¿QUÉ ES EL OZONO?
1. Definición y Funciones
El ozono es una molécula compuesta por tres átomos de oxígeno (O₃), formada cuando el oxígeno molecular (O₂) es sometido a descargas eléctricas o radiación ultravioleta (UV). Es un gas de alta reactividad con un intenso poder oxidante, lo que le confiere propiedades desinfectantes, purificadoras y desodorizantes.
A temperatura ambiente, el ozono es un gas incoloro en bajas concentraciones, pero en mayores concentraciones adquiere un tono azulado. En estado líquido y sólido, presenta un color azul intenso o violeta, respectivamente. Su olor característico es metálico y punzante, similar al que se percibe tras una tormenta eléctrica o en la proximidad de equipos eléctricos.
La presencia del ozono en la naturaleza, cumple dos funciones clave en la atmósfera:
- En la estratosfera, forma la capa de ozono, un escudo natural que filtra la radiación ultravioleta del Sol, protegiendo la vida en la Tierra.
- En la troposfera, se genera tanto de forma natural como por actividad humana. En bajas concentraciones, contribuye a la purificación del aire; sin embargo, en niveles elevados, puede participar en la formación del smog fotoquímico.
2. Descubrimiento del Ozono
La historia científica del ozono comenzó en 1785, cuando el científico holandés Martinus Van Marum detectó su característico olor mientras realizaba experimentos con chispas eléctricas y generadores electrostáticos. Sin embargo, fue el químico alemán Christian Friedrich Schönbein quien en 1839 logró aislarlo, nombrándolo «ozono», del griego «ozein», que significa «oler».
Posteriormente, en 1865, Jacques-Louis Soret determinó su fórmula química (O₃), confirmada en 1867 por Schönbein. Durante la segunda mitad del siglo XIX se profundizó en el estudio del ozono, estableciendo sus destacadas propiedades oxidantes y reconociendo diversas aplicaciones industriales.
Inicialmente, el ozono se consideraba exclusivamente beneficioso, pero con el tiempo se reconoció su doble función: en la estratosfera, es un filtro esencial contra la radiación ultravioleta, mientras que, en concentraciones controladas, es un potente desinfectante y purificador del aire y el agua. Sin embargo, en niveles elevados a nivel del suelo, su alta reactividad puede afectar la salud respiratoria, al igual que ocurre con otras sustancias en dosis excesivas.
Evolución del Descubrimiento y Aplicaciones del Ozono
1785: Martinus Van Marum detectó su característico olor.
1801: William Cruikshank observó su presencia en la electrólisis del agua.
1840: Christian Friedrich Schönbein lo clasificó formalmente y le dio su nombre actual.
1863: Jacques-Louis Soret confirmó su composición química (O₃).
Finales del siglo XIX: Se establecieron sus propiedades oxidantes y aplicaciones industriales.
1893: El ozono se utilizó por primera vez en la ciudad Ossbaden de Holanda en una planta de purificación de agua.
3. Propiedades del Ozono
El ozono es una sustancia de vida corta, ya que se descompone rápidamente en oxígeno molecular (O₂) sin dejar residuos.
| Propiedad | Descripción |
| Fórmula química | O₃ |
| Peso molecular | 48 g/mol |
| Estado físico | Gas a temperatura ambiente; líquido azul oscuro a -112°C; sólido violeta oscuro a -193°C |
| Densidad | 2.144 g/L (a 0°C y 1 atm) |
| Solubilidad en agua | 0.105 g/L a 0°C |
| Punto de ebullición | -112°C |
| Punto de fusión | -193°C |
| Olor | Pungente y característico, similar al detectado tras una tormenta eléctrica |
| Poder oxidante | Más fuerte que el cloro, eliminando microorganismos y compuestos orgánicos |
4. Formación Natural del Ozono
El ozono se genera en la estratosfera a través de un proceso fotoquímico conocido como el Ciclo del Ozono:
- Disociación del oxígeno: La radiación UV del Sol rompe las moléculas de O₂ en átomos individuales de oxígeno.
- Formación de ozono: Los átomos de oxígeno reaccionan con otras moléculas de O₂, formando O₃.
- Descomposición natural: El ozono absorbe la radiación UV y se descompone nuevamente en O₂ y O, cerrando el ciclo.
Este equilibrio es vital para la formación de la capa de ozono, que protege la Tierra de la radiación ultravioleta dañina.
5. Generación Artificial del Ozono
El ozono también puede producirse artificialmente mediante varias técnicas:
El ozono puede producirse artificialmente mediante diversas técnicas, dependiendo del uso y la concentración requerida:
- Descarga corona: Se aplica una alta tensión eléctrica a través de un gas que contiene oxígeno, generando O₃. Es el método más utilizado en generadores industriales debido a su eficiencia y producción controlada.
