Ozono

Qué es el ozono

El nombre «ozono» procede del alemán Ozon, acuñado en 1840 por el químico germano-suizo Christian Friedrich Schönbein a partir del verbo griego ὄζειν (ózein), «oler» o «exhalar olor». Schönbein, profesor en la Universidad de Basilea, llevaba tiempo estudiando el olor peculiar que se desprendía al hacer pasar una corriente eléctrica por el agua, y en 1839 logró aislar el gas responsable; al año siguiente propuso el nombre, construido sobre el participio ὄζον (ózon), literalmente «el que huele». De la misma raíz proceden «osmio» (del griego osmé, olor) y «anósmico», sin sentido del olfato. El físico neerlandés Martinus van Marum ya había percibido un olor parecido en 1785, cerca de sus máquinas electrostáticas, sin llegar a atribuirlo a una sustancia nueva.

Desde el punto de vista químico, el ozono es un alótropo del oxígeno: una de las formas estructurales que puede adoptar un mismo elemento. Mientras la molécula respirable agrupa dos átomos (O₂) en línea recta, el ozono agrupa tres en una disposición angular, con un ángulo de enlace cercano a los 117 grados. Esa geometría, sumada a la inestabilidad del tercer átomo, lo convierte en un oxidante muy potente: tiende a descomponerse espontáneamente en oxígeno molecular liberando un átomo libre, extremadamente reactivo, capaz de atacar lípidos de membrana, proteínas y ácidos nucleicos. Su vida media en la troposfera se cuenta en minutos u horas. La fórmula exacta, O₃, tardó en confirmarse: no se estableció hasta 1865, cuando el químico ginebrino Jacques-Louis Soret determinó su peso molecular, y el propio Schönbein la confirmó dos años después.

Del escudo protector al contaminante: los tres planos del ozono

Alrededor del 90 % del ozono atmosférico se concentra en la estratosfera, entre los 15 y los 50 kilómetros de altitud, con una densidad máxima entre los 19 y los 35 kilómetros. Esa franja constituye la llamada capa de ozono, un filtro natural que absorbe buena parte de la radiación ultravioleta B procedente del Sol antes de que alcance la superficie. Sin ella, la exposición a la radiación UV-B sin filtrar elevaría de forma drástica el riesgo de cataratas, cáncer de piel y daño al material genético. Pese a su papel protector, la capa es sorprendentemente delgada: comprimida a presión atmosférica normal, ocuparía apenas tres milímetros de espesor.

A ras de suelo, en cambio, el ozono no protege de nada. Es un contaminante secundario, formado por la reacción fotoquímica entre óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles procedentes del tráfico y la industria, activada por la luz solar. Sus niveles suben en primavera y verano, en las horas de más insolación. Respirado en concentraciones elevadas irrita las vías respiratorias y agrava enfermedades pulmonares como el asma o el enfisema. La normativa europea de calidad del aire fija un umbral de información a la población de 180 microgramos por metro cúbico en promedio horario, y un umbral de alerta de 240; ambos se superan con cierta frecuencia en episodios estivales del sur de Europa.

Existe todavía un tercer plano, minoritario y de naturaleza distinta. A concentraciones muy bajas y en condiciones estrictamente controladas, el ozono se emplea con fines terapéuticos, en lo que se conoce como ozonoterapia. Ese uso exige un dispositivo médico específico y una proporción de ozono que rara vez supera el 5 % del volumen total; se desarrolla con detalle en la entrada correspondiente del diccionario.

Hitos históricos

El uso industrial del ozono como germicida es casi tan antiguo como su descubrimiento. En 1893 entró en funcionamiento en Oudshoorn, en los Países Bajos, una de las primeras instalaciones piloto para potabilizar agua mediante ozono; la tecnología se perfeccionó poco después en Niza, donde una planta municipal construida en 1906 convirtió a esa ciudad francesa en referencia mundial del tratamiento de aguas con este gas. Sigue siendo hoy uno de los métodos habituales de desinfección de agua potable y residual, precisamente porque al descomponerse no deja residuos químicos.

Más de un siglo después, el segundo hito no tiene que ver con la molécula sino con su desaparición. En 1974, los químicos Mario Molina y Frank Sherwood Rowland publicaron en la revista Nature la hipótesis de que los clorofluorocarbonos, entonces omnipresentes en aerosoles y refrigerantes, destruían el ozono estratosférico. La confirmación llegó en 1985, cuando un equipo liderado por Joseph Farman documentó el adelgazamiento de la capa sobre la Antártida. Dos años más tarde se firmó el Protocolo de Montreal, el primer tratado internacional capaz de frenar de forma eficaz un problema ambiental de escala planetaria, y en 1995 Molina, Rowland y el meteorólogo Paul Crutzen recibieron por ese trabajo el Premio Nobel de Química.

Preguntas frecuentes

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

La frase resume una paradoja real: la misma molécula, O₃, produce efectos opuestos según la altura a la que se encuentre. En la estratosfera, entre 15 y 50 kilómetros, actúa como un escudo que absorbe buena parte de la radiación ultravioleta más dañina y hace posible la vida en la superficie. A ras de suelo, en la troposfera, esa misma molécula es un contaminante que irrita las vías respiratorias y agrava enfermedades pulmonares crónicas. No son dos sustancias distintas ni dos tipos de ozono: es idéntica composición química, situada en dos lugares donde desempeña papeles biológicos completamente opuestos. La clave está en la concentración y en la distancia a la que se respira ese aire.

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

Sí, al menos en parte. La descarga eléctrica de un rayo rompe moléculas de oxígeno y permite que los átomos libres se recombinen en ozono, cuyo olor acre y ligeramente metálico es el que muchas personas asocian con la lluvia inminente. Un olor parecido se percibe cerca de fotocopiadoras antiguas o de equipos eléctricos de alta tensión, por el mismo mecanismo.

¿Es lo mismo el ozono ambiental que el que se usa en ozonoterapia?

Químicamente es la misma molécula. Cambia por completo el contexto: el ozono troposférico se respira de forma involuntaria, mientras que el de uso terapéutico se genera de forma controlada y se administra evitando la inhalación directa.

¿Tiene el ozono relación con el cáncer de piel?

No de forma directa, pero sí a través de un mecanismo bien establecido. La capa de ozono estratosférica filtra buena parte de la radiación ultravioleta B antes de que llegue a la piel; cuando esa capa se adelgaza, como ocurrió por efecto de los clorofluorocarbonos hasta finales del siglo XX, llega más radiación UV-B a la superficie y con ella aumenta el riesgo de cáncer cutáneo y de cataratas. El Premio Nobel de Química de 1995, concedido a Mario Molina, Frank Sherwood Rowland y Paul Crutzen, reconoció precisamente el trabajo que identificó ese mecanismo.

Referencias

1. Stolarski RS. History of the study of atmospheric ozone. NASA Goddard Space Flight Center.
2. Environmental Protection Agency (EE. UU.). Health Effects of Ozone Pollution.
3. MIT News. MIT's Mario Molina wins Nobel Prize in chemistry for discovery of ozone depletion. 1995.
4. Agencia Europea de Medio Ambiente (EEA). Los niveles de niebla estival superaron el umbral crítico dos de cada tres días.