1. El proyecto
“Global Ozone Project”
1

2. Módulo 1 – El Ozono
2

3. Lección 1 – Fundamentos de la
contaminación atmosférica
3

4. Lección 1 :Objetivos
Al final de esta lección, los alumnos deberán
poder:
• Definir los seis principales contaminantes del
aire regulados en la legislación
• Identificar la diferencia entre el ozono
estratosférico y el ozono troposférico
• Citar las cinco capas de la atmósfera
4

5. Composicion del aire y definición de
contaminación del aire
Contaminación del aire
(por gases): presencia
en el aire de cualquier
gas de origen
antropogénico en
cantidad suficiente para
provocar un cambio
sensible en su
composición
Composición del aire en la troposfera
5

6. Contaminación + climatología estable = agravamiento
de efectos
1948 en Donora, PA
1952 en Londres, UK
La columna de
Nelson entre el
smog de 1958
Este episodio de cotaminación causó la
muerte de 20 personas, y la mitad de los
14.000 habitantes de la población
enfermaron a causa de emisiones
industriales agravadas por una climatología
estable.
La columna de
Nelson hoy
Este episodio de contaminación causó la
muerte de 4.000 personas y la
enfermedad de 100.000 más,a causa de
emisiones industriales y urbanas
agravadas por una climatología estable.
6

7. La Clean Air Act de los EEUU
• Después de la mortalidad por episodios de contaminación en
USA en 1947, se estableció la urgente necesidad de regular la
calidad del aire para evitar que estos episodios no volvieran a
ocurrir. La primera Clean Air Act fue ratificada en los Estados
Unidos en 1963.
• LA Clean Air Act of 1970 dió a la “US Environmental
Protection Agency (EPA)” la autoridad para regular la
contaminación, identificandose seis contaminantes
prrioritarios para su vigilancia y control:
– Monóxido de carbono (CO)
– Plomo (Pb)
– Dióxido de nitrógeno (NO2)
– Particulas en suspensión (PM2.5 and PM10)
– Ozono (O3)
7

8. Índice de calidad del Aire – Es una medida global de la calidad
del aire, generalmente publicada en los informes
climatológicos , y que se basa en las cantidades de esos seis
contaminantes presentes en el aire. Existen seis niveles de
calidad al respecto:
8

9. Ejemplos de fuentes de cada uno de los
seis principales contaminantes
O3 – Ozono (se explicará
luego en la lección 2)
NO2 –Dióxido de Nitrógeno
(se explicará en la lección
2)
Ozono: Formado por
interacción de la luz del
sol, con contaminantes
como óxidos de
nirógeno, NOx,
monóxido de carbono,
CO y otros compuestos
volátiles orgánicos, VOC
CO –Monoxido de Carbono
(se explicará luego en la
lección 2)
Emisiones de coches:
Los coches emiten CO y NO
durante el funcioamiento del
motor, lo que produce que el
NO, producido en la
combustión, llege a la
atmósfera convertido en NO2
Emisiones e coches
Los coches emiten NO,
producido durante la
combustion, llega al aire
convertido en NO2
Centrales térmicas
Centrales térmicas
9

10. Examples of Sources for Each of the Six
Priority Air Pollutants, Continued
PM2.5,10 – Partículas y
humo
Pb – Plomo
SO2 – Dióxido de azufre
Tubos de escape y
centrales térmicas
Fundiciones de hierro y
otras industrias
Centrales térmicas
Incendios
Road Dust
Antes de ser prohibida,,la gasolina
con plomo era la principal fuente de
plomo en el aire
10

11. La diferencia entre el ozono
estratosférico y el ozono troposférico
Recuerda: el ozono es “malo” en
la troposfera y “bueno” en la
estratosfera
11

12. Las capas de la atmósfera
12

13. Lección 2 – La formación de
ozono en la troposfera
13

14. Lección 2: Objetivos
Al final de la lección 2, los alumnos deberán ser
capaces de:
• Definir los términos “contaminante primario” y
“contaminante secundario”.
• Enumerar los contaminantes primarios que
originan la formación de ozono a nivel del suelo y
describir el rol de la luz del sol en el proceso.
• Describir el papel que desempeñan las
condiciones meteorológicas en la formación y
transporte del ozono a nivel del suelo.
14

