Ozono

Qué es el ozono

El ozono (fórmula química O₃) es una forma alotrópica del oxígeno: una de las estructuras estables que puede adoptar el mismo elemento químico. Mientras que la molécula de oxígeno respirable está compuesta por dos átomos (O₂), el ozono está compuesto por tres, organizados en una disposición angular con un ángulo de enlace de aproximadamente 116,8 grados. A temperatura y presión ambientales es un gas de color azul pálido —apenas perceptible en concentraciones pequeñas— y olor característico, penetrante y ligeramente picante, que muchas personas reconocen como "olor a tormenta" o "olor a marisco": es el aroma que queda en el aire tras la caída de un rayo. El ozono es el primer alótropo de un elemento químico identificado por la ciencia.

La etimología del término está documentada con precisión poco frecuente en medicina. "Ozono" procede del alemán Ozon, palabra acuñada en 1840 por el químico germano-suizo Christian Friedrich Schönbein, profesor en la Universidad de Basilea, a partir del verbo griego ὄζειν (ózein), que significa "oler" o "exhalar olor". Schönbein había observado que al hacer pasar una corriente eléctrica por el agua se generaba un gas nuevo con un olor muy característico, y propuso bautizarlo —literalmente— "el que huele". El término está construido sobre el participio neutro ὄζον (ózon), con el sufijo -ón del alemán científico decimonónico usado para designar compuestos. La palabra pasó rápidamente al francés, al inglés y al castellano, donde está documentada ya desde mediados del siglo XIX. La raíz es la misma que comparten "osmio" (del griego osmé, olor), "anósmico" (sin sentido del olfato) u "ósmico". Es, por tanto, uno de los términos científicos modernos con etimología más limpia: describe exactamente la propiedad sensorial que permitió identificar la molécula antes de conocer su estructura.

Desde el punto de vista químico, el ozono es una molécula inestable y altamente reactiva. Su vida media en condiciones ambientales es corta —del orden de minutos a horas en la troposfera—, porque tiende espontáneamente a descomponerse en oxígeno molecular (O₂) liberando un átomo de oxígeno muy reactivo. Esa misma reactividad es la que explica sus propiedades biológicas: el ozono es un oxidante muy potente, capaz de atacar dobles enlaces orgánicos, lípidos de membrana, proteínas y material genético. A nivel industrial se genera in situ mediante dispositivos llamados ozonizadores, que someten una corriente de oxígeno puro o de aire a una descarga eléctrica controlada (el denominado "efecto corona") que rompe los enlaces O=O y permite la recombinación en O₃.

Los tres planos del ozono: estratosférico, troposférico y medicinal

Una de las paradojas más citadas de la química ambiental es que el ozono es simultáneamente indispensable para la vida y perjudicial para el organismo humano, según dónde se encuentre. La diferencia está en la altura de la atmósfera a la que se localiza y en las concentraciones a las que el ser humano está expuesto. Conviene distinguir tres planos.

Ozono estratosférico: la capa de ozono. La mayor parte del ozono atmosférico —alrededor del 90 %— se encuentra en la estratosfera, aproximadamente entre los 15 y los 50 kilómetros de altura, con una concentración máxima entre los 19 y los 35 kilómetros. Esta franja constituye la llamada "capa de ozono", un escudo natural que absorbe la mayor parte de la radiación ultravioleta B (UV-B) procedente del Sol y evita que llegue a la superficie terrestre. Sin esta capa, la radiación ultravioleta esterilizaría la superficie del planeta, y los seres humanos sufrirían un aumento drástico de cataratas, cánceres de piel y alteraciones del sistema inmunitario. Pese a su importancia, la capa es sorprendentemente tenue: si todo el ozono estratosférico se comprimiera a presión atmosférica normal, formaría una capa de apenas 3 milímetros de espesor alrededor de la Tierra.

Ozono troposférico: el contaminante del aire que respiramos. En la troposfera, la capa baja de la atmósfera en contacto con el suelo, el ozono se comporta de forma radicalmente distinta: es un contaminante. Se forma como producto secundario de reacciones fotoquímicas entre óxidos de nitrógeno (NOₓ) y compuestos orgánicos volátiles (COV) emitidos por el tráfico, la industria y las calefacciones, activadas por la radiación solar. Sus niveles son más altos en primavera y verano, en horas de máxima insolación, y —paradójicamente— en las periferias urbanas y zonas rurales cercanas antes que en el centro de las ciudades, porque el ozono recién formado es consumido rápidamente por el óxido nítrico emitido por los vehículos. Respirado en concentraciones elevadas, el ozono irrita las vías respiratorias, agrava el asma y otras enfermedades pulmonares como la bronquitis crónica o el enfisema, puede reducir la función pulmonar y contribuye a la mortalidad prematura, especialmente en niños, ancianos y personas con patología respiratoria o cardiovascular previa.

