OZONO ESTRATOSFÉRICO

El adelgazamiento de la capa de ozono es otro de los problemas ambientales globales más importantes, debido a que dicha capa regula el paso de los rayos ultravioleta²¹ (UV) emitidos por el Sol. La destrucción de la capa de ozono ha sido resultado de la acción de varios agentes, conocidos genéricamente como sustancias agotadoras del ozono (SAO),  las cuales pueden existir naturalmente en la atmósfera o generarse como resultado de las actividades humanas; tienen como característica distintiva el contener en su estructura átomos de cloro, flúor y bromo. Las SAO antropogénicas más conocidas son los clorofluorocarbonos (CFC), pero también destacan los hidroclorofluorocarbonos (HCFC), halones, bromuro de metilo (MBR), tetracloruro de carbono (TET) y metil cloroformo (MCF). Las SAO se utilizan comúnmente en los sistemas de refrigeración, aire acondicionado, espuma rígida de poliuretano, solventes, plaguicidas, aerosoles y extintores, entre otros. Al ser emitidas, las SAO alcanzan la estratosfera, donde participan en una serie de reacciones que liberan átomos de cloro y bromo que destruyen la molécula del ozono. Para dar una idea de la capacidad destructiva de estas sustancias, un átomo de cloro o bromo puede destruir hasta cien mil moléculas de ozono (WMO y UNEP, 2003).

Aunque las emisiones de SAO se generan en todo el planeta y el adelgazamiento de la capa de ozono ocurre a nivel global, la circulación atmosférica desplaza la mayoría de las SAO hacia los polos. En particular, las condiciones atmosféricas en el Polo Sur favorecen las reacciones que convierten a las SAO en gases reactivos que destruyen al ozono. Durante dichas reacciones se liberan cloro y bromo en formas activas que se acumulan en las nubes polares. En la primavera, cuando aumenta la temperatura, las nubes se disgregan y liberan cloro y bromo activos, los cuales destruyen rápidamente el ozono. Por esta razón, aunque el problema es global, sus efectos son menores cerca del ecuador y se incrementan con la latitud hacia los polos, en particular hacia el Polo Sur (PNUMA, 2002, 2003; WMO y UNEP, 2003; Manney et al., 2011).

El adelgazamiento de la capa de ozono en Antártica ha producido lo que se conoce como el “agujero de ozono²²”, observado por primera vez a principios de los años ochenta y que presentó su máximo tamaño registrado en el año 2000, cubriendo cerca de 29.9 millones de km² (Figura 5.36). En 2011, el tamaño máximo fue de 26 millones de km², una superficie ligeramente más grande que Norteamérica (NASA, 2011). Aunque el agujero de ozono se había registrado exclusivamente en Antártica, en el año 2011 se registró por primera vez en el Ártico. Ese año, las condiciones frías en la estratosfera baja ártica duraron más de lo habitual y fueron más severas, lo que permitió que se liberaran formas activas de cloro que destruyeron alrededor de 80% de las moléculas de ozono entre los 18 y 20 kilómetros de altitud (Manney et al., 2011).

La Agencia Nacional de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA, por sus siglas en inglés) monitorea la concentración de ozono en las principales ciudades del mundo, así como en los polos. En la Figura 5.37 se observan las concentraciones promedio anuales de ozono estratosférico global, en la Ciudad de México y Guadalajara y Antártica (en el mes de octubre²³),  entre 1979 y 2012. Es evidente la baja concentración que se registra desde principios de los años ochenta en octubre en Antártica, comparada con la concentración global (IB 1.3-3). En esa región se ha mantenido una tendencia decreciente en la concentración de ozono y aunque en algunos años se han registrado incrementos, éstos siempre se han mantenido por debajo de la concentración global. En contraste, tanto la concentración global como la de las dos ciudades mexicanas que se muestran como referencia, aunque presentan cambios en la concentración éstos no son significativos, lo cual refuerza el hecho de que a pesar de que se trata de un problema generado a nivel global, sus consecuencias más evidentes son regionales.

Consumo y concentración de SAO

Dado que el impacto de las SAO depende de su potencial de agotamiento del ozono²⁴ (WMO y UNEP, 2003), en este capítulo se presentan el consumo, tanto global como nacional, ponderado por dicho potencial. Cabe mencionar que el consumo ponderado de SAO considera de manera integral el ciclo de vida de estas sustancias (producción, importación y exportación), así como su capacidad específica para destruir el ozono.

A pesar de que el consumo global de SAO disminuyó drásticamente a principios de los noventa con la entrada en vigor del Protocolo de Montreal²⁵ (97% en el periodo 1986-2011), esto no se ha reflejado en su concentración atmosférica (Figuras 5.38 y 5.39; IB 1.3-1 y 1.3-4). Aunque se esperaría que sus concentraciones se redujeran casi a la par de la caída en el consumo, éstas se han estabilizado desde principios de los años noventa, lo cual puede explicarse por los tiempos de vida atmosférica de las SAO, que pueden ser largos, variando de los cinco hasta los 100 años (WMO y UNEP, 2003; CDIAC, 2011).

