Contaminación ambiental.pdf

CONTAMINACIN ATMOSFRICA Y SUS EFECTOS

HCTOR ROLANDO MNDEZ ROSSAL

200714487

CONTROL DE CONTAMINANTES INDUSTRIALES

CONTAMINACIN

ATMOSFRICA Y SUS

EFECTOS



La contaminacin atmosfrica es la introduccin presencia de formas de energa

o agentes fsicos, qumicos o biolgicos, ya sea en estado lquido, slido o gaseoso que

produzcan un efecto negativo para la poblacin y su salud, adems que pueden ser

perjudiciales siempre que alteren desfavorablemente las condiciones del ambiente de

una regin.

La contaminacin atmosfrica se produce principalmente por las emisiones de las

industrias, medio por el cual desechan los residuos de sus procesos de produccin.

Adems, ciertos procesos naturales contribuyen a la emisin tambin en menor

proporcin como lo es la erupcin de los volcanes y los incendios. La mezcla de los gases

atmosfricos con las emisiones, y el material particulado, tanto de los contaminantes

primarios y secundarios, originan graves efectos o problemas ambientales, cuatro de los

principales se estudian en la presente investigacin, estos son:

Inversin Trmica

Smog Fotoqumico

Efecto Invernadero

Lluvia cida

Actualmente, el descontrol de las emisiones industriales y las altas concentraciones

de los contaminantes han agravado los problemas ambientales, lo que provoca que gran

parte de la industria debe de invertir en sistemas que disminuyan el grado de

contaminacin que estos producen, al igual que una gran fuerza de trabajo utilicen sus

conocimientos en la investigacin e implementacin de medidas de mitigacin del

impacto ambiental negativo.

Grandes focos de contaminacin en

las ciudades con gran actividad

industrial.


EFECTO INVERNADERO

A grandes rasgos, el efecto invernadero es el fenmeno de retencin de las radiaciones

trmicas, calor, emitidas por la superficie terrestre hacia la atmsfera a travs de ciertos

gases. Este efecto ambiental es el que permite que el planeta mantenga su temperatura

aceptable para el desarrollo de la vida de los organismos que habitan este planeta. Este es

un fenmeno natural pero en las ltimas dcadas el incremento en la industrializacin y la

contaminacin que esto con lleva, han generado uno de problemas ambientales mas

crticos, el calentamiento global.

Antes de entrar al tema directo del calentamiento global, es necesario entender el ciclo de

la energa en el mecanismo del efecto invernadero esto a travs del balance

energtico de la Tierra.

BALANCE ENERGTICO DE LA TIERRA

La energa solar es la que permite que la temperatura en la superficie y en la atmsfera de

la Tierra se mantenga a valores aceptables, de la energa que recibimos de afuera de la

atmsfera mas del cincuenta por ciento es energa infrarroja, regin entre 0.8 y 3 m, y el

resto es luz visible. Cerca del cincuenta por ciento de energa que entra a la Tierra alcanza

y absorbe la superficie terrestre, veinte por ciento la absorben los gases y el treinta por

ciento restantes es reflejado por las nubes, el hielo, la nieve, la arena y otros que hacen

que esta regrese al espacio.

.

La Tierra emite energa, alcanzndose de esa manera el

equilibro del sistema climtico, la cantidad de energa que

se absorbe debera ser igual a la cantidad de energa que el

planeta emite, de manera que la temperatura permanezca

constante. La energa solar de onda corta se transforma en

la Tierra en calor. Esa energa no se disipa, se encuentra

como calor sensible o calor latente, se puede almacenar

durante algn tiempo, se transforma y al final es emitida

por la Tierra como luz infrarroja. Cualquier alteracin que

pudiera sufrir este equilibrio causara un cambio de clima,

calentamiento o enfriamiento global.

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_sensiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latente


Ciertos gases en la atmsfera son capaces de absorber la energa infrarroja que se emite

de la superficie de manera que se permite que escape directamente al espacio. Esta es

reemitida por los gases hacia todas direcciones sin rumbo especfico y gran proporcin es

redirigida a la superficie terrestre y se absorbe de nuevo, calentndola junto con el aire, a

este fenmeno se le conoce como Efecto Invernadero. Este fenmeno es el que permite

tener las temperaturas templadas en las que vivimos, este mecanismo por encima del

calor recibido directamente del sol es el causante que la superficie terrestre est ms

caliente.