- Radiación UV: Lámparas de alta energía emiten luz ultravioleta (UV-C) que rompe las moléculas de O₂, facilitando la formación de ozono. Se emplea en aplicaciones de baja producción, como la esterilización de equipos médicos.
- Electrólisis del agua: La descomposición del agua mediante corriente eléctrica genera oxígeno, que bajo condiciones específicas puede transformarse en ozono. Es una técnica en desarrollo para la producción en entornos acuosos.
- Plasma Frío: Mediante una descarga de plasma de baja temperatura, se excitan moléculas de oxígeno para formar ozono. Se usa en aplicaciones avanzadas de purificación de aire y superficies.
- Reacciones químicas: En laboratorio, el ozono puede generarse mediante la oxidación de peróxidos o la descomposición de ciertos compuestos inestables, aunque su aplicación industrial es limitada debido a la baja eficiencia y seguridad.
Cada método tiene ventajas y aplicaciones específicas según el entorno y el objetivo de la producción de ozono.
6. Usos y Aplicaciones del Ozono
Debido a su alta capacidad oxidante, el ozono se emplea en diversas Aplicaciones Industriales y Tecnológicas:
Aplicaciones del Ozono en Diferentes Sectores
1. Tratamiento de Agua
- Desinfección de agua potable y piscinas.
- Eliminación de microorganismos y contaminantes.
- Tratamiento de aguas residuales industriales y urbanas.
- Eliminación de sustancias químicas como pesticidas y residuos farmacéuticos en el agua.
2. Purificación del Aire
- Eliminación de olores en espacios cerrados como establecimientos comerciales, oficinas, gimnasios, clínicas, peluquerías, hospitales, vestuarios, aseos, cuartos de basura, etc….
- Desinfección en hospitales, clínicas y oficinas para reducir la carga microbiológica.
- Eliminación de moho, bacterias y virus en conductos de ventilación y sistemas HVAC.
3. Industria Alimentaria
- Conservación de frutas y verduras prolongando su frescura.
- Eliminación de pesticidas y microorganismos en superficies de alimentos.
- Purificación de aire en cámaras frigoríficas y almacenes para evitar la proliferación de hongos y bacterias.
4. Espacios Deportivos y Gimnasios
- Eliminación de olores en vestuarios y zonas de entrenamiento.
- Desinfección de superficies y equipos de uso compartido.
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5. Industria y Medio Ambiente
- Tratamiento de aguas residuales industriales.
- Eliminación de contaminantes químicos y biológicos en procesos de producción.
- Reducción de compuestos orgánicos volátiles (COV) en emisiones industriales.
6. Industria Textil y del Papel
- Blanqueamiento de papel y tejidos sin productos químicos agresivos como el cloro.
- Eliminación de residuos orgánicos en el tratamiento de fibras textiles.
7. Ganadería y Agricultura
- Desinfección de establos, granjas avícolas y porquerizas para reducir enfermedades.
- Purificación del agua de riego para eliminar patógenos.
- Aumento de la vida útil de los productos agrícolas almacenados.
8. Acuicultura y Pesca
- Purificación del agua en piscifactorías para prevenir enfermedades en peces y mariscos.
- Eliminación de bacterias y parásitos en productos pesqueros.
9. Restauración y Hostelería
- Eliminación de olores persistentes en cocinas, restaurantes y hoteles.
- Desinfección de utensilios, superficies y cámaras frigoríficas.
10. Automoción y Transporte
- Eliminación de olores, bacterias y moho en sistemas de climatización de vehículos.
- Desinfección de cabinas en transporte público y aviones.
11. Ciencia y Tecnología
- Envejecimiento acelerado de materiales: Pruebas de resistencia en plásticos, cauchos y otros materiales para simular su degradación a largo plazo.
- Esterilización de equipos médicos y de laboratorio sin residuos químicos.
12. Hogares y viviendas
- Eliminación de olores en WC, cocina, salón, mascotas, tabaco.
- Limpieza y Desinfección de superficies.
- Lavadora doméstica, reduce consumo de agua caliente, uso de químicos, jabón.
- Purificación de agua para consumo, lavado de frutas y verduras.
- En Vehículos purifica el ambiente interior, eliminando malos olores.
13. Medicina y Ozonoterapia
- Aplicaciones antiinflamatorias y antimicrobianas en odontología y dermatología.
- Uso en tratamientos para heridas infectadas y úlceras.
- Terapias para mejorar la oxigenación en tejidos y combatir infecciones.