En México, el consumo total ponderado de SAO disminuyó cerca de 95% en 2011 (se consumieron 1 563 toneladas) con respecto al volumen reportado en 1989 (poco más de 29 mil toneladas; Figura 5.40; IB 1.3-2; IC 8). Esta disminución es debida principalmente a la eliminación del consumo de los CFC con mayor potencial de agotamiento y al incremento  en el uso de sustancias alternativas como los HCFC con bajos potenciales de agotamiento.

Además de la concentración atmosférica de SAO, existen otros factores que influyen en la destrucción del ozono: la temperatura en la estratosfera, la actividad solar y la concentración atmosférica de gases como el metano, vapor de agua y el óxido nitroso (Weatherhead y Andersen, 2006). No obstante los esfuerzos realizados y los resultados alcanzados en la reducción del consumo y producción de SAO, las evaluaciones recientes indican que la capa de ozono regresará a los niveles que tenía en 1980 entre los años 2050 y 2075 (PNUMA, 2007 y 2008).

Protección de la capa de ozono

La preocupación de la comunidad científica y de los gobiernos de diversos países por la pérdida del ozono estratosférico llevó a la adopción de la Convención de Viena sobre la Protección de la Capa de Ozono (1985) y del Protocolo de Montreal sobre Sustancias que Degradan la Capa de Ozono (1987), en los cuales se establecieron los compromisos para reducir el consumo y la producción de SAO (PNUMA, 2003; Tabla 5.4). A junio de 2012, 197 países habían firmado y ratificado tanto la Convención como el Protocolo. México firmó estos tratados y adoptó las enmiendas de Londres (1991), Copenhague (1994), Montreal (2006) y Beijing (2007; UNEP, 2011b).

A partir de 1995, la mayoría de las sustancias agotadoras de ozono incluidas en el Protocolo de Montreal, con excepción de los CFC, habían dejado de producirse en los países industrializados. A partir de 2005, se eliminó la producción y el consumo global de más del 95% de todas las sustancias controladas por el Protocolo. En el caso de los países en desarrollo, el protocolo especificó además de un periodo de gracia para su eliminación, apoyos financieros que les permitieran enfrentar los costos de eliminación de las SAO.

Dado el éxito en el cumplimiento de las metas establecidas, el Protocolo de Montreal es considerado como uno de los acuerdos internacionales más exitosos. De hecho, algunas estimaciones indican que de no existir este acuerdo, para el año 2050 la destrucción del ozono podría haber aumentado 50% en el hemisferio norte y 70% en el sur. Con la adopción de las medidas para proteger la capa de ozono, los riesgos a la salud se redujeron drásticamente: por ejemplo, a nivel mundial se evitaron 1.5 millones de casos de cáncer de piel de tipo melanoma, 19 millones de casos de cáncer de tipo no melanoma y 130 millones de casos de cataratas (UNEP, 2009). En la Figura 5.41 se muestra la magnitud de los efectos que se calcula ha tenido el Protocolo de Montreal y sus enmiendas en las concentraciones estratosféricas de cloro, así como los efectos que hubieran podido registrarse en la salud (específicamente en cuestión de cáncer de piel)  en caso de no haber sido adoptado.

México, al igual que otros países en desarrollo, se comprometió a cumplir las metas de reducción de SAO mostradas en la Tabla 5.4. La estrategia de reducción seguida por el país se ha  basado en las medidas siguientes: 1) control del consumo y producción de SAO, 2) fomento y asesoría sobre el uso de sustancias y prácticas alternativas que minimicen los impactos en la capa de ozono, 3) introducción de tecnologías limpias que empleen sustancias y prácticas alternativas a las SAO, y 4) capacitación a los usuarios sobre las medidas de conservación de la capa de ozono. Dicha estrategia se enmarca en el calendario de reducción comprometido por los países ante el Protocolo de Montreal.

De las metas comprometidas por México, se cumplieron anticipadamente las planteadas para los CFC, el tetracloruro de carbono (TET), el metil cloroformo (MCF) y los halones. En septiembre del año 2005, nuestro país cerró su única planta de producción de CFC, con lo que se redujo 60% la producción en Latinoamérica y 12% a nivel mundial, adelantándose cuatro años al cumplimiento de su compromiso. Actualmente en el país, todos los productos en aerosol, refrigeradores y aires acondicionados, así como la producción de espumas de poliuretano, están libres de CFC (Semarnat, 2009). A partir del 2006 se reportó un consumo negativo de CFC, ya que se eliminó la producción de estas sustancias y parte de las reservas fue exportada (Figura 5.40). En el caso del bromuro de metilo, empleado como plaguicida para la fumigación de suelos agrícolas y sistemas de almacenamiento de granos y harinas, la disminución ha sido progresiva: en el 2005 se cumplió la meta de reducción del 20% a partir de la línea base establecida en 1998 (1 130 toneladas ponderadas) y entre 2008 y 2011 se eliminaron 370 toneladas ponderadas adicionales, con lo que la reducción total del consumo de esta sustancia en México alcanzó el 53%. Una parte considerable de la reducción en el consumo de esta sustancia se ha logrado con la aplicación de la técnica de injertos en la producción de hortalizas, lo que evita algunas de sus enfermedades y reduce su uso como plaguicida. Asimismo, México adelantó un año su compromiso de eliminación total de esta sustancia, por lo que deberá cumplirlo al año 2014. Para información más detallada sobre producción, importación, exportación y consumo de SAO en México se recomienda consultar los Cuadros D3_AIRE03_01, D3_AIRE03_02, D3_AIRE03_03, D3_AIRE03_04 y D3_AIRE03_05.

