Ozó: cap al consens

1990/01/01 Aizpurua Sarasola, Joxerra Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Klima
• Ingurumena

El mes vinent de maig es compleixen cinc anys Joe Farman, B. Gardiner i J. Des que els Srs. Shanklin van fer pública les seves recerques en la prestigiosa revista “Nature”. Nosaltres “ Elhuyar. En el número 8 de “Ciència i Tècnica”, és a dir, a l'abril de 1987, publiquem per primera vegada les notícies sobre ozó. Des de llavors i fins que es compleixen tres anys, el problema de l'ozó ha estat una font de notícies rica que pot ser una bona ocasió per a explicar l'evolució d'aquest trastorn mental. Aquesta explicació s'inicia en el citat article.

Si ens fixem en el títol d'aquell article, que porta per títol “Disminueix el nivell d'ozó”, podem dir que actualment està plenament vigent, ja que des de llavors el “forat” s'ha incrementat.

A l'espera del que diuen les recerques actuals, hi ha quatre grans hipòtesis que tracten d'explicar aquest fenomen, les coses han canviat molt. Aquestes recerques van permetre superar una hipòtesi sobre les altres i fins i tot confirmar. Per tant, avui dia ningú posa que el focus del problema radica en les emissions a l'atmosfera de la nostra societat. També es coneix el tipus de substància que més contribueix a l'impacte de la capa d'ozó, és a dir, la família d'hidrocarburs clorofluoro (CFC). Això no significa que no hi hagi altres substàncies nocives, sinó que el seu índex d'afecció a l'ozó és menor. Per exemple, els òxids de nitrogen emesos a partir de combustibles fòssils danyen l'ozó, però no a la grandària dels CFCs.

En aquest diagnòstic la majoria de científics i investigadors estan d'acord, encara que encara no s'ha entès tota l'estructura del fenomen.

Però, quan i on es produeix el forat d'ozó?

És ben conegut que fins ara l'alarma s'ha produït en el Pol Sud. Per tant, aquesta serà la ubicació geogràfica del nostre estudi.

A través de fenòmens naturals que no estudiarem en aquestes pàgines, els vents en l'estratosfera tendeixen a anar de l'equador als pols. Per tant, les substàncies que per aquesta raó es troben en l'estratosfera, siguin o no contaminants, també es dirigeixen cap als pols. Així mateix, l'atmosfera polar es renova en poques ocasions, per la qual cosa l'atmosfera polar es considera un laboratori químic especial. Els científics s'han adonat d'aquesta situació, per la qual cosa des de fa temps es van iniciar recerques en aquests llocs. En concret, els nivells d'ozó s'han mesurat des de 1957.

La unitat més utilitzada i utilitzada per a mesurar la quantitat d'ozó és la unitat dobson. Es defineix com:

“Si les molècules d'ozó situades en un cilindre vertical amb un peu d'1 cm ² es posen a una atmosfera a pressió i a una temperatura de 20 °C, una unitat dobson representa una capa d'ozó de 0,01 mm”.

Si mesurem els nivells d'ozó en els diferents punts de la Terra, ens adonarem que aquest és completament variable, tant geogràficament com en el temps. El nivell d'ozó pot variar de 200 a 500 dobson, és a dir, de 2 a 5 mm.

Tornant al Pol Sud, es va observar que els mesuraments realitzats fins a l'any 1980 canviaven els nivells d'ozó entre 280 i 350 doson, aconseguint cada any un mínim en un període contret. Aquesta època es produïa al setembre o octubre, quan es produeix el canvi d'hivern a primavera.

Els mesuraments realitzats a partir de 1980 van generar gravetat entre els científics. Els nivells d'ozó disminuïen un 20% any rere any. El mínim fins avui es va produir l'any 1987, aproximadament 110 dobsones. En 1989 el mínim va superar un valor similar. Volem reiterar que aquests mínims es produeixen en les últimes setmanes de setembre i en les primeres setmanes d'octubre. Per tant, lector, en aquest moment no hi ha forats en el Pol Sud.

L'origen del problema es va determinar en 1988. Encara que abans se sospitaven, fins enguany no es va aclarir la cadena de reacció que es produïa en l'atmosfera.

El procediment de reacció en l'estratosfera del Pol Sud, sense entrar en terminologies químiques precises, és el següent:

“Quan el nitrat de clor (Clono 2) _present en l'atmosfera s'associa a l'àcid clorhídric (HCl), es formen l'àcid nítric (HNO 3) i la _molècula de clor (Cl 2) i l'àcid hipoclorós (HOCl). Quan apareix el sol, tant la molècula de clor com l'àcid hipoclorós es disocian formant Cl.”

L'àtom de Cl és el que ataca a l'ozó segons la següent fórmula:

A continuació, l'àcid hipoclorós es desfà per acció dels raigs solars i l'àtom de Cl alliberat represa la reacció (1).

Un àtom mitjà de clor pot destruir 100.000 molècules d'ozó.

Les poques reaccions esmentades requereixen condicions climàtiques molt especials. D'una banda, en l'estratosfera es necessita una temperatura inferior a -80 °C i, per un altre, es necessiten raigs solars. Trobar aquestes dues condicions alhora és molt difícil. Això només ocorre en la passada d'hivern a primavera. Quan sona el sol, escalfa l'estratosfera i fa impossible dur a terme les reaccions descrites anteriorment.