Ahora, este fenmeno est siendo afectado por la actividad del hombre y la industria, ya

que se est incrementando la concentracin en la atmsfera de todos los gases capaces

de absorber y reemitir la luz infrarroja trmica emitida por la superficie terrestre. Al ser

mayor la concentracin la energa que se redirige a la superficie terrestre es mayor y esto

causa que la temperatura media de la Tierra aumente, lo que trae consigue una serie de

efectos negativos para el ambiente, este fenmeno es llamado Efecto Invernadero

Intensificado, que lo diferencia del anterior que se produce de manera natural.

Algunos de los efectos que el calentamiento global producira son:

Aumento de la temperatura media del planeta.

Aumento de sequas en unas zonas e inundaciones en otras.

Mayor frecuencia de formacin de huracanes.

Progresivo deshielo de los casquetes polares, con la consiguiente subida de los

niveles de los ocanos.

Diagrama Efecto

Invernadero


Incremento de las precipitaciones a nivel planetario pero llover menos das y ms

torrencialmente.

Aumento de la cantidad de das calurosos, traducido en olas de calor.

La siguiente imagen presenta la diferencia entre el efecto invernadero natural y el efecto

invernadero intensificado:

SUSTANCIAS Y COMPUESTOS QUMICOS QUE INTERVIENEN

A pesar que la gran mayora de estos ya se encontraban de forma natural, ahora las

grandes concentraciones de los mismos estn causando los efectos negativos para el

cambiante, principalmente al uso intensivo de los combustibles fsiles en las actividades

industriales y el transporte, que junto con otras actividades humanas contribuyen al

deterioro y a los cambios vividos.

Los gases de efecto invernadero presentes en la atmsfera incluyen vapor de agua,

dixido de carbono, metano , xido nitroso, xidos de nitrgeno, ozono, monxido de

carbono y los clorofluorocarbonos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Combustible_f%C3%B3silhttp://es.wikipedia.org/wiki/Industriahttp://es.wikipedia.org/wiki/Transporte


GAS DE EFECTO INVERNADERO DESCRIPCIN

VAPOR DE AGUA H2O

Es el ms abundante de estos gases Y tiene el mayor efecto. Las actividades humanas afectan levemente a la cantidad de este en la atmsfera. La cantidad de vapor de agua aumentar si la atmsfera se calienta y mayores cantidades de vapor de agua pueden acentuar el efecto invernadero.

DIXIDO DE CARBONO CO2

Este es el ms importante de estos gases, las actividades humanas estn directamente ligadas con su concentracin en la atmsfera, producto de la respiracin animal y de las plantas, de la combustin industrial y de la descomposicin. Causante del 50% de efecto invernadero. La concentracin de CO2 atmosfrico se ha incrementado desde la poca preindustrial (ao 1.750) desde un valor de 280 ppm a 379 ppm en 2005. Se estima que 2/3 de las emisiones procedan de la quema de combustibles fsiles (petroleo, gas y carbn) mientras un 1/3 procede del cambio en la utilizacin del suelo (Incluida la deforestacin). Del total emitido solo el 45% permanece en la atmsfera, sobre el 30% es absorbido por los ocanos y el restante 25% pasa a la biosfera terrestre. Por tanto no solo la atmsfera est aumentando su concentracin de CO2, tambin est ocurriendo en los ocanos y en la biosfera.

METANO CH4

El nivel de metano en la atmsfera ha aumentado desde 0.8ppm en 1850 hasta 1.7 actualmente. Aunque su ndice de aumento comenz a disminuir desde 1970. La descomposicin anaerobia es la fuente ms importante de este, tambin lo producen el ganado y otros rumiante, la quema de biomasa y los incendios forestales.

XIDO NITROSO N2O

Este gas es producido como resultado de la deforestacin y de la quema de biomasa, los procesos de nitrificacin y utilizacin de fertilizantes nitrogenados y quema de combustibles fsiles. El nivel actual de este en la atmsfera es de 0.3 ppm y aumenta a una velocidad del 0.2 a 0.3 % al ao.

MONXIDO DE CARBONO CO

Este no es un gas de efecto invernadero, sin embargo, su capacidad oxidante para la atmsfera permite mayores concentraciones de metano y xidos nitrosos. Se obtiene de la combustin parcial.

