El ozono es una variedad alotrópica del oxígeno, esto es que el oxígeno puede existir como elemento de más de una forma, una de estas es la que conocemos como ozono.
El oxígeno raramente existe en estado monoatómico (O); normalmente se asocia con otro átomo del mismo elemento y adopta la forma biatómica (O2) que es con la que estamos más familiarizados, siendo esta molécula más estable. Cuando al oxígeno biatómico O2 le suministramos energía se forma la molécula de ozono, O3 mediante la reacción: 3O2 (g) Energía -> 2O3 (g)
El gas ozono tiene un color agudo y permanente. En su estado puro es de color azul. Cuando se enfría a 162º K (punto de ebullición), el ozono forma un líquido azul oscuro que es explosivo en virtud de la tendencia espontánea del ozono para descomponerse en oxígeno. Si se lo enfría para llegar a los 251,4 ºC bajo cero (punto de fusión), es un sólido de color violeta negruzco. Se descompone en presencia de Cloro y oxida a la mayor parte de los metales. Es más estable a altas temperaturas, y es muy peligroso ya que en ciertas concentraciones es violentamente explosivo.
Es más pesado y activo que el oxígeno. También es más oxidante, razón por la cual se lo utiliza como desinfectante y germicida, debido a la oxidación de las bacterias que este efectúa. Se ha utilizado para purificar agua, destruye la materia orgánica, o el aire en hospitales, submarinos, etc. Puesto que la oxidación de compuestos coloreados suele dar lugar a compuestos incoloros, el ozono se utiliza como agente blanqueador para ceras, almidón, grasas y barnices. Cuando se agrega en pequeñas cantidades al aire, el ozono elimina los olores, pero se debe utilizar con cuidado y en concentraciones muy bajas puesto que irrita los pulmones.

La generación de ozono
El ozono se produce cuando grandes cantidades de energía se ponen en contacto con las moléculas de oxígeno, haciendo que estas se dividan en átomos individuales (radicales libres), estos a su vez reaccionan con moléculas de oxígeno, reacción favorecida por la presencia de un catalizador en el medio, y forman moléculas de ozono.
Este gas es sumamente inestable y el tercer átomo de oxígeno tiende a escaparse generalmente unos segundos después de su formación.
Las mayores cantidades de ozono de la atmósfera se producen por acción de los rayos ultravioletas, que penetran en esta y la altura de la estratósfera, entre los 10 a los 50 Km., producen una reacción fotoquímica.
El oxígeno es prácticamente transparente a la luz visible (400 a 800 nm), y al UV próximo (240 a 360 nm), pero es un gran absorbente de la radiación del extremo UV del espectro (160 a 240 nm).
Cada fotón de esta longitud de onda impacta disocia una molécula de oxígeno en 2 radicales libres: O2 hv ->O O
La reacción siguiente requiere de la participación de un catalizador que es liberado a la atmósfera una vez finalizada su función: O O2 M -> O3 M
Siendo M un catalizador.
Una vez obtenida la molécula de ozono, recomienza el proceso cuando un fotón impacta contra esta revirtiendo la reacción: O3 uv ->O2 O
Las reacciones de producción fotoquímica de ozono y de destrucción del mismo se llama respectivamente: ozogénesis y ozonólisis. Estas dos reacciones conducen a un equilibrio fotoquímico mediante el cual se mantiene una pequeña concentración de O3 en la alta atmósfera que protege a manera de escudo a los seres vivos que habitan la Tierra de los rayos ultravioletas.
El ozono cuenta con la ayuda de gases reservorios que lo protegen reaccionando con algunos catalizadores.
Estos gases son HC1, HOCL y CIONO2 (este último puesto en duda como veremos más adelante). La formación del ozono se da en la alta estratósfera, sobre todo en el Ecuador donde la radiación solar y por lo tanto también la de UV, llegan en forma vertical. Desde aquí es transportado hacia los polos y la baja estratósfera.
El ozono comparte la estratósfera con el oxígeno, el vapor de agua, el dióxido de carbono, el hidrógeno y el nitrógeno. Generar ozono en forma industrial es un proceso común que consiste en someter al aire o a oxígeno a una descarga eléctrica, si bien es un procedimiento sencillo, es caro.
Otro método de generación de ozono se da como consecuencia de la urbanización del hombre; el aire que está sobre los continentes se enturbia y filtra casi todas las ondas más cortas que ya han atravesado la capa de ozono. Los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos tienen características negativas que con un poco de luz (UV) se descomponen formando ozono en la baja atmósfera lo que trae como consecuencia nauseas y efectos irritantes en las vías aéreas superiores de las personas y de animales.

La radiación ultravioleta
El sol emite radiación de diferente longitud de onda, la parte del espectro radiante que se encuentra comprendida entre los 100 nm y los 390 nm aproximadamente es a la que llamamos radiación ultravioleta.
Existen tres tipos de esta radiación:
a) UV-A de mayor longitud de onda
b) UV-B de longitud de onda intermedia
c) UV-C de menor longitud de onda
La radiación UV-C es la más penetrante y letal para la vida de la biosfera.
Casi el 99% de la radiación ultravioleta del Sol que alcanza la estratósfera se convierte en calor mediante una reacción química que continuamente recicla moléculas de ozono.

Distribución del ozono en la atmósfera
La distribución del ozono en la atmósfera es variable, depende de la altitud, de la época del año, de la temperatura, y acompaña también al ciclo solar.
Una variable importante en esta distribución es el momento de apertura del vórtice polar.
Este es un enorme remolino que se forma en la atmósfera sobre el polo sur, que produce corrientes de aire circulares y huracanadas que encierran masas de gases. Esto impide el intercambio de estos gases con el exterior, por causa de la formación de una pared de corrientes de aire.
Este proceso evita el ingreso de las corrientes cálidas del Ecuador cargadas de ozono. Este fenómeno que controla en gran medida la cantidad de O3 en la atmósfera polar solo se presenta en el Polo Sur debido a que el Polo norte tiene un relieve que impide la formación de remolinos. También la presencia de cadenas montañosas de Norte América, Europa y Asia frenan la llegada de los vientos.
Dentro del vórtice polar se anulan las reacciones fotoquímicas, pero no las químicas. En el mismo se forman nubes estratosféricas polares (15 a 20 Km. de altura) que están constituidas por gases atmosféricos condensados. Por ejemplo el Cl2 , se almacena inerte en la oscuridad del invierno polar y en la primavera se activa disociándose en radicales libres de cloro: Cl2 ->Cl Cl
estos radicales son muy activos y comienzan el ciclo destructor del ozono en la estratósfera.
Los años en que se registraron las menores concentraciones de O3, fueron en los que el vórtice se abrió más tardíamente.
Otro factor que influye es la diferencia de temperaturas entre los polos, siendo la temperatura del Polo Sur 10 a 15 ºC menor que la del Polo Norte. El punto de máxima concentración del ozono es en la estratósfera a las 22 km. de altura.

¿Como se mide el ozono?
Las mediciones de concentración de O3 en la atmósfera se realizan con globos sonda, con cohetes o con satélites provistos de espectrógrafos que analizan la radiación.
Las primeras mediciones son del año 1930 de una estación meteorológica de Arosa en Suiza.
Estas concentraciones se miden en unidades Dobson, donde: 1 UD = 2.7 x 1018 (moléculas O3/cm3)
Entre los trópicos la concentración normal es de 250 a 260 UD, en latitudes mayores las concentraciones superan las 400 UD; en el polo sur en septiembre, octubre durante la primavera son 125 a 150 UD.

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