El smog de ozono

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El smog de ozono forma parte de la polución de las grandes ciudades. El ozono se forma en un proceso en el que están imlicados los óxidos de nitrógeno, formación de ozono y degradación de ozono. Este es un claro ejemplo de como varios procesos en la atmósfera van enlazados.

¿Qué ocurre en la ciudad?

Supongamos un ejemplo simple en el que prácticamente todos los óxidos de nitrógeno provienen de la combustión en los coches. Un aire rico en NO se eleva desde las calles y autopistas. La primera reacción que tiene lugar no es la formación sino el consumo de ozono, porque el NO es oxidado por el ozono formando dióxido de nitrógeno NO2. Así, la concentración de ozono inmediatamente encima de las calles y cerca de las autopistas frecuentemente es muy baja. Durante los periodos de smog de ozono las concentraciones de ozono pueden ser menores en la ciudad que en las áreas rurales de alrededor. Las masas de aire rico en NOx son transportadas por el aire hacia las zonas de campo.

NOx emissions in town

1. Emisión de NOx en la ciudad.
imagen: Anja Kaiser © ESPERE
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¿De dónde vienen los compuestos orgánicos?

Los siguientes elementos necesarios en el ciclo de formación del ozono son los peróxidos orgánicos. ¿De dónde vienen? Los bosques y plantas y también las actividades humanas emiten moléculas orgánicas. Te mostramos la estructura de algunos compuestos orgánicos, que se abrevian con RH. Estos compuestos son atacados químicamente en el aire. La típica reacción favoracida por la luz del sol es la reacción con el radical hidroxilo •OH y posteriormente la adición de una molécula de oxígeno. El resultado es un radical peróxido RO2•. R representa el resto de la moléculas orgánica, la parte que no está implicada en la reacción. Los radicales tienen un electrón libre, que se simboliza con el punto y que los hacemuy reactivos.

organic emissions

2. emisiones organicas de bosques e industrias
imagen: Anja Kaiser © ESPERE
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¿Cuándo se dan las mejores 
condiciones para 
el smog de ozono?

Sobre las zonas rurales cercanas a la ciudad el ciclo de formación de ozono empieza:
1) El dióxido de nitrógeno NO2 se rompe por fotolisis y forma átomos de oxígeno y óxido de nitrógeno.
2) Los átomos de oxígeno reaccionan con el oxígeno molecular del aire y se forma ozono (O3).
3) El óxido de nitrógeno reacciona con radicales peróxido RO2• y forma NO2 de nuevo.
4) Algo de ozono puede ser consumido por el NO dependiendo de la concentración de radicales peróxido RO2•.

Formation of ozone smog

3. Formación de smog de ozono
imagen: Anja Kaiser © ESPERE
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Finalmente los radicales peróxido se consumen y se forma el ozono, mientras que los óxidos de nitrógeno están continuamente reciclándose. Esto sólo pasará si:
a) existe suficiente luz solar para que se produzca una fotolisis eficiente (días soleados y cálidos)
b) la mezcla de radicales peróxido y óxidos de nitrógeno favorece la formación de ozono.

Ciclo completo de oxidacion del ozono

4. Ciclo completo de oxidación del ozono
imagen: Anja Kaiser © ESPERE

Si no hay óxidos de nitrógeno disponibles, el ciclo de reacciones no puede tener lugar.
Sin embargo, si hay exceso de óxidos de nitrógeno disponible, éste excesode de NO no reacciona solo con los radicales peróxido sino que también elimina de nuevo el ozono.
Si no se dispone de luz solar el NO no puede reciclarse otra vez y la formación de radicales peróxido no es suficiente.
Normalmente en el aire limpio la cantidad de óxidos de nitrógeno no es suficientemente alta como para producir un periodo de smog de ozono severo, pero si los hombres emiten demasiados ésto puede ocurrir. Lo mismo puede pasar en un incendio forestal, donde los óxidos de nitrógeno se forman en las llamas.

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Conoce más sobre como se controla la formación de ozono troposférico en:
Baja atmósfera - Más - Unidad 3 - abundancia del ozono

Sobre esta página:

autor: Dr. Elmar Uherek - MPI Mainz
supervisor científico: Dr. Rolf von Kuhlmann - Max Planck Inst. for Chemistr, Mainz
corrección pedagógica: Michael Seesing - Univ. of Duisburg - 02-07-2003
última revisión y publicación: 09-10-2008

Last modified: Friday, 2 November 2018, 2:27 PM