El ozono estratosférico y el ozono troposférico (o superficial)

En la estratosfera, a unos 20 km de altura sobre la superficie terrestre, se encuentra la llamada capa de ozono u ozono estratosférico. Esta capa de ozono actúa de forma beneficiosa absorbiendo radiación UV proveniente del sol y evitando así que llegue a la superficie de la Tierra.

El ozono situado en la troposfera (capa de la atmósfera situada sobre la superficie de la Tierra, hasta una distancia de unos 10 Km) es lo que se denomina ozono troposférico. Este ozono, a causa de la acción del hombre, puede encontrarse en concentraciones superiores a las naturales, actuando entonces como un contaminante atmosférico por sus efectos nocivos sobre el medio.

El ozono troposférico: un contaminante atmosférico de tipo secundario

El ozono troposférico cuando se encuentra en unas determinadas concentraciones puede considerarse un contaminante atmosférico por sus efectos nocivos. Se trata de un contaminante secundario de origen fotoquímico, es decir, no emitido directamente a la atmósfera, sino formado mediante reacciones fotoquímicas (en presencia de luz solar) a partir de contaminantes primarios que son aquellos que se emiten directamente a la atmósfera.

Los precursores del ozono son fundamentalmente los óxidos de nitrógeno (NOx) y los compuestos orgánicos volátiles (COVs) los cuales se emiten de manera natural o como consecuencia de las actividades humanas. La época con mayores niveles de ozono suele coincidir con el verano debido a una mayor presencia de radiación solar.

El ozono y la salud

El ozono es un gas tóxico que a concentraciones elevadas puede tener efectos en la salud humana, afectando principalmente al aparato respiratorio e irritando las mucosas, pudiendo llegar a producir afecciones pulmonares. El aparato respiratorio es el principal perjudicado por la acción del ozono, siendo los primeros síntomas que se detectan tras una exposición al mismo tos, dolor de cabeza, náuseas, dolores pectorales, y acortamiento de la respiración. Estos síntomas se han observado para concentraciones de ozono alrededor de 240 µg/m3 (umbral de alerta). Si los niveles de ozono superan este nivel puede producirse también inflamaciones pulmonares, hiper-reactividad de las vías respiratorias y un grave deterioro de la actividad pulmonar.

Estos efectos dependen de distintas variables: la concentración de ozono, la ventilación durante la exposición y la duración de ésta. El ejercicio físico al aire libre es uno de los principales factores que influyen negativamente, ya que conlleva un aumento en la cantidad del ozono inhalado y una mayor penetración en los pulmones. Los niños, ancianos y quienes padecen enfermedades respiratorias son grupos con mayor riesgo.

Todos los datos existentes sobre los efectos del ozono en la salud, conjuntamente con su nivel de fondo, han llevado a la Organización Mundial de la Salud a recomendar unos valores guía por encima de los cuales no existe peligro para la salud humana. Estos valores son los comprendidos en el intervalo 150-200 µg/m3 durante una hora (umbral de información). Sin embargo la Organización Mundial de la Salud considera que los efectos respiratorios están más relacionados con la exposición prolongada a niveles moderadamente altos de ozono que con valores puntuales muy altos. Por ello, este Organismo recalca la importancia de controlar las concentraciones referidas a periodos de tiempo largos, como pueden ser los valores octohorarios. Por ello con el fin de disminuir los efectos potencialmente adversos y agudos y proporcionar un margen adicional de protección, también ha recomendado un valor guía de exposición al ozono entre 100-120 µg/m3 para 8 horas (valor objetivo a largo plazo para la protección de la salud).

¿Qué hacer durante un periodo de alta concentración de ozono?

En situaciones de alta concentración de ozono en el aire se debe aconsejar a aquellas personas sensibles a este gas que no realicen esfuerzos corporales desacostumbrados y largos al aire libre.

Los ejercicios deportivos de larga duración deben ser evitados en todo lo posible durante las horas del mediodía y de la tarde.

Según los últimos estudios no causa ningún perjuicio la estancia normal al aire libre. A pesar de ello se puede esperar que sufran molestias las personas sanas al cabo de unas horas.

En Aragón hay que tener en cuenta que los episodios de superación del umbral de información a la población en general son escasos y muy cortos, de una o pocas horas de duración. El umbral de alerta a la población no se ha superado en ningún caso en la Comunidad Autónoma.

Sistema de aviso inmediato de superación de umbrales de ozono del Gobierno de Aragón

Durante los meses de abril a septiembre de cada año el Gobierno de Aragón cuenta con un Sistema de Alerta Inmediata sobre los niveles de ozono. Este sistema permite avisar de forma inmediata a la población afectada ante una superación de los umbrales de ozono de información o alerta a la población en cualquiera de las estaciones de la RCGA.

El aviso se realiza mediante el envío inmediato al Ayuntamiento afectado donde está ubicada las estación correspondiente de la RCGA a través de un mensaje SMS en el que se da toda la información del episodio producido. El Ayuntamiento correspondiente, es el que se encarga de dar esa información y recomendaciones públicas a la población de la zona a través del medio de comunicación que considera más oportuno: bandos, tablones municipales, etc.