XIDOS DE NITRGENO NOX, DIXIDO DE AZUFRE SO2,

OZONO O3 Y CLOROFLUOROCARBONOS CFC

Estos gases se obtienen de los procesos industriales no biticos, la combustin, la industria qumica y electrodomstica. Los CFC, que eran utilizados como propelentes en los aerosoles y que son utilizados en los sistemas de acondicionamiento, favorecen la destruccin del O3.

http://es.wikipedia.org/wiki/Biosfera


APLICACIONES O ACCIONES PARA EVITARLO

Las principales soluciones al problema del incremento de gases invernadero en la atmsfera se dirigen de dos maneras; aquellas que reducen las emisiones a la atmsfera y aquellas que fomenten su almacenamiento por fijacin ya sea en la superficie de la Tierra o en los ocanos.

Una medida de mitigacin que se realiz en 1992 fue en el marco de la Cumbre para la

Tierra, en donde 153 pases firmaron la Convencin Marco de las Naciones Unidas sobre el

Cambio Climtico, en donde estos acordaron que los pases industrializados deben de

tomar medidas para la estabilizacin de los gases con efecto invernadero, se deben de

llevar a cabo actividades que permitan reducir las emisiones de gases de efecto

invernadero y la proteccin de sumideros y depsitos de los mismos.

Se pueden impulsar proyectos en donde se pueden regenerar las reas deforestadas que

pueden funcionar como depsitos o sumideros naturales, adems de la proteccin de

parques nacionales y reas especficas bajo sistemas de reas Protegidas. La reduccin de

la deforestacin es otro factor importante y esto se puede lograr mediante leyes o

tratados en donde las multas y costos de los permisos sean altos y minimice el

aprovechamiento descontrolado de estos recursos.

Otra forma de mitigacin, es el dinero, cualquier costo o valor que se le agrega a alguna

accin u objeto llama la atencin de todos a los que afecta, por ello, la implementacin de

un costo alto por unidad de emisin de gases de efecto invernadero, o costo por volumen

emitido, ya sea a travs de impuestos o reglamentos, incentivar a los productores y

consumidores a elegir tecnologas y procesos amigables al ambiente y que emiten

menores cantidades de estos gases.

A nivel individual y personal se puede:

Se puede reducir el consumo de combustibles para el transporte, o bien la

utilizacin de otro medio de transporte, bicicleta o a pie, para desplazamientos de

distancias cortas.

Reducir el consumo de energa elctrica, apagar las luces no necesitadas, los

electrodomsticos y aparatos de bajo consumo. Las bombillas de bajo consumo

pueden durar ocho veces ms y gastan solo 1/5 parte de la energa que necesita

una bombilla normal. No dejar el televisor o el equipo de msica encendidos

cuando no lo usemos.

Reciclar, reducir y reutilizar productos para aprovechar sus propiedades y

caractersticas.


INVERSIN TRMICA

La inversin trmica es definida como un aumento de la temperatura con respecto de la

altitud en una capa de la atmsfera. Generalmente, las capas de aire ms fro en la

atmsfera se encuentran en la parte superior y las ms calientes en la parte inferior, la

temperatura disminuye entre 0.64 a 1 C cada 100 metros en la zona ms prxima a la

superficie de la tierra, llamada tropsfera; por encima de ella la temperatura disminuye

ms rpidamente.

En una inversin trmica la situacin es completamente opuesta, como se mencion

anteriormente la temperatura aumenta con la altitud y se presenta cuando en las noches

despejadas, la superficie terrestre se enfra muy rpido por la emisin de la energa

infrarroja. Esto provoca que el aire en contacto con la superficie se enfre y se vuelva ms

pesado que el aire en la capa superior, al disminuir tanto, provoca que se genere un

gradiente positivo de temperatura con respecto de la altitud. Y as la capa de aire caliente

queda atrapada entre las dos capas de aire fro sin poder circular, la presencia de aire fro

cerca del suelo le da gran estabilidad a la atmsfera porque prcticamente no hay

conveccin trmica, ni fenmenos de transporte y difusin, esto hace que la velocidad de

mezclado vertical entre las dos capas de aire disminuya.

La inversin trmica desaparece durante el da cuando el suelo se calienta al igual que el

aire en contacto, entonces se restablece la circulacin normal en la troposfera, a menos

que el da sea nublado el efecto puede continuar por cierto periodo de tiempo. Su

duracin puede ser de horas o hasta de das. Se presenta generalmente en las maanas

con climas fros sobre los valles con escasa circulacin de aire, o bien, en las cuencas

cercanas a las laderas de las montaas en noches fras.