Como parte del fomento al uso de sustancias alternativas a las SAO, se han empleado algunas menos dañinas a la capa de ozono. Por ejemplo, los HCFC poseen un menor potencial de agotamiento: los que se emplean en México poseen potenciales de entre 0.04 y 0.07, en contraste con los reportados para los CFC, que van de 0.6 a 1.0. La Figura 5.42 muestra los resultados del proceso de sustitución de los CFC: mientras que el consumo de CFC se eliminó totalmente, resultado del apoyo a proyectos de inversión en tecnologías limpias en sectores que emplean estas sustancias, el consumo de HCFC ha ido incrementándose (IB 1.3-5). Cabe señalar que, incluso para los HCFC existen metas progresivas de reducción en su consumo; en 2015 se debe disminuir 15% hasta alcanzar el 100% en 2040  (Tabla 5.4). 

Para ayudar a los países en desarrollo a cumplir con las medidas de control adoptadas ante el Protocolo de Montreal, en 1991 se estableció a nivel internacional el Fondo Multilateral para la Implementación del Protocolo de Montreal (UNEP, 2011a). Los recursos de este Fondo se dirigen a impulsar la introducción de tecnologías limpias y la capacitación de los usuarios de las SAO. A noviembre de 2011, este Fondo había destinado alrededor de 2 800 millones de dólares a nivel mundial para apoyar a 145 países en desarrollo en la ejecución de 6 875 proyectos. La inversión ha permitido una reducción en el consumo y producción; por ejemplo, a diciembre de 2010, se evitó el consumo de 256 180 toneladas y la producción de 192 628 toneladas, es decir, 448 808 toneladas ponderadas de SAO (UNEP, 2011a). México recibió de este Fondo en el periodo 1991-2011 un total de 113.3 millones de dólares, con lo que apoyó 143 proyectos en sectores como refrigeración, aerosoles, espumas, solventes, agricultura y almacenaje de productos, entre otros  (Figura 5.43).

A nivel nacional y con el fin de implementar las medidas necesarias para el cumplimiento de los compromisos de México ante el Protocolo de Montreal, hace más de veinte años se creó la Unidad de Protección a la Capa de Ozono, dependiente de la Semarnat (Semarnat, 2005). También se desarrolló el Sistema de Información y Seguimiento de Sustancias Agotadoras de la Capa de Ozono (SISSAO) para vigilar la importación y exportación de estas sustancias y contar con un registro estadístico de su movimiento (Semarnat, 2011). Paralelamente, y con la finalidad de reducir el consumo del bromuro de metilo, que se utiliza como plaguicida, están en marcha proyectos para brindar asistencia técnica y capacitación.

Notas:

²¹ La radiación ultravioleta (UV) es una forma de energía radiante que proviene del Sol y llega a la Tierra en las formas UV-A, UV-B y UV-C. Los rayos UV-A son los menos nocivos y llegan en menor cantidad a la superficie terrestre. Los UV-C son altamente energéticos y los más dañinos, sin embargo, la capa de ozono impide su paso. Por último, la radiación UV-B, también muy dañina, es retenida en su mayor parte por la capa de ozono, aunque una pequeña proporción alcanza la superficie y puede causar daños a las células y tejidos de los organismos.
²² Se considera que existe un “agujero” en la capa de ozono cuando la concentración de ozono estratosférico es inferior a 220 unidades Dobson (UD), concentración menor a la global de alrededor de 300 UD. Cien unidades Dobson representan una cantidad equivalente a un milímetro de grosor de la capa de ozono, a nivel del mar y a 0°C, y es la medida para expresar el grosor de la capa (PNUMA, 2003; WMO y UNEP, 2003).
²³ Se considera que el agujero de ozono en Antártica se forma en el mes de octubre.
²⁴  El potencial de agotamiento del ozono (PAO) es la capacidad de cada SAO para destruir al ozono y se calcula usando como referencia al CFC-11 (PAO igual a 1).
²⁵ Tratado internacional que establece los compromisos de reducción de la producción y el consumo de SAO con el fin de proteger la capa de ozono. Más detalles sobre este tratado pueden consultarse en la sección de Protección de la capa de ozono en este mismo capítulo.