15. Lección 2: Actividades
• El efecto del ozono en un limón y cómo se
forma neblina.
• Visitar la página web de datos del proyecto
GO3 o visitar la página web de AIRNow y
completar la hoja de trabajo.
15

16. Contaminantes primarios y secundarios
Loa contaminantes primarios son emitidos
directamente sus fuentes y causan daños en la
misma forma química en que son emitidos.
Ejemplos de contaminantes primarios son el SO2 y
el CO2
Por el contrario, los contaminantes secundarios
resultan de la interacción de los primarios con
otros contaminantes presentes en el aire, tras ser
emitidos desde sus fuentes
Ejemplos de contaminantes secundarios son el
ozono y la lluvia ácida.
16

17. La formación del ozono
Los ingredientes para formar ozono
troposférico son:
Carbono en forma de CO o VOCs
Óxidos of nitrógeno (NOx)
Radiación solar (hv)
CO + OH → CO 2 + H
H + O 2 → HO 2
HO 2 + NO → OH + NO 2
NO 2 +hv → NO + O
O + O2 → O3
Ne t: CO + 2 O 2 → CO 2 + O 3
Compuestos orgánicos volátiles (VOC’s):
Compuestos químicos conteniendo carbono que
en condiciones normales se encuentran en fase
de vapor y se introducen en la atmósfera.
Algunos ejemplos son en metano (CH4), los
vapores de gasolina y los vapores de los
disolventes de las pinturas.
17

18. El papel del NO2 y la luz solar en la
formación del ozono
Examinemos con detalle los
pasos 4 y 5 del proceso:
1.
2.
3.
4.
5.
CO + OH → CO 2 + H
H + O 2 → HO 2
HO 2 + NO → OH + NO 2
NO 2 +hv → NO + O
O + O2 → O3
Paso 4: La luz solar
rompe el enlece entre
el nitrógeno y el
oxígeno
N
O
O
Paso 5: el oxígeno
atómico encuentra
inmediatamente una
molécula diatómica de
oxígeno para formar
ozono
N
O
Es por ello por lo que la luz solar es
indispensable para formar ozono
+
O
=
O2
18
O3

19. Fuentes naturales y antropogénicas
gé
po
o
ntr bre
A
m
ho
=
ico
n
d
us a
Ca
op
l
re
o
Naturales
Antropogénicas
Las fuentes necesarias para la formación de
ozono son tanto naturales como
antropogénicas. El delicado balance de
compuestos químicos en la atmósfera se ha
desarrollado durante millones de años. Hay dos
principales razones por las que la actividad
humana está afectando negativamente al
medio ambiente:
1.Las actividades humanas alteran este delicado
balance, lo que causa que los contaminantes
actúen de diferente manera a la que lo harían
de forma natural.
2.Las fuentes naturales de los contaminantes
están distribuidas por todo el planeta; sin
embargo, la contaminación humana está
concentrada en pequeñas áreas. Por otra parte,
las fuentes naturales han estado emitiendo a la
atmósfera durante miles de años, creando este
balance de componentes a lo largo del tiempo.
19

20. La concentración de NOx en la atmósfera es un “interruptor
químico”, un ejemplo de cómo la actividad humana altera el
balance.
Bajo
NOx
O3
O2
Producción de ozono = OFF (el
ozono se destruye)
La reacción con CO a bajas concentraciones de
NOx en la atmósfera, da lugar a que la
reacción total produzca la destrucción del
ozono
CO + OH → CO 2 + H
H + O 2 → HO 2
HO 2 + NO → OH + NO 2
HO 2 +O 3 → OH + 2O 2
Ne t: CO + O3 → CO 2 + O 2
Alto
NOx
O3
O2
Ozone Production = ON
La reacción con CO a altas concentraciones
de NOx en la atmósfera, da lugar a que la
reacción total produzca la formación del
ozono
CO + OH → CO 2 + H
H + O 2 → HO 2
HO 2 + NO → OH + NO 2
NO 2 +hv → NO + O
O + O2 → O3
Ne t: CO + 2 O 2 → CO 2 + O3
20

21. Tipos de fuentes antropogénicas
Puntuales – están
muy concentradas en
un punto
Centrales
térmicas
Superficiales –
están más
difuminadas
Ganado
(CH4)
Lineales – pueden
dividirse en dos
categorías
En carreteras
Fuera de ellas
Aviones
Coches,
camiones
Maquinaria
de
construcción
Gasoductos
Pinturas y
recubrimientos
21
otros