7. Efectos del Ozono en la Salud
La Organización Mundial de la Salud (OMS) establece directrices para la exposición al ozono, enfocándose principalmente en una media máxima diaria de ocho horas de 100 µg/m³ (0,051 ppm)
Para periodos de exposición más cortos, como 15 minutos, se considera que concentraciones de hasta 0,3 ppm (0,6 mg/m³) son inocuas para la salud humana.
La Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. (EPA) estableció el Estándar Nacional de Calidad del Aire (NAAQS, por sus siglas en inglés), fijando un límite de 0.12 ppm para exposiciones de 1 hora y un promedio máximo de 0.075 ppm en un período de 8 horas.
Efectos beneficiosos del Ozono en la Salud en la Desinfección Ambiental
El ozono es la versión más oxidante del oxígeno, que tan solo con pequeñas dosis consigue purificar el aire.
El Instituto de Neurología y Neurocirugía de Cuba llevó a cabo un estudio entre enero y junio de 2019 para evaluar el impacto del uso de ozono en la desinfección de áreas hospitalarias de alto riesgo. Los resultados mostraron que, tras la aplicación de ozono, todas las áreas evaluadas alcanzaron un estado de «ambiente muy limpio». Además, se observó una reducción del consumo de antibióticos a un tercio en las áreas tratadas, mientras que en las no expuestas al ozono, el consumo de antibióticos aumentó. También se registró una disminución en el número de fallecidos en comparación con el mismo periodo del año anterior a la intervención.
Estos hallazgos sugieren que la desinfección ambiental con ozono puede ser una herramienta eficaz para mejorar la calidad ambiental en entornos hospitalarios, contribuyendo a la reducción del uso de antibióticos y potencialmente disminuyendo la mortalidad asociada a infecciones nosocomiales.
Efectos perjudiciales del Ozono en la Salud.
La exposición prolongada a altas concentraciones de ozono puede tener efectos adversos en la salud, incluyendo irritación de las vías respiratorias, disminución de la función pulmonar y agravamiento de enfermedades respiratorias preexistentes.
Como potente agente oxidante, el ozono presente en la troposfera no solo afecta la calidad del aire, sino que también puede impactar la vegetación natural y la producción agrícola. Su interacción con otros compuestos, como los óxidos de nitrógeno (NOₓ) y compuestos orgánicos volátiles (COVs), puede intensificar sus efectos negativos.
Los síntomas asociados a la exposición varían según la concentración y el tiempo de exposición, pudiendo incluir tos, irritación en la garganta, ojos y faringe, dificultades respiratorias y malestar general. En casos prolongados o de alta exposición, puede comprometer la salud pulmonar, especialmente en personas con afecciones preexistentes.
Las concentraciones elevadas de ozono pueden generar efectos adversos en la salud, cuya gravedad depende del nivel de exposición y su duración.
A continuación, se muestra una tabla con los rangos de concentración y sus posibles impactos en el organismo.
TABLA – Efectos del Ozono en la Salud
| Concentración (ppm) | Efectos del Ozono en función de su concentración |
| 0,003 – 0,01 | Umbral promedio de percepción olfativa en aire limpio. |
| 0,05 – 0,1 | Límite recomendado de exposición por la OMS para una media máxima diaria de ocho horas. |
| 0,2 – 0,5 | Disminución de la adaptación a la oscuridad y alteración del equilibrio muscular ocular tras varias horas de exposición. |
| 0,5 | Posibles náuseas y dolores de cabeza; exposiciones prolongadas pueden causar edema pulmonar y aumentar la susceptibilidad a infecciones respiratorias. |
| 1,0 | Una exposición de 10 minutos puede reducir la saturación de oxihemoglobina al 50%. |
| 1 – 2 | Exposiciones crónicas (seis horas al día durante un año) han resultado en bronquiolitis y bronquitis en animales. |
| 1,5 – 2 | Exposición de dos horas puede provocar tos, dolor subesternal y producción excesiva de esputo. |
| 5 – 25 | Tres horas de exposición a 12 ppm resultaron mortales para ratas; humanos expuestos a 9 ppm desarrollaron edemas pulmonares. |
| 30 – 50 | Exposiciones de 30 minutos pueden ser fatales. |
El umbral de percepción olfativa del ozono se encuentra entre 0,003 y 0,01 ppm.
Debido a su alta reactividad, su uso requiere medidas de seguridad adecuadas para evitar exposiciones excesivas en ambientes ocupados por personas. Por lo tanto, es esencial regular las concentraciones de ozono en el aire ambiente para minimizar los riesgos para la salud pública.