Ozono medicinal. A concentraciones muy bajas y en condiciones controladas, el ozono se utiliza con fines terapéuticos en lo que se denomina ozonoterapia. El producto empleado es una mezcla de oxígeno con una proporción máxima de ozono del 5 %, generada en el momento de su uso mediante un generador médico. Su uso clínico está circunscrito y regulado; en España está reconocido en la cartera de servicios de las Unidades del Dolor del Sistema Nacional de Salud para una indicación concreta (hernia discal), y su uso fuera de esa indicación es objeto de debate científico y regulatorio. El detalle del uso terapéutico se trata en la entrada específica.

Aplicaciones del ozono fuera del ámbito clínico

Más allá de la ozonoterapia, el ozono tiene un amplio uso como agente germicida y desodorizante, aprovechando su elevado poder oxidante. La primera aplicación sanitaria documentada del ozono data de 1856, apenas dieciséis años después de su descubrimiento: la desinfección de quirófanos y de instrumental quirúrgico. En 1893 se puso en funcionamiento en Oudshoorn (Países Bajos) la primera planta de potabilización de agua mediante ozono, una tecnología que desde entonces se ha extendido por todo el mundo y que hoy es uno de los métodos de referencia para el tratamiento de aguas de consumo humano y de aguas residuales, porque al descomponerse en oxígeno no deja residuos químicos. El ozono se emplea también de forma rutinaria en la esterilización de superficies, alimentos, conductos de ventilación y cámaras frigoríficas en la industria alimentaria. Es importante distinguir estos usos legítimos —realizados con equipos calibrados y sin presencia humana— de los dispositivos domésticos que liberan ozono a la atmósfera en espacios habitados, considerados por las autoridades sanitarias potencialmente perjudiciales para la salud respiratoria.

Hitos históricos

La primera constancia del olor característico del ozono se atribuye al físico neerlandés Martinus van Marum, que en 1785 describió un olor peculiar cerca de sus máquinas electrostáticas, sin reconocer que se debía a una sustancia química nueva. Fue Christian Friedrich Schönbein quien en 1839 logró aislar el gas y en 1840 propuso el nombre "ozono". La fórmula química exacta, O₃, no se estableció hasta 1865, por obra del químico ginebrino Jacques-Louis Soret, y fue confirmada por Schönbein en 1867. Durante la segunda mitad del siglo XIX el ozono se consideró, de forma exagerada, un componente "saludable" del aire de montaña y de algunos sanatorios, idea que posteriormente fue desmentida por la investigación toxicológica.

El segundo hito moderno se sitúa en 1995 y tiene que ver no con la molécula sino con su desaparición. Ese año se concedió el Premio Nobel de Química al mexicano Mario Molina, al estadounidense Frank Sherwood Rowland y al neerlandés Paul J. Crutzen, por su trabajo sobre la formación y la descomposición del ozono estratosférico y, muy especialmente, por haber identificado el papel de los compuestos clorofluorocarbonados (CFC) en la destrucción de la capa de ozono sobre la Antártida. Su descubrimiento, publicado originalmente por Molina y Rowland en 1974 en la revista Nature, fue recibido inicialmente con escepticismo; la confirmación del "agujero" sobre la Antártida por Farman y colaboradores en 1985 dio plena credibilidad a la hipótesis y condujo directamente al Protocolo de Montreal de 1987, el primer tratado internacional capaz de corregir eficazmente un problema ambiental de escala global. Es uno de los casos en los que la investigación química básica ha tenido un impacto sanitario más evidente y medible sobre la humanidad.

Efectos sobre la salud humana: el ozono respirado

Al ser un oxidante potente, el ozono respirado a concentraciones elevadas reacciona con los lípidos y las proteínas de las células del epitelio respiratorio, desencadenando una respuesta de inflamación local. Los efectos sobre la salud humana son dependientes de la concentración y del tiempo de exposición. En exposiciones agudas y a concentraciones altas pueden aparecer irritación de ojos, nariz y garganta, tos, opresión torácica, dolor retroesternal con la respiración profunda y reducción transitoria de la función pulmonar. En personas con asma, bronquitis crónica o enfisema, los episodios de ozono elevado empeoran los síntomas y aumentan las consultas de urgencias y las hospitalizaciones por causas respiratorias. En exposiciones crónicas se ha relacionado con un deterioro más rápido de la función pulmonar a largo plazo.