22. Video sobre VOC’s
Normalmente no podemos ver muchos de los contaminantes emitidos a la atmósfera. Este
video muestra los vapores (VOC’s) que se emiten cuando se reposta combustible. Hacer click
en este link para ver el video:
22
http://www.go3project.com/network/JohnBirks/videos/10

23. Distribución de las fuentes antropogénicas de monóxido de
carbono (CO)
Distribución de las
fuentes de CO
Emisiones de CO en
toneladas por milla
cuadrada en los EE.UU.
23

24. Distribución de las fuentes antropogénicas de óxidos de
nitrógeno carbono(NOx)
Distribución de
fuentes de NOx
Emisiones de NOx en
toneladas por milla
cuadrada en EE.UU.
24

25. Distribución de las fuentes antropogénicas de Compuestos Orgánicos Volátiles
(VOC’s)
Distribución de
fuentes de VOC
Emisiones de de VOC en
toneladas por milla
cuadrada en EE.UU.
25

26. Fuentes naturales y antropogénicas de CO
Total naturales = 540 Tg
C/año
Naturales
Total Antropogénicas = 520 Tg
C/año
Antropogénicas
26

27. Un momento: ¿qué significa “contaminación
natural”? Los árboles emiten VOCs, luego ¿son
por lo tanto contaminantes?
mmmm…el olor
de los pinos
Los árboles emiten VOCs por varias razones
• Para repeler insectos y animales
dañinos.
• Para atraer agentes de polinización.
• Como respuesta al estrés
Los árboles emiten emiten VOCs en
forma de isopreno y
monoterpenos, lo que origina su
olor característico
Isopreno
27

28. A lo largo de la Historia, se han justificado las fuentes antropogénicas de
contaminación comparándolas con las naturales
En 1980 y 1981, el Presidente de los EE.UU. Ronald Reagan afirmó que los árboles
contaminan más que los humanos, y dijo textualmente que:
• “Los árboles contaminan más que los coches.”
• “Aproximadamente el 80% de la contaminación atmosférica proviene de
hidrocarburos emitidos por la vegetación, por lo que no debemos hacer un
sobreesfuerzo en establecer límites y controlar las emisiones antropogénicas”
¿Estaba en lo cierto?
Si nos fijamos en la totalidad
Si nos fijamos en una parte de las
reacciones químicas, SÍ
ellas, NO
1.
2.
3.
4.
Sin los óxidos de nitrógeno emitidos por el hombre,
la mayoría de los VOC’s emitidos por los árboles no
formarías ozono.
Los VOCs emitidos de forma natural se distribuyen
por todo el mundo, al contrario de la concentración
existente en las zonas donde se encuentran las
fuentes antropogénicas.
Los árboles ayudan a depurar el aire absorbiendo
contaminantes como ozono, monóxido de carbono,
dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno y partículas.
Algunas especies de árboles producen casi tanto
ozono como el que absorben. De nuevo, las fuentes
antropogénicas de NOx hacen que se cree un exceso
de ozono a partir del los VOCs emitidos por los
28
árboles.

29. Cómo afecta la climatología a la
formación y al transporte del ozono
29

30. El transporte del ozono por el viento
Las áreas rurales pueden sufrir
concentracione altas de ozono, que es
transportado por el viento desde grandes
ciudades
Los modelos de dispersión pueden ayudar a
comprender esta situación: el gráfico de
abajo obtenido de uno de estos modelos
matemáticos muestra el transporte de
contaminantes desde tres fuentes diferentes
30

31. Haga click en la visualización del transporte del
ozono para ver una película de cómo el viento
afecta a la concentración de ozono
Contaminacion
proveniente de la costa NE
de los EEUU
Hacer click en la imagen para ver la animación
(se necesita tener descargado un reproductor de video para ello) 31

32. Análisis del Transporte de Ozono mediante flechas de velocidad y
dirección de viento
Este mapa muestra
las fuente puntuales
de NOx en ton/año
Esta mapa muestra la velocidad y dirección
del viento sobrepuestas en el mapa de
fuentes puntuales (el tamaño de la flecha
indica la velocidad del viento, un mayor
tamaño de la flecha indica mayor velocidad
de l viento) El gráfico mostrado corresponde
a los día de mayor concentración de ozono
en los EEUU.
32