Temperatura con

respecto de la altitud

http://es.wikipedia.org/wiki/Troposfera


El movimiento del aire a travs de la superficie de la Tierra es uno de los factores cruciales

en la dispersin de los contaminantes que afectan a la atmsfera. Cuando el movimiento

del aire se detiene, se produce un estancamient o que resulta en un aumento de los

contaminantes en las regiones localizadas. Esto ocurre con la inversin trmica.

Existen cuatro tipos de inversin trmica:

Inversin Trmica de Tierra: Este fenmeno es el que se explic anteriormente y es

el ms comn que se identifica.

Inversin Trmica por Subsidencia: Este se produce con el movimiento

descendente o subsidente de las capas del aire en el centro de un anticicln. Lo

que se explica cmo, el aire baja y de esa manera se calienta y se reseca, para

luego cubrir un aire de niveles bajos ms fresco y hmedo.

Inversin Trmica por Turbulencia: Esta se produce cuando en la atmsfera con

estratificacin estable la turbulencia hace descender aire de las capas altas, y as se

calientan, luego ascienden las bajas y ah se enfra.

Inversin Trmica Frontal: Esta ocurre cuando un frente aparece a cierta altura con

nubosidad.

La inversin trmica no produce ningn efecto negativo por s sola, pero cuando este

fenmeno natural se combina con las emisiones contaminantes de las industrias puede

afectar a los habitantes, seres vivos y a las construcciones en las regiones donde ocurre.

En esta la acumulacin de los gases contaminantes y la presencia de la masa de aire

estancada produce daos perjudiciales, ya que se impide la mezcla de los contaminantes

atmosfricos, manteniendo el rea contaminada y los contaminantes no se dispersan,

adems que permite la acumulacin tambin de los contaminantes secundarios, formados

por procesos atmosfricos. La concentracin de los gases txicos puede llegar hasta

equivaler a 14 veces ms.

EFECTO DE LA INVERSIN TRMICA


Los riesgos que presenta la inversin trmica estn determinados por distintos factores

como el tiempo que dure, el tipo y la cantidad de contaminantes acumulados y las

condiciones previas de salud de los individuos.

SUSTANCIAS O COMPUESTOS QUMICOS

AIRE

El aire es la sustancia principal que interviene en este fenmeno natural, ya que el efecto de los cambios de temperatura en las capas producen el estancamiento e inhiben la mezcla gaseosa.

EMISIONES INDUSTRIALES

Son todos los fluidos gaseosos, puros o con sustancias en suspensin; as como toda forma de energa radioactiva, electromagntica o sonora, que emanen como residuos o productos de la actividad humana.

APLICACIONES O MEDIDAS DE MITIGACIN

Leyes de Calidad del Aire

La creacin de leyes de calidad del aire, de manera que se reduzcan los niveles de

contaminacin producidos por las emisiones industriales, estas leyes deben contener los

niveles mximos aceptables para los contaminantes, identificacin de cada contaminante

y el impacto que tiene en el ambiente y en la salud humana.

Es importante tambin que se cuente con instalaciones y programas para la evaluacin de

los niveles de concentracin de las emisiones, as como entes encargados de controlar y

supervisar si se est cumpliendo con los parmetros establecidos y bien la elaboracin de

planes para el cumplimiento de dichas leyes.

Reduccin de emisiones

La implementacin de formas legales para la reduccin de las emisiones contaminantes es

una buena forma para la disminucin de estos en la atmsfera, pero existen otras medidas

que se pueden tomar con respecto de la reduccin de emisiones.

Una buena forma es la reduccin de la utilizacin de combustibles fsiles en el sector del

transporte y ahora se tienen opciones para como los vehculos hbridos o los de consumo

energtico eficientes, o bien, los medios de transporte que no implican la emisin de

ningn tipo de sustancia, bicicleta, animales o a pie. La industria otro de los

contaminantes principales podra modernizar sus instalaciones y maquinaria de manera

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido


de elegir opciones que no afectaran negativamente al medio, ya que se utilizaran

artefactos con mejores eficiencias.