Asimismo, se lleva a cabo el siguiente protocolo de actuación desde la Dirección General de Cambio Climático y Educación Ambiental una vez validado el episodio de ozono:

1. Se obtiene una predicción meteorológica del Instituto Nacional de Meteorología para poder hacer una estimación cualitativa de la probabilidad de que continúen produciéndose superaciones de ozono en las horas siguientes en esa zona.
2. Se redacta un breve informe descriptivo del episodio revisando no sólo los niveles de ozono sino también de otros contaminantes como los óxidos de nitrógeno, así como dando información al público de cómo actuar y qué medidas tomar ante niveles elevados de ozono
3. Se remite esta información a los Ayuntamientos de la zona de influencia de la estación en la que se ha producido el episodio, así como a la Gerencia del Servicio Aragonés de Salud, y a la Dirección General de Salud pública.

Cuándo y dónde se dan los niveles más altos de ozono

¿Por qué se dan los valores de ozono más altos en el periodo estival?

El ozono es un contaminante fotoquímico secundario para cuya formación es necesaria la presencia de radiación solar.

Los niveles más altos de ozono se registran por tanto preferentemente en presencia de elevadas tasas de insolación y condiciones de estabilidad atmosférica, por lo que el verano resulta el periodo más propicio. Bajo estas condiciones suele estimularse también el desarrollo de circulaciones locales de brisa que, como causa y efecto, favorecen el incremento de los niveles de concentración de ozono superficial. Esto es debido a que este tipo de movimientos atmosféricos conllevan en general una pobre renovación de la atmósfera en los niveles superficiales, que se ven sometidos a procesos de recirculación y confinamiento dinámico, aunmentando el grado de envejecimiento químico de la masa aérea.

¿Por qué se dan valores de ozono más altos en las zonas rurales que en las zonas urbanas?

Los niveles de ozono suelen ser más bajos en las estaciones urbanas de control de la contaminación atmosférica, debido a que se trata de un contaminante secundario que no aparece de forma inmediata. Existe un intervalo entre la emisión de precursores y su formación; además, los vientos pueden arrastrar las masas de aire contaminado fuera de las ciudades y dirigirlas a zonas periféricas o rurales. En este caso el ozono se forma durante el trayecto produciendo valores más elevados en la periferia que en los propios núcleos urbanos. Por este motivo se miden valores de ozono más altos en las zonas a sotavento de los núcleos emisores y, en general, en las zonas suburbanas y rurales.

Por otro lado aunque el tráfico y algunas actividades industriales (procesos de combustión, centrales térmicas) son las principales fuentes de emisión de óxidos de nitrógeno, precursores del ozono, en ambos casos las mayores concentraciones de ozono no se dan cerca del foco emisor sino a una cierta distancia del mismo debido a que el ozono que se forma en las proximidades del foco reacciona con el monóxido de nitrógeno existente destruyéndose en la cercanía de la fuente.

Estrategias de reducción de niveles de ozono

El ozono es un contaminante fotoquímico secundario, es decir, se forma a partir de contaminantes primarios emitidos a la atmósfera (fundamentalmente óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles) en presencia de radiación solar.

La formación fotoquímica de ozono en una región determinada es el resultado de un complejo proceso químico en el que, a partir de sus precursores (óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles) intervienen una multiplicidad de especies diferentes, que interaccionan entre sí según diferentes reacciones, dando lugar a un balance final altamente no lineal. Una consecuencia trascendental de esta química no lineal es que en una región dada, y dependiendo de las condiciones iniciales de partida, la actuación sobre los distintos precursores puede tener consecuencias muy variables, cabiendo la posibilidad de que conduzca tanto a un incremento como a un decremento de las concentraciones de ozono.

Esto hace que las medidas coyunturales para reducir la contaminación atmosférica en una zona determinada, de tipo restrictivo (como limitar el funcionamiento de los generadores de calor, restringir la circulación de vehículos, regular el tráfico para hacerlo más fluido, restringir determinadas industrias y actividades) no sean tan efectivas con el ozono como con otros tipos de contaminantes, por ser un contaminante de tipo secundario pudiendo incluso en algún caso producir un efecto contraproducente: por ejemplo una reducción drástica del tráfico, al provocar un descenso de los niveles de NOx en la atmósfera, puede impedir la disminución de los niveles de ozono que previamente se hubieran formado.

En la lucha contra el ozono es necesaria la aplicación de medidas a medio y largo plazo orientadas a limitar las emisiones de contaminantes precursores de ozono a la atmósfera. También es muy efectivo que la población adopte hábitos favorables como la utilización del transporte público, o la conservación y mantenimiento adecuados del vehículo

No sirven estrategias a corto plazo. Hay que concebir estrategias a medio-largo plazo de reducción de precursores de ozono:

• Vehículos menos contaminantes (NOx, COVs)
• Uso de transporte público (NOx, COVs)
• Ahorro de energía (NOx)
• Uso de energías no contaminantes (NOx)
• Reducción de uso de disolventes (COVs).