33. Efectos de la humedad y la
temperatura en la formación de ozono
Recapitulemos las reacciones química que
suceden durante la formación del ozono
OH. Es el Radical Hidroxilo y se forma
a partir de la humedad del aire. A
medida que aumenta la humedad, los
radicales OH son más abundantes, y
más ozono se producirá a partir de
allos, por ello:
CO + OH . → CO 2 + H
H + O 2 → HO 2
HO 2 + NO → OH + NO 2
NO 2 +hv → NO + O
O + O2 → O3
Humedad
Ne t: CO + 2 O 2 → CO 2 + O 3
Ozono
Un aumento de la temperatura
hace que estas reacciones se
aceleren, es decir que
Temperatura
Ozono
33

34. El ozono y la la lluvia
Lluvia
=
Nubes
=
=
Menos luz y rayos UV
Menos
ozono
• La concentración de ozono en el aire no disminuye
significactivamente por la lluvia en sí, sino que lo hace debido a
las nubes. Las nubes tapan el sol y reducen la cantidad de luz
necesaria para formar ozono.
• A diferencia del ozono, SO2 and NO2 son solubles an agua y
reaccionan con gotas de lluvia para formar ácido sulfúrico y
nítrico, respectivamente, lo que se conoce como lluvia ácida.
34

35. El Ozono y las estaciones
Cuando la luz del Sol impacta en la tierra con un ángulo de 26.5 grados en invierno
(como se aprecia en la figura), estos rayos no son fuertes : este diagrama muestra
los ángulos típicos de impacto en los estados del NE de EEUU.
•
•
•
La concentración de ozono es afectada a menudo por las estaciones del año. Esto
se debe a la posición del sol en el cielo y al ángulo al que los rayos UV impactan
sobre la superficie.
Tambien influye la posición del punto de impacto, ya que la posición dle sol en el
cielo no cambia mucho a latitudes cercanas al Ecuador. Esto es por lo que hace
calor allí durante todo el año.
PREGUNTA: A qué latitudes está más afectada la formación de ozono en el
35
invierno?

36. La inversión térmica puede atrapar la contaminación del aire
a nivel del suelo
En situación normal, el aire
caliente sube
Durante la inversión térmica, el aire frío permacece cerca del suelo, por
que el aire frío es más denso y se encuentra mejor allí. La dispersion de
36
los contaminantes es entonces imposible.

37. Lección 3 – Los efectos del
ozono troposférico
37

38. Lección 3: Objetivos
Al final de la lección 3, los estudiantes deberán
poder:
• Describir los efectos del ozono troposférico en
seres humanos y plantas.
• Identificar al ozono como un gas de efecto
invernadero.
• Enumerar tres vías para eliminar el ozono
troposférico.
38

39. Lección 3: Actividades
• El experimento de la tira de caucho
• Plantas sensibles al ozono y plantas
resistentes al ozono.
39

40. Los ciclos y efectos de la
contaminación ambiental
40

41. Efectos del Ozono en los pulmones
El ozono puede inflamar los
pulmones cuando es
inhalado….
….lo que es particularmente dañino
para personas que padecen de asma,
ya que la inhalación de ozono les
puede provocar un ataque de asma
41

42. El ozono y el Índice de Calidad del Aire (AQI)
El AQI es un parámetro que aparece en los periódicos y en los informes meteorológicos o
medioambientales y que indica la calidad del aire. Si el contaminante principal es el ozono, se
puede estimar su concentración en el aire en ppb a partir del AQI. Ir a http://
airnow.gov/index.cfm?action=aqi_calc.aqi_conc_calc para realizar el cálculo.
Este valor es la
media de la
concentración de
ozono en 8 horas.
95 ppb)
42

43. El ozono y la visibilidad
El ozono produce frecuentemente zonas de baja visibilidad en
lugares donde su concentración es alta, como se muestra a
continuación.
Hacer click en este link para ver la evolución de la visibilidad con el ozono
http://www.outdoors.org/conservation/mountainwatch/aq.cfm
43

