Ozono

¿ Qué es el ozono?

El ozono de fórmula general O3, es una molécula compuesta por tres átomos de oxígeno. Es un gas azul pálido, que al enfriarlo a bajas temperaturas condensa a un líquido, de punto de ebullición de −192.2 ºC, azul oscuro, y finalmente solidifica con un color negro-violeta y punto de fusión de −112 ºC.

ozono O3

Presenta un olor picante, que recuerda al del cloro. Al ser más inestable que el gas oxígeno, O2,  descompone con facilidad. Esto hace que, industrialmente en lugar de almacenarlo y transportarlo, cuando se necesita se genera in situ. Además, como oxida a los metales, se deben utilizar materiales resistentes a la oxidación como: titanio, vidrio, acero inoxidable, aluminio o polímeros como teflón (politetrafluoroetileno, PTFE). Debido a su inestabilidad se utiliza en la industria en bajas concentraciones.

Se encuentra a concentraciones muy bajas en las partes inferiores de la atmósfera, y a concentraciones altas en la estratosfera. Allí, absorbe la mayor parte de la radiación ultravioleta UV del Sol.

Estructura

La estructura del ozono, O3, se determinó por primera vez en 1865. Posteriormente, se demostró que presentaba una estructura angular, a diferencia de, por ejemplo, el dióxido de carbono (CO2) que aunque está formado por tres átomos presenta una estructura lineal.

Generación

En la naturaleza el ozono se genera en la atmósfera superior debido a la radiación ultravioleta, y también se puede originar asociado a la descargas eléctricas de los rayos.

Artificialmente, el ozono se puede generar de dos formas que simulan estos dos fenómenos naturales: mediante descarga de corona silenciosa, y por radiación ultravioleta (UV).

Radiación ultravioleta

La generación ultravioleta (UV) es como el proceso de creación de ozono en la atmósfera superior. Por tanto implica el uso de una lámpara de mercurio (λ < 240 nm) y crea problemas en torno a los desechos del material.

O2  —(fotón)→  2O

La molécula de ozono así formada puede ahora absorber un fotón de energía UV y disociarse en oxígeno.

O3→ O2 + O + energía cinética

Descarga de corona

El efecto corona es un fenómeno que se produce por la ionización del gas que rodea a un conductor eléctrico cargado. Se observa espontáneamente en las líneas de alta tensión, y se aprecia en forma de halo luminoso. Así, debido a que los cables tienen sección circular, el halo tiene forma de corona, y de ahí su nombre. Este método es similar a cómo se genera el ozono en los rayos. El método de corona produce más ozono que el de UV y además es un proceso mucho más eficiente.

En el método de descarga de corona, el ozono se genera mediante una descarga electrica, a partir de oxígeno que se ha limpiado previamente.
El oxígeno se limpia en unos secadores y filtros. Posteriormente, sufre mediante la descarga eléctrica una rotura homolítica en dos átomos de oxígeno.

O2  →  2O

Posteriormente, reaccionan con una molécula de O2 para generar el ozono.

O2 + O + M → O3 + M

Interviene M, que es un tercer componente que absorbe el exceso de energía de la reacción.

Efectos del ozono en la salud

El ozono puede dañar los pulmones, causando dolor en el pecho, tos, falta de aliento e irritación de la garganta. También puede empeorar enfermedades respiratorias crónicas como el asma y comprometer la capacidad del cuerpo para combatir las infecciones respiratorias, incluso en personas sanas. Las personas que tienen asma y alergia son más propensas a los efectos adversos de los altos niveles de ozono. Por ejemplo, aumentar las concentraciones de ozono a niveles inseguros puede aumentar el riesgo de ataques de asma.

Se han estudiado los efectos de la exposición aguda y crónica al ozono en la salud humana. Así, muchos estudios sugieren que el ozono es perjudicial para las personas en los niveles que actualmente se encuentran en las zonas urbanas (véase Stewart y cols. e informe de US EPA). También, se ha demostrado que el ozono afecta el sistema respiratorio, cardiovascular y nervioso central. Además, se asocian la exposición al ozono con la muerte temprana y los problemas de salud y desarrollo reproductivos.