A pesar que l'àtom de clor ha estat declarat principal culpable, en els últims mesos s'ha detectat la presència d'una altra substància més nociva, el brom. No obstant això, atès que la quantitat de clor present en l'atmosfera és molt superior a la del brom, col·locarem el clor en la primera posició de la llista d'agressors d'ozó.

Una vegada comprovada la responsabilitat dels elements halogenats (Cl i B), va ser fàcil determinar les substàncies nocives. Les substàncies emeses a l'atmosfera des de les nostres indústries que contenen elements halogenats són substàncies de la família CFC. Aquestes substàncies es denominen freons (amb Cl) i halons (amb Br) en el llenguatge del carrer.

En el següent esquema es pot observar l'ús de CFCs a Europa:

La producció de CFCs ha crescut any rere any. Les substàncies més utilitzades són el CFC 11 i el CFC 12, però no són les úniques que es poden observar en el següent esquema:

La producció mundial de CFCs estimada en aquest moment és de 1,15 milions de tones i a més es pot observar en el següent quadre la mitjana de cada substància:

Aquestes substàncies no pugen ràpidament a l'estratosfera quan són emeses a l'atmosfera. La pujada és molt lenta, és a dir, s'estima que es necessita entre 10 i 20 anys. Segons això, les substàncies que ara ataquen l'ozó són les emeses en la dècada de 1960 a 1970. Tenint en compte que la producció de CFCs ha crescut espectacularment des de 1970 fins a l'actualitat, es pot predir un futur molt greu. segle. És un bon moment per a dir que la naturalesa no és gens lineal, és a dir, encara que les dades aportades auguren un futur negre, la naturalesa té mecanismes de defensa que no coneixem bé i, per tant, quan es fan afirmacions sobre el futur cal tenir grans incerteses.

Fins ara el problema ha aflorat especialment en el Pol Sud, però en els últims anys s'han produït les primeres alarmes en el Pol Nord. A més, tenint en compte que la major part de la producció mundial es realitza en l'hemisferi nord, sembla que pot haver-hi motius de preocupació. Però, per què en el Pol Nord no s'ha donat una situació tan greu com en el Pol Sud?

Per a respondre a aquesta pregunta és necessari analitzar les condicions climàtiques de tots dos llocs. El Pol Sud està envoltat d'aigua, per la qual cosa aquesta aigua manté pràcticament aïllada la seva atmosfera. Per contra, en estar el Pol Nord envoltat de continents, el canvi d'aire és més freqüent. No obstant això, l'aparició dels primers símptomes ha fet que els estats industrialitzats es trobin en un estat de relativa gravetat, molt prop del Pol Nord.

Quan l'ozó està en l'estratosfera, té efectes molt bons per a la vida, ja que no deixen passar els raigs ultraviolats. Però quan es produeix per contaminació als carrers dels nostres pobles, pot ser molt perjudicial per a la nostra salut. La presència dels Estats més industrialitzats en l'hemisferi nord fa que la quantitat d'ozó procedent de la via de la contaminació no sigui menyspreable. Aquest ozó es va acumulant en la troposfera (és a dir, entre els 10 km d'altura del sòl) i fa uns mesos s'ha descobert que aquest ozó també impedeix els raigs ultraviolats. Quina sort! Això no és més que una sorpresa que pot oferir la naturalesa.

En el títol d'aquest article s'ha utilitzat la frase “en via d'acord”, ja que existeix un tema de consens. Les majors discrepàncies encara es produeixen en la resolució d'aquest problema. És clar que si la producció de substàncies nocives es tallés per complet, el problema de l'ozó estaria en vies de solució, però aquestes són només paraules boniques. Quantes persones en atur? Com substituir alguns productes imprescindibles en la nostra societat? com orientar les planificacions econòmiques d'alguns països en desenvolupament?

Algunes de les preguntes que delimiten o condicionen la solució són:

En una reunió internacional celebrada a Mont-real en 1987, es va prendre la primera decisió per a solucionar el problema. En el mateix es va aprovar:

“2000. Per a l'any 2004, la producció mundial de substàncies CFC haurà de reduir-se a la meitat de la de 1986.”

Però aquest mateix any els nivells baixos d'ozó aconseguits en el Pol Sud van demostrar que aquesta decisió no era suficient. Posteriorment, en les reunions internacionals d'Hèlsinki i Londres s'han pres decisions més severes, deixant l'aprovació d'aquestes decisions a cada nació.

En general, les nacions avançades o desenvolupades tenen més possibilitats d'interrompre o substituir la producció que les nacions en desenvolupament. Productes substitutius, si existeixen en el mercat. Algunes d'elles pertanyen a la família de les substàncies CFC i encara que no danyen l'ozó, al no conèixer bé les seves propietats es veuen amb gran desconfiança.

“… la disminució de l'ozó augmentaria la quantitat de raigs ultraviolats que emeten en la Terra i, per tant, a més del càncer de pell abans esmentat, la mort de plantes i animals, mutacions, alteració de l'atmosfera, etc. un llarg etcètera” Així finalitzàvem el nostre article. Aquesta afirmació continua sent vàlida en l'actualitat.

Les proves realitzades en laboratori, almenys a petita escala, han demostrat en la pràctica l'efecte teòric que tindria l'augment del nivell de raigs ultraviolats. A més, les substàncies CFC, igual que els òxids de carboni, contribueixen a aquest efecte hivernacle. Per tant, el lector haurà de començar a prendre decisions de dades.