Compromiso de King Ozono con la Seguridad y la Salud
En King Ozono priorizamos la seguridad y la salud de las personas mediante sistemas avanzados que controlan la concentración de ozono, manteniéndola siempre en niveles seguros y efectivos. Contamos con equipos especialmente diseñados para aplicaciones que permiten su uso seguro incluso en presencia de personas, garantizando la máxima eficacia sin riesgos para la salud o el medio ambiente.
8. La Capa de Ozono y su Protección
La capa de ozono es una de las defensas naturales más importantes para la vida en la Tierra. Se encuentra en la estratosfera, entre los 15 y 50 kilómetros de altitud, formando un escudo protector contra la radiación ultravioleta (UV) del Sol.
¿Es lo mismo el ozono estratosférico y la capa de ozono?
Aunque ambos términos suelen emplearse indistintamente, existe un matiz que conviene aclarar:
- Ozono estratosférico hace referencia al gas presente en la estratosfera, destacando especialmente su ubicación en la atmósfera superior.
- Capa de ozono, por su parte, es la zona concreta de la estratosfera donde se concentra la mayor cantidad de este gas, cumpliendo la función esencial de filtrar la radiación ultravioleta.
En definitiva, el ozono estratosférico es el gas en sí mismo, mientras que la capa de ozono enfatiza especialmente su rol protector para la vida en la Tierra; aunque su presencia en el aire es casi simbólica, resulta imprescindible para la vida en el planeta
¿Cómo se genera y mantiene la capa de ozono?
El ozono (O₃) está compuesto por tres átomos de oxígeno y se forma mediante un proceso natural, en el que la radiación UV rompe moléculas de oxígeno molecular (O₂) en átomos individuales altamente reactivos, que luego reaccionan con otras moléculas de O₂, formando ozono:
O + O₂ + M → O₃ + M
(M representa cualquier gas atmosférico que absorbe la energía excedente, estabilizando la molécula de ozono).
A su vez, el ozono también se destruye por la radiación UV, generando un equilibrio dinámico que evita que esta radiación (menor de 290 nm) alcance la superficie terrestre. Esta capacidad convierte a la capa de ozono en un filtro natural indispensable contra la radiación ultravioleta más dañina.
¿Cómo protege la capa de ozono la vida en la Tierra?
La capa de ozono absorbe distintas formas de radiación UV:
- UV-C: (menor de 290 nm): Completamente absorbida, altamente dañina.
- UV-B: Parcialmente absorbida; puede causar daños celulares y cáncer de piel.
- UV-A: Apenas absorbida; es la menos energética y alcanza en mayor cantidad la superficie terrestre.
Sin esta protección natural, la radiación UV afectaría gravemente los ecosistemas, dañando células vivas y aumentando considerablemente la incidencia de enfermedades en humanos y animales.
Amenazas a la capa de ozono: el peligro de los CFC
La concentración natural del ozono en la estratosfera se ha visto alterada por contaminantes como los compuestos clorofluorocarbonados (CFC), presentes en aerosoles y refrigerantes. Estos gases reaccionan con el ozono, destruyéndolo y provocando daños como el agujero de ozono descubierto en la Antártida en los años 80. Este fenómeno fue estudiado por Mario Molina, Frank Sherwood Rowland y Paul J. Crutzen, quienes recibieron el Premio Nobel de Química en 1995 por explicar este proceso.
Gracias al Protocolo de Montreal, firmado en 1987 por prácticamente todos los países del mundo, se logró reducir considerablemente la emisión de estos contaminantes. Desde 2020 se ha observado una recuperación progresiva del tamaño del agujero de ozono.
Investigación, vigilancia y control de la Capa de Ozono
El estado de la capa de ozono es monitoreado continuamente por agencias espaciales como la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA), mediante satélites como los del programa Copernicus. Esta vigilancia constante permite evaluar su evolución y tomar medidas oportunas para mantener la protección esencial que la capa de ozono brinda a todos los seres vivos en el planeta.
Conclusión
El ozono es una molécula única que desempeña un doble papel fundamental en nuestro entorno: en la estratosfera, forma la capa de ozono, actuando como escudo natural que protege la vida en la Tierra contra la radiación ultravioleta del sol; mientras que, a nivel del suelo y en concentraciones controladas, es un potente agente oxidante con amplias aplicaciones industriales, médicas y ambientales, gracias a su poder desinfectante y purificador. Su principal ventaja frente a otros oxidantes es su capacidad para descomponerse rápidamente en oxígeno puro, evitando la generación de residuos químicos indeseados. Sin embargo, debido a su alta reactividad, su uso requiere precaución para evitar efectos adversos en concentraciones elevadas. Por ello, un empleo responsable, controlado y respaldado por una continua investigación y vigilancia es esencial para asegurar tanto su eficacia como la protección del medio ambiente, la salud humana y del planeta.