44. Los efectos del ozono en las cosechas
15 ppb
80 ppb
100 ppb
En su estudio, David A. Grantz y Anil Shrestha
expusieron plantas de algodón a varios niveles de
ozono atmosférico y determinaron sus efectos en el
crecimiento de las plantas.
Este gráfico muestra la
reducción de las cosechas
de varias plantas en
función de la
concentración deozono.
PREGUNTA: ¿Qué planta es
la más sensible de todas?
44

45. Cómo penetra el ozono en las plantas
Estoma
abierto
Estoma
cerrado
Los daños causados por el ozono
aparecen como puntos negros en
la superficie superior de la hoja y
entre las venas.
1.
La planta abre y cierra sus estomas en su actividad normal, para intercambiar agua y
CO2. Los estomas siempre se cierran cuando hay sequía, o cuando la planta no tiene
suficiente agua.
2.
Cuando los estomas están abiertos, el ozono puede penetrar en la planta.
3.
Cuando la planta detecta que el ozono está penetrando por los estomas junto con el
dióxido de carbono, los cierra para evitar que entre más ozono.
4.
Cuando los estomas se han cerrado, se produce una situación similar a la sequía.
Con los estomas cerrados, la planta no puede obtener lo necesario para estar
saludable, y se produce una necrosis alrededor de los estomas.
PREGUNTA: ¿Puede el ozono dañar a la planta durante una sequía? ¿Por qué o por qué
no?
45

46. El ozono es un gas de efecto invernadero y
contribuye al calentamiento global
Un hecho interesante:
Sin CO2 y otros gases de
efecto invernadero,
nuestro planeta estaría
congelado. Sin
embargo, el equilibrio
natural de los gases de
efecto invernadero
necesario para la vida ha
sido alterado por la
contaminación y ha
traído como
consecuencia un
excesivo calentamiento
en pocos años.
46

47. Principales gases causantes del
calentamiento global
Los cuatro principales gases causantes del calentamiento global de origen
antropogénico son los indicados a continuación, junto con su contribución al
fenómeno:
Dióxido de carbono (CO2)
52%
Metano (CH4)
15%
Ozono (O3)
11%
Halocarbonados
11%
PREGUNTA: ¿Qué le ocurre a la velocidad de
formación del ozono si el planeta se calienta?
¿Aumentará o disminuirá? ¿Por qué?
47

48. Lección 4 – El ozono
estratosférico
48

49. Lección 4: Objetivos
Al final de la lección 4, los alumnos deberán poder:
• Identificar las principales causas de la disminución del
espesor de la capa de ozono estratosférico.
• Explicar qué son las unidades Dobson Units y cómo se
emplean para expresar el espesor de la capa de ozono.
• Describir por qué el agujero de la capa de ozono está
sobre la Antártida.
• Comentar los requisitos del protocolo de Montreal
49

50. La capa de ozono estratosférico: una
sombrilla gigante sobre la tierra
50

51. Situación de la capa de ozono en la atmósfera
51

52. El ozono estratosférico (la capa de ozono) filtra la
mayoría de las radiaciones nocivas procedentes del
Sol
52

53. La disminución del espesor de la capa de
ozono sobre la Antártida
Estas fotos tomadas desde un satélite muestran el desarrollo del agujero de la capa de
ozono en las décadas de los años ochenta y noventa. El color azul oscuro representa la
zona más delgada, mientras que los colores celeste, verde, y amarillo indican un
espesor mayor. (Fotografías cortesía de la NASA.)
El “agujero de la capa de ozono” no es exactamente un agujero, actualmente se denomina
así a la disminución de su espesor. La superficie de esa zona más delgada es similar a la de la
Antártida. Para darse idea del tamaño de esta superficie, aquí se presenta una superposición
53
de los mapas de la Antártida y de los Estados Unidos.

54. El espesor de la capa de ozono se mide
en unidades Dobson
Las unidades Dobson expresan el espesor
de la capa de ozono que resultaría al
comprimir el ozono estratosférico a
condiciones normales de P y T en un punto
de la superficie del planeta
Un espesor de
1mm
Visto desde el espacio, el límite de la Tierra está
determinado por la banda color azul claro de la atmósfera.
La atmósfera es más densa en la superficie, y esta densidad
disminuye con la altura hasta que se confunde con el vacío.
El ozono total presente en la atmósfera se mide a lo largo de
toda la columa de aire de la atmósfera, desde la superficie al
límite del espacio. (Fuente: NASA, Astronaut photograph
ISS011-E-5487)
= 100 Dobson Units
Un espesor de = 300 Dobson Units
3mm
Un espesor de = 500 Dobson Units
5mm
54