La Organización Mundial de la Salud establece guías de calidad del aire que recomiendan no superar ciertos umbrales promedio para minimizar estos efectos; la normativa ambiental europea y española traduce estas guías en valores objetivo, umbrales de información a la población (a partir de los 180 microgramos por metro cúbico en promedio horario) y umbrales de alerta (240 microgramos por metro cúbico). Durante los episodios de contaminación por ozono, las autoridades sanitarias recomiendan a las poblaciones sensibles —niños, mayores, embarazadas y personas con enfermedades respiratorias o cardiovasculares previas— evitar el esfuerzo físico al aire libre en las horas centrales del día y a primera hora de la tarde, cuando los niveles son más altos.

Preguntas frecuentes

¿De dónde procede la palabra "ozono"?

Procede del griego ὄζειν (ózein), que significa "oler" o "exhalar olor". La palabra fue acuñada en 1840 por el químico germano-suizo Christian Friedrich Schönbein, profesor en la Universidad de Basilea, a raíz del olor peculiar y penetrante que desprendía el gas nuevo que había logrado aislar. El término está construido, por tanto, como una descripción directa de la propiedad sensorial que permitió identificar la molécula antes incluso de conocer su composición química exacta, algo que no se estableció hasta 1865, cuando Jacques-Louis Soret determinó que se trataba de O₃.

¿Por qué se dice que el ozono es "bueno arriba y malo abajo"?

La expresión resume una paradoja real: la misma molécula, O₃, tiene efectos opuestos según dónde se encuentre. En la estratosfera, entre 15 y 50 kilómetros de altura, el ozono forma una capa protectora que absorbe la radiación ultravioleta del Sol y es indispensable para la vida en la Tierra. En la troposfera, al nivel del suelo, el ozono es un contaminante atmosférico que irrita las vías respiratorias y agrava enfermedades pulmonares como el asma. No son dos ozonos distintos: es la misma molécula, situada en dos lugares donde desempeña papeles biológicos opuestos.

¿El olor que se percibe tras una tormenta es ozono?

Sí, al menos en parte. El olor penetrante y ligeramente picante que se nota en el aire después de la caída de un rayo corresponde principalmente al ozono generado por la descarga eléctrica atmosférica: la energía del rayo rompe las moléculas de oxígeno (O₂) y permite la recombinación de los átomos libres en ozono (O₃). Algunas personas lo describen como "olor a marisco" o "a cloro". Un olor parecido se percibe cerca de fotocopiadoras antiguas, impresoras láser o equipos eléctricos de alta tensión, por la misma razón.

¿Qué relación hay entre el ozono y el cáncer de piel?

La relación es indirecta y se produce a través de la radiación ultravioleta. La capa de ozono estratosférica absorbe la mayor parte de la radiación UV-B del Sol antes de que alcance la superficie terrestre; cuando esta capa se adelgaza por efecto de contaminantes como los CFC, llega más radiación UV-B a la piel humana, y con ella aumenta el riesgo de cáncer cutáneo, cataratas y otras lesiones oculares. El Premio Nobel de Química de 1995 reconoció precisamente los trabajos de Mario Molina, Frank Sherwood Rowland y Paul Crutzen sobre los mecanismos que destruyen la capa de ozono y las consecuencias sanitarias derivadas.

¿Es lo mismo el ozono ambiental que el ozono medicinal?

Desde el punto de vista químico, sí: es la misma molécula, O₃. Lo que cambia es el contexto y, sobre todo, la concentración. El ozono troposférico es un contaminante no deseado del aire que respiramos. El ozono medicinal es generado in situ mediante un dispositivo específico a partir de oxígeno puro, se utiliza mezclado con oxígeno en proporciones muy bajas —el ozono nunca supera el 5 % del volumen total— y se aplica por vías que evitan la inhalación directa, precisamente porque inhalar ozono en cualquier concentración es irritante para el pulmón. El uso terapéutico del ozono se describe en la entrada dedicada a la ozonoterapia.

Referencias

1. Universidad de Salamanca. Ozono. Dicciomed: diccionario médico-biológico, histórico y etimológico.
2. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Ozono. MedlinePlus, enciclopedia médica en español.
3. Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA). What is Ozone? Ozone Pollution and Your Patients' Health.
4. Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (Gobierno de España). Ozono. Glosario de contaminantes atmosféricos.

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