La capa de ozono impide que una gran parte de esta radiación UV nociva llegue a la superficie de la Tierra y dañe la vida vegetal y animal. De hecho, bloquea con éxito entre el 97 y el 99 por ciento de la radiación UV de frecuencia media procedente del sol, cuya longitud de onda oscila entre 200 nm y 315 nm. La capa de ozono debe su nombre a que contiene una mayor proporción de partículas de ozono, 
, que el resto de la atmósfera. Sin embargo, este número sigue siendo sólo de unas 10 partes por millón.
Fig. 1 - Diagrama de las distintas capas de la atmósfera terrestre
¿Qué es el agotamiento del ozono?
Cada primavera, la capa de ozono sobre la Antártida se adelgaza drásticamente. Este adelgazamiento se denomina agotamiento del ozono y está causado por la rápida descomposición de las partículas de ozono en la estratosfera. Aunque la capa de ozono fluctúa naturalmente en tamaño y grosor, la actividad humana ha sido responsable de su disminución sustancial en el siglo XX.
¿Cómo se crea y destruye el ozono?
Cuando una molécula de oxígeno es alcanzada por la luz ultravioleta, se divide en dos moléculas mediante un proceso llamado fisión homolítica.
La fisiónhomolítica es un tipo de ruptura de enlaces, en la que una molécula se divide en dos y cada uno de los fragmentos conserva uno de los electrones del par enlazado original. También se conoce como hemólisis.
Estas moléculas son radicales libres.
Un radical libre es un átomo o grupo de átomos con un electrón no apareado. Son extremadamente reactivos y suelen tener una vida corta, simplemente porque reaccionan muy rápidamente con otras especies.
Uno de estos radicales libres reacciona entonces con otra molécula de oxígeno, formando ozono,
. Las ecuaciones se indican a continuación:
Fig. 2 - Ecuaciones que muestran la formación de ozono
El ozono también puede ser destruido de forma natural por la luz ultravioleta. La reacción anterior se invierte, descomponiendo de nuevo el ozono en una molécula de oxígeno y un radical libre de oxígeno:
Fig. 3 - Ecuación que muestra la descomposición del ozono
La capa de ozono tiene un equilibrio natural, lo que significa que las partículas de ozono se crean y destruyen continuamente a igual velocidad. Sin embargo, la actividad humana altera el equilibrio, agotando los niveles de ozono estratosférico más rápidamente de lo que pueden reponerse.
¿Cómo provocan los CFC el agotamiento del ozono?
Los clorofluorocarbonos (CFC) son halogenoalcanos que sólo contienen átomos de carbono, cloro y flúor.
Un ejemplo de CFC es el triclorofluorometano, 
:
Fig. 4 - Triclorofluorometano. Observa que contiene tres átomos de cloro y uno de flúor.
El ingeniero estadounidense Thomas Midgley introdujo los CFC en la década de 1930. Rápidamente se hicieron populares como componentes de frigoríficos, aerosoles y como disolventes para la limpieza en seco, y fueron elogiados por su baja toxicidad, inflamabilidad y reactividad. Cuando empezamos a utilizar cada vez más CFC en una amplia gama de productos, inevitablemente se escaparon al medio ambiente y los niveles atmosféricos de CFC aumentaron. Esto se convirtió en un problema. Al ser tan poco reactivos, los CFC pueden viajar por la atmósfera durante años sin descomponerse, y finalmente llegan a la estratosfera. Allí son divididos por la luz ultravioleta para formarradicales libres de cloro , también por fisión homolítica.
¿Cómo causan los radicales de cloro el agotamiento del ozono?
Como todos los radicales, los radicales libres de cloro son extremadamente reactivos. Reaccionan con las partículas de ozono de la estratosfera, descomponiéndolas en moléculas de oxígeno. Las ecuaciones se muestran a continuación:
Fig. 5 - Ecuaciones que muestran la descomposición del ozono por los radicales libres de cloro
Esta reacción regenera el radical libre cloro para que el proceso pueda continuar. Es un ejemplo de reacción en cadena.
Lasreacciones en cadena son un tipo de reacción química. Uno de sus productos o subproductos hace que se produzca una reacción adicional, creando una serie continua de reacciones.
¿Cómo causa la actividad humana el agotamiento del ozono?
A lo largo del siglo XX, los seres humanos utilizaron y desecharon muchos frigoríficos, aerosoles y otros productos que contenían CFC. Esto aumentó la concentración de CFC en la capa de ozono, por lo que se produjo una elevada tasa de producción de radicales de cloro. Estos radicales descompusieron rápidamente el ozono de la capa de ozono, hasta que la tasa de agotamiento se hizo demasiado alta para que el equilibrio natural se equilibrara. Los niveles de partículas de ozono disminuyeron, especialmente sobre el polo sur, formando zonas de cobertura delgada que eran ineficaces para detener la radiación UV dañina que llegaba a la superficie de la Tierra. Esta radiación UV supone un gran riesgo para la salud de los seres humanos y del planeta Tierra. Por ejemplo, la luz UV puede
- Provocar daños en el ADN y mutaciones, que conducen a cánceres mortales.
- Provocar cataratas y quemaduras cutáneas en los seres humanos y otros animales.
- Dañar el fitoplancton.
- Obstaculizar la fotosíntesis en las plantas.
Alternativas a los CFC
Un acuerdo mundial llamado Protocolo de Montreal prohibió los CFC en muchos países a mediados de la década de 1990, y desde entonces se han desarrollado alternativas. Entre ellas están los hidroclorofluorocarbonos (HCFC) y los hidrofluorocarbonos (HFC).
Fig. 6 - Ejemplo de un HCFC, izquierda, y de un HFC, derecha
Los HCFC son menos estables que los CFC, por lo que liberan sus átomos de cloro más abajo en la atmósfera, donde hay una menor proporción de partículas de ozono que descomponer. Sin embargo, una proporción significativa de HCFC llega a la estratosfera. Por ello, los HFC pueden ser una alternativa mejor. Sólo contienen átomos de flúor, hidrógeno y carbono, y no tienen cloro presente que pueda convertirse en radicales libres. Sin embargo, son potentes gases de efecto invernadero, por lo que son perjudiciales para la Tierra de otra forma igualmente preocupante: contribuyendo al cambio climático.
Agotamiento de la capa de ozono - Puntos clave
- La capa de ozono es una capa de la estratosfera que absorbe la mayor parte de la radiación UV del sol. Contiene una mayor proporción de partículas de ozono que el resto de la atmósfera.
- Las partículas de ozono se crean y destruyen continuamente en un equilibrio natural.
- Los clorofluorocarbonos son moléculas que sólo contienen cloro, flúor y carbono, y son responsables de crear agujeros en la capa de ozono. Lo hacen rompiendo las moléculas de ozono más deprisa de lo que puede restaurarlas el equilibrio de la Tierra.
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