55. La cantidad media de ozono son 300 DU
Una cantidad media de
ozono de 300 DB serían 3
mm de espesor, el espesor
de un amoneda de 2
peniques
En el “agujero de
ozono”, el espesor
sería solo de 1 mm
El agujero de ozono sobre la Antártida
fotografiado en Septiembre de 2007 por el
satélite Envisat. (Fuente: KNMI - ESA)
55

56. Métodos de medida del ozono estratosférico
Los científicos tienen varios
métodos para medir la cantidad de
ozono en la estratosfera
Científicos lanzando un globosonda en la Antártida
56

57. La formación del ozono en la
estratosfera
57

58. Video explicativo de la destrucción del
ozono
• http://www.youtube.com/watch?v
=I1wrEvc2URE
58

59. Video de la NASA explicando la
destrucción del ozono sobre la
Antártida
• http://www.youtube.com/watch?v
=qUfVMogIdr8
59

60. Sustancias destructoras del ozono
60

61. Breve cronología de los principales acontecimientos relativos al
descubrimiento de la capa de ozono
tíficos
os cien todo
que l
te: Aun el ozono en
eresan
no
cho int
diendo
Un he
ban mi 4, al principio
lleva
ozono
la NASA o desde 197
de
capa de o para
la
d
el mun el agujero de rogramad
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on
180
etectar enador estab s inferiores a
d
que
ord
i da
rque el odas las med era imposible de
po
ue
res
ar t
espreci se pensaba q esores meno pio
d
que
rinci
a esp
DU , ya ozono tuvier ideraban al p
de
ons
la capa , por eso se c róneos.
or
er
ese val
valores
1928
1956
Los
primeros
CFC’s
fueron
fabricados
por DuPont
La “British Antarctic
Survey” comienza a
realizar medidas de
ozono a nivel de la
superficie terrestre en
la Antártida
Los científicos de la “British
Antarctic Survey“ Farman,
Gardiner, y Shanklin publican
un informe describiendo el
agujero de la capa de ozono
basado en medidas realizadas
desde la superficie terrestre
La NASA comienza a
medir el ozono
mediante satélites
1974 1978
Los científicos Molina y
Rowland publican un
estudio demostrando el
potencial destructor de
los CFc’s sobre el ozono
61
1985 1986
La NASA
confirma el
agujero de
ozono con
datos de
satélites

62. •
•
El Protocolo de Montreal
El Protocolo de Montreal sobre sustancias destructoras de la capa de ozono es un tratado internacional cuyo
objetivo es proteger la capa de ozono mediante la prohibición de la producción de un número de sustancias
sospechosas de destruirlo. Tiene dos fechas de implementación, una para países desarrollados y otra para
países en vías de desarrollo.
Dada su adopción e implementación por prácticamente todos los países, se considera un ejemplo de una
óptima cooperación intenacional; Kofi Annan, el anterior secretario general de la ONU, afirmó que el protocolo
de Montreal es “quizás el acuerdo internacional más exitoso hasta la fecha”.
Resumen de las medidas del Procolo de Montreal
Sustancias destructoras del ozono
Países desarrollados
Países en vías de desarrollo
a
Clorofluorocarbonos (CFCs)
Prohibido a finales de 1995
Prohibición total en 2010
a
Halones
Prohibido a finales de 1993
Prohibición total en 2010
Tetracloturo de Carbono
Prohibido a finales de 1995a
Prohibición total en 2010
a
Cloroformo
Prohibido a finales de 1995
Prohibición total en 2015
Hidroclorofluorocarbonos (HCFCs)
Congelada la producción en 1996
Congelada en 2013 a un nivel calculado
35% de reducción en 2004
como la media de consumos de 2009 y
75% de reducción en 2010
2010
90% de reducción en 2015
10% reducción en 2015
c
Prohibición total en 2020
35% reducción en 2020
67.5% reducción en 2025
Prohibición total en 2030
Hidrobromofluorocarbonos (HBFCs)
Prohibido a finales de 1995a
Prohibido a finales de 1995a
Bromuro de metilo
(de uso en horticultura)
Reducida la producción en 1995 a los
niveles de 1991
25% de reducción en 1999
50% de reducción en 2001
70% de reducción en 2003
Prohibición total en 2005
Congelada en 2002 a un nivel calculado
como la media de consumos de 19951998
20% reducción en 2005
Prohibición total en 2015
Bromocloromethano (BCM)
Prohibición total en 2002
Prohibición 62 en 2002
total