EJEMPLOS E IMGENES DE CIUDADES QUE SUFREN ACUMULACIN DE LA

CONTAMINACIN DURANTE UNA INVERSIN TRMICA

CIUDAD DE MXICO

SAN TIAGO DE CHILE

ESCOCIA


LLUVIA CIDA

La lluvia cida representa una serie de fenmenos, como las precipitaciones lquidas,

tambin son consideradas la niebla y la nieve cida, las cuales corresponden a la

precipitacin atmosfrica de los cidos sulfrico y ntrico. La lluvia cida, es la lluvia con

pH menor al de la lluvia natural, la cual es dbilmente cida debido a la concentracin de

dixido de carbono en la atmsfera y que interacta con el vapor de agua para formar

cido carbnico:

CO2 + H2O H2CO3

El cido carbnico se ioniza de forma parcial y as se libera un in hidrgeno y una

reduccin en el pH del sistema. Esto le da la propiedad a esta de tener un pH de 5,6.

H2CO3 HCO3- + H+

La lluvia cida se diferencia de la anterior en que el pH es aproximadamente menor a 5,

esto causa que a cantidades traza en el medio de cidos fuertes sean capaces de

aumentar el nivel de acidez de la lluvia.

La lluvia cida se forma cuando el dixido de azufre y

los xidos de nitrgeno de las emisiones industriales

depositados en la atmsfera se transforman en

sulfatos y nitratos para luego reaccionan con el vapor

de agua y forman cido sulfrico y cido ntrico,

debido a la presencia de estos cidos es el pH

caracterstico de la lluvia cida cuyo valor ms alto

registrado es de 2,7.

Las principales fuentes de estos gases son las centrales trmicas y plantas industriales que

utilizan combustibles fsiles, adems del trfico, fbricas, y las combustiones comerciales.

La lluvia cida precipita a una gran distancia con respecto de la fuente emisora de los

contaminantes primarios, los cidos se producen durante el transporte de las masas de

aire que los contienen.


SNTESIS DE LOS CIDOS

CIDO SULFRICO

En la fase gaseosa:

2SO2 + O2 2SO3

Se produce trixido de azufre

En presencia del vapor de agua en la atmsfera:

SO3 + H2O H2SO4

Se produce el cido sulfrico

CIDO NTRICO

En la atmsfera, se oxida:

2NO + O2 2NO2

Se produce dixido de nitrgeno

En presencia del vapor de agua:

3NO2 + H20 HNO3 Se produce el cido ntrico

Diagrama de Sntesis de los cidos de la Lluvia cida


Los cidos en la atmsfera pueden alcanzar la superficie de dos maneras; la deposicin

seca, que es el proceso por el cual los compuestos qumicos no acuosos se depositan

sobre slidos y lquidos, a travs del transporte del aire. Adems, la deposicin puede ser

hmeda que se define como el transporte a la superficie terrestre a travs de la lluvia,

neblina o nieve.

La lluvia cida presenta distintos efectos negativos para el ambiente, estos son:

o Acidificacin del agua, afectando directamente la vida animal y su desarrollo.

o Acidificacin del suelo, se lixivian los nutrientes y los metales reduciendo la fertilidad de la

tierra y afectando directamente distintas especies animales, vegetales y rboles de

acuerdo a la sensibilidad propia de cada una.

o Efecto negativo para la salud humana, a travs de la respiracin o ingestin de los cidos

provocando un efecto txico.

o Daos corrosivos y destructivos a construcciones y edificios.

o Eutrofizacin, excesivo nivel de nutrientes en sitios pobres, causa declive en la

biodiversidad, grave en los mares y ocanos, desarrollo de especies puede provocar la

disminucin de oxgeno.

EFECTOS AMBIENTALES DE LA

LLUVIA CIDA


SUSTANCIAS O COMPUESTOS QUMICOS

COMPUESTO DESCRIPCIN

DIXIDO DE AZUFRE (SO2)

La principal propiedad de este es su poder reductor, sufriendo la accin de oxidantes diversos (H2O2, Br2, I2, PbO2) y la propia accin del oxgeno atmosfrico. Se obtiene de los procesos con consumo de combustibles fsiles, las centrales trmicas y los medios de transporte.

XIDO DE NITRGENO

(NO)

Contaminante primario, las principales fuentes de obtencin son los automviles, las centrales elctricas y otras fuentes industriales, comerciales y domsticas que queman combustibles fsiles.

