, el transporte y la agricultura.
Bibliografía
- https://www.unep.org/ozonaction/who-we-are/about-montreal-protocol
- https://news.un.org/es/story/2023/01/1517772
- http://www.ideam.gov.co/web/tiempo-y-clima/ozono-troposferico
- file:///C:/Users/bei_o/Downloads/Dialnet-ElOzonoAtmosfericoBenefactorOMalhechor-5165796%20(1).pdf
- Gases precursores de ozono troposférico (miteco.gob.es)
- Estudio de los principales procesos que originan emisiones de gases a la atmósfera.pdf
- Dialnet-ElOzonoAtmosfericoBenefactorOMalhechor-5165796.pdf
- ¿Cuáles son las principales fuentes de precursores de ozono? (portalambiental.com.mx)
- Qué es el OZONO TROPOSFÉRICO y qué efectos produce (ecologiaverde.com)
Autores:
Jorge Alfaro Díaz
Estudiante de Ingenieria Ambiental
Instituto Tecnologico de Abasolo
Jesus Galindo Sotelo
Estudiante de Ingenieria Ambiental
Universidad Politecnica de Guerrero