63. Ejemplos de utilización de sustancias destructoras del ozono en el hogar
63

64. Módulo 2 – Todo sobre los
monitores de ozono
64

65. Lección 5 – Cómo funciona un
monitor de ozono
65

66. Lección 5: Objetivos
Al final de la lección, los alumnos deberán
poder:
• Definir “absorbancia UV” y explicar cómo se
usa para medir el ozono
• Escribir la ecuación matemática de la
concentración de ozono y describir sus
términos
66

67. Lección 5: Actividades
• Ensamblar el monitor
• Usar un voltímetro y medir el voltaje en los
puntos de medida del instrumento
67

68. El monitor utiliza la absorbancia UV para medir la concentración de ozono:
El ozono absorbe luz de 254 nm de longitud de onda
Bajo nivel de ozono = mucha luz alcanza al
“ojo”, por lo que el “ojo” ve luz brillante
Longitud d eona de la luz =
254 nanometros
Alto nivel de ozono = muy poca luz alcanza al
“ojo”, por lo que el “ojo” sólo ve luz tenue
= Ozono
68
= lámpara de
mercurio
= Photodiodo

69. El detector de fotodiodos
El fotodiodo es el “ojo” que detecta la cantidad de luz
de la lámpara de mercurio que pasa a través del aire
muestreado. El fotodiodo transforma la luz recibida en
un voltaje.
La lámpara de mercurio produce luz de 254
nanometros que atraviesa el aire muestreado
69

70. El eliminador de ozono (“scrubber”)
•
•
El scrubber está relleno de Hopcalita, que es una mezcla de óxido de
cobre y óxido de manganeso.
Cuando el aire que contiene ozono atraviesa el scrubber, el ozono se
queda adherido superficialmente al relleno de Hopcalita con tal fuerza
que el ozono pierde uno de sus átomos, obteniéndose oxígeno. Esto es
debido a que el enlace entre la hopcalita y el oxígeno es más fuerte que
los enlaces de los átomos de oxígeno en el ozono.
El ozono entra en
el scrubber en
forma de oxígeno
triatómico
El relleno del scrubber se
une a uno de los átomos
del ozono y rompe la
molécula.
Los átomos de oxígeno
libres se recombinan para
formar O2, de modo que las
“manos” quedan de nuevo
libres para atrapar más
70
moléculas de ozono
El ozono sale del
scrubber
convertido en
oxígeno normal,
O2

71. El flujo de aire a través del monitor
El aire muestreado sigue dos caminos
diferentes antes de alcanzar el detector:
El aire con ozono es aspirado a través
de la entrada por la bomba
1
2
Entrada
Bomba
Atraviesa el scrubber, lo que elimina todo
ell ozono presente en la muestra
Evita el paso por el scrubber mediante un
bypass, lo que conserva todo el ozono
presente en la muestra.
2
Detector
Scrubber
1
NO
OZONE
71

72. La ley de Beer-Lambert se emplea para calcular
la concentración de ozono en la muestra
Concentración de ozono
no
térmi n
Cada uació
ec
de la cribe a
s
se de ación
u
contin
CO3
Intensidad de la luz
detectada por el
fotodiodo cuando no hay
ozono en la célula de
medida (ha sido
descompuesto por el
scrubber)
1  Io 
= ln 
σl  I 
Coeficiente de absorción del
ozono; es característico de
cada sustancia y representa en
qué medida esa sustancia
absorbe luz
Intensidad de luz detectada
por el fotodiodo cuando hay
ozono presente
Longitud de paso óptico:
es la distancia atravesada
por la luz en la célula de
medida
72

73. Registrando I e Io
La muestra con todo su ozono destruido
llega a la célula de medida y el detector
registra el valor I o
La muestra con su ozono intacto
llega a la célula de medida y el
detector registra el valor I
NO
OZONE
73