ACCIONES O MEDIDAS DE MITIGACIN

Las medidas de mitigacin se pueden llevar a cabo a travs de dos tipos de

procedimientos, el primero a base de tcnicas que implican la aplicacin de medios

tecnolgicos y estructurales que suponen un uso eficiente de la energa. El segundo,

reduccin de las emisiones contaminantes acidificantes aplicando las tcnicas disponibles,

sustitucin de los combustibles fsiles por energas renovables y cambios en la manera de

operacin de los medios de transporte.

Tambin sera funcional realizar modificaciones en los procesos productivos, modificando

los insumos, sus caractersticas y la gestin de los mismos, como lo sera la utilizacin de

combustibles con menor concentracin de azufre, o una mezcla de proporciones distintas

de azufre en combustibles, y el lavado de carbn. Adems que se podra instalar sistemas

de filtrado o retencin de contaminantes en las salidas de las emisiones.


SMOG FOTOQUMICO

Una de las principales alteraciones producidas por los contaminantes ambientales es la

formacin del smog atmosfrico. La palabra inglesa smog proviene de smoke: humo y fog:

niebla, se usa para designar la contaminacin atmosfrica que se produce como resultado

de la combinacin en unas determinadas circunstancias climticas de ciertos

contaminantes emitidos a la atmsfera.

TIPOS DE SMOG

Smog industrial El smog industrial es el producido por los contaminantes primarios por efecto de las

emisiones de los gases de escape de las chimeneas de las instalaciones de combustin

para generacin de calor y energa elctrica y procesos industriales, tanto por la cantidad

como por los tipos de contaminantes emitidos.

Durante el proceso de combustin se libera a la atmsfera el azufre contenido en el

combustible en forma de anhdrido sulfuroso (SO2), junto con otros contaminantes como

xidos de nitrgeno (NO), dixido de carbono (CO2), metales pesados y una gran variedad

de sustancias.

El llamado smog industrial o gris fue muy tpico en algunas

ciudades grandes, como Londres o Chicago, con mucha

industria, en las que, hasta hace unos aos, se quemaban

grandes cantidades de carbn y petrleo pesado con mucho

azufre, en instalaciones industriales y de calefaccin. En estas

ciudades se formaba una mezcla de dixido de azufre, gotitas

de cido sulfrico formada a partir del anterior y una gran

variedad de partculas slidas en suspensin, que originaba

una espesa niebla cargada de contaminantes, con efectos muy

nocivos para la salud de las personas y para la conservacin de

edificios y materiales.

En la actualidad en los pases desarrollados los combustibles que originan este tipo de

contaminacin se queman en instalaciones con sistemas de depuracin o dispersin

mejores y raramente se encuentra este tipo de polucin, pero en pases en vas de


industrializacin como China o algunos pases de Europa del Este, todava es un grave

problema en algunas ciudades.

Smog fotoqumico

Es una mezcla de contaminantes de origen primario (NOx e hidrocarburos voltiles) con

otros secundarios (ozono, peroxiacilo, radicales hidroxilo, etc.) que se forman por

reacciones producidas por la luz solar al incidir sobre los primeros. Esta mezcla oscurece la

atmsfera dejando un aire teido de color marrn

rojizo cargado de componentes dainos para los

seres vivos y los materiales.

Aunque prcticamente en todas las ciudades del

mundo hay problemas con este tipo de

contaminacin, es importante las que estn en

lugares con clima seco, clido, soleado, con poco

viento y tienen muchos vehculos. El verano es la peor estacin para este tipo de polucin

y, adems, algunos fenmenos climatolgicos, como las inversiones trmicas, pueden

agravar este problema en determinadas pocas ya que dificultan la renovacin del aire y

la eliminacin de los contaminantes.

FORMACIN DEL SMOG FOTOQUMICO

Las reacciones fotoqumicas que originan este fenmeno se producen cuando la mezcla de

xidos de nitrgeno e hidrocarburos voltiles reaccionan inducidos por la luz solar, en un

complejo sistema de reacciones que forma ozono, que es una molcula que sigue

reaccionando con otros contaminantes presentes en el aire. Esta reaccin se ve favorecida

en los casos de fuerte sol y poco viento, ya que dificultan la dispersin de los

contaminantes, produciendo el oscurecimiento de la atmsfera.

Las numerosas reacciones en la atmsfera son iniciadas con el xido ntrico en contacto

con aire, lo cual sucede a primeras horas de la maana:

2NO + O2 2NO2

El xido nitroso producido es altamente sensible a la radiacin UV y se fotodisocia:

NO2 + h NO + O


El oxgeno atmico reacciona con el oxgeno molecular del aire para finalmente producir

ozono:

O + O2 O3

En el smog oxidante el principal constituyente es el ozono (ms de un 80%). El ozono

producido se acumula y reacciona con otros gases.

A su vez, se llevan a cabo gran variedad de reacciones con los hidrocarburos voltiles, los

xidos de nitrgeno, entre otros, produciendo alcoholes, cidos carboxlicos, aldehdos,

peroxiacetil nitratos y ms ozono. El esquema de estas reacciones se muestra a

continuacin:

O + hidrocarburos productos estables + radicales

O3 + hidrocarburos productos estables + radicales

radicales + hidrocarburos productos estables + radicales

radicales + NO radicales + NO2

radicales + NO2 productos estables

radicales + radicales productos estables

La prdida de visibilidad que se produce en el Smog se debe a la formacin de sulfatos a

partir de la oxidacin de xidos de azufre y de nitratos a partir de la oxidacin de xidos

de nitrgeno.


CLASIFICACIN DE LAS REACCIONES QUE SE PRODUCEN EN EL SMOG

Debido a la gran cantidad de reacciones simultneas y en cadena, se ha propuesto

una clasificacin de stas:

Reacciones de iniciacin. Proporcionan radicales libres. Reacciones de ramificacin. Aumento de radicales. Reacciones de propagacin. Cambio en la identidad de los radicales. Reacciones de terminacin. Eliminacin de los radicales en productos

estables.

DIAGRAMA SMOG FOTOQUMICO

DISPERSIN DE LOS CONTAMINANTES

Las principales variables meteorolgicas a considerar por la influencia en la diseminacin

de los contaminantes que componen el smog son:

Transporte Horizontal (Vientos)

Es una dispersin convectiva horizontal, que depende de la velocidad y direccin del

viento. El viento realiza el transporte convectivo de los contaminantes, produciendo su

dispersin horizontal y por lo general, una mayor velocidad del mismo reduce las

concentraciones al nivel del suelo, ya que se produce una mayor dilucin y mezcla.


Transporte Vertical

Dispersin convectiva vertical, que depende de la estabilidad atmosfrica y del fenmeno

de la inversin trmica de las capas de la atmsfera. Este transporte es realizado por

corrientes de aire.

SUSTANCIA O COMPUESTOS QUMICOS

El ozono es un gas incoloro e irritante, compuesto por tres tomos de oxigeno, ms denso

que el aire, siendo un oxidante fuerte y atacando por tanto la materia orgnica, muy poco

soluble en agua (0,1 g/100ml).

El ozono presenta dos propiedades que marcan sus relaciones con la vida de nuestro

planeta:

Su fuerte absorcin de la radiacin ultravioleta y su gran poder oxidante. La primera hace que su presencia en la estratosfera, sea imprescindible como filtro para evitar que llegue a la superficie, altos niveles de radiacin ultravioleta.

La segunda propiedad, su alto poder oxidante, es la que hace indeseable la presencia de ozono en la troposfera, ya que puede producir daos en nuestra salud y en la vegetacin. Produce un efecto irritante en los ojos y en el tracto respiratorio y puede desencadenar reacciones asmticas. Igualmente puede causar efectos en el sistema nervioso central, dando lugar a dolor de cabeza y alteraciones de la vigilancia y la actuacin.

Las investigaciones de campo y experimentos de invernadero han revelado que el ozono

es txico para las plantas y puede destruir variados cultivos comerciales. Existen pruebas

de que el incremento de radiacin ultravioleta debido a la prdida de ozono en la

atmsfera superior est afectando el ciclo de crecimiento normal de las plantas.

UMBRALES REFERIDOS A LA SALUD

Para evaluar los niveles de inmisin de ozono en la troposfera, no solo es importante su

concentracin en un momento dado, tambin lo es el tiempo que dura esa concentracin.

Un pico alto pero breve puede no ser tan perjudicial como unos niveles medios de ozono

pero constantes. Los valores umbrales se han de interpretar como el lmite superior de los

valores deseables de concentracin desde el punto de vista de la medicina preventiva.

Estos valores orientativos son valores que no han de ser interpretados como fronteras

entre una zona sin peligro y la aparicin de efectos perjudiciales.