74. Relación de intensidades luminosas
CO3
1  Io 
= ln 
σl  I 
El fotodiodo mide en primer lugar la intensidad de luz que le llega
cuando no hay ozono en la muestra, ya que ha sido destruido en el
scrubber. Esta es la intensidad de referencia.
Io
Io >
I
Luego, el fotodiodo detecta la intensidad de luz que le llega
después de atravesar la muestra con ozono. Esta intensidad es
comparada con la de referencia para calcular la cantidad de
ozono presente, según la ley de Beer-Lambert.
74
I

75. La ecuación contiene un logaritmo
natural o neperiano
CO3
1  Io 
= ln 
σl  I 
Función
logaritmo
natural o
neperiano
75

76. Coeficiente de absorción, σ
CO3
Es sabido que las moléculas gaseosas
tienen diferentes tamaños, y por tanto
absorben diferente cantidad de luz. Esa
es la razón por la que se describe el
tamaño de la molécula y su absortividad
a través del parámetro “absorción por
unidad de superficie”, es decir, la
superficie que ocupa la molécula de gas
en cm2
1  Io 
= ln 
σl  I 
1 cm
1 cm
Superficie = 1 cm2
Superficie = 0.0000000000000000115 cm2
El coeficiente de absorción del ozono es
0.0000000000000000115 cm2 por molécula
76

77. Longitud de paso óptico, l
CO3
1  Io 
= ln 
σl  I 
La longitud de paso óptico es la distancia que
la luz atraviesa en la célula de medida hasta
alcanzar el detector (ojo). La longitud de paso
óptico afecta a la intensidad de luz que
detecta el fotodiodo para una determinada
concentración de ozono.
Longitud de paso óptico, l
77

78. Componentes principales del monitor de ozono 3B
Conector Relay
Puerto serie/
Analog
Interruptor
Entrada de12 V
Puerto USB
Entrada de aire
Ventana de la lámpara
Toma de
tierra
Zona óptica
Tecla de alimentación
externa
Bomba de
aire
Programador
Microprocesador
Cable DewLine
Scrubber
Conector de
la lámpara
Sonda de
temperatura
Regulador S-V/
Válvula
solenoide
Conector del
calentador de la
célula
Pila de reloj
LCD
Sensor de presión
Mando de selección
78

79. Lección 6 – Calibración del
monitor
79

80. Lección 6: Objetivos
Al final de la lección los alumnos deberán poder:
• Valorar la importancia de la calibración del
monitor.
• Identificar el papel que juega el National
Institute of Standards and Technology en la
calibración.
• Calibrar su monitor de ozono.
80

81. Lección 6: Actividades
• Completar una catividad que demuestre la
importancia de la calibración.
• Calibrar el monitor.
81

82. ¿Por qué es necesario limpiar y calibrar el monitor?
Con el paso del tiempo, ciertas cosas hacen que el monitor no mida la “verdadera” cantidad
de ozono en la muestra. Algunas de las causas pueden ser:
– Suciedad, polvo u otros gases “sucios” que entran en el monitor y en la célula de
medida.
– El scrubber está contaminado por gases “sucios” que ocupan los sitios donde debería
producirse la acción disruptora del scrubber.
– La electrónica se ha alterado con el paso del tiempo
Si la cantidad “verdadera” de
ozono en la muestra de aire es
50ppbv
03=50ppbv
Cuando el monitor llega a la escuela A, la lectura del
monitor es de 50ppbv, ya que sale calibrado de
fábrica.
03=48ppbv
Tras un año o más de funcionamiento, el monitor ya no
lle 50 ppbv aunque la cantidad “verdadera”sea de 50
ppbv, por lo es necesaria una calibración del monitor,
para volver a obtener datos correctos.
82

83. Módulo 3 – Adquisición,
transferencia y análisis de datos
83

84. Lesson 7 – Data Collection and
Interpretation
84

85. Lección 7: Objetivos
Al final de la lección 7, los alumnos deberán
poder:
• Representar y analizar los datos obtenidos
para detectar tendencias.
• Relacionar sus datos con otros obtenidos en
otras escuelas en otros lugares.
85

86. Lección 7: Actividades
• Representar las concentracones de ozono
frente al tiempo y frente a parámetros
meteorológicos
• Analizar las direcciones y velocidades del
viento en otros lugares donde se esté
monitorizando el ozono para ver si están
afectando a nuestras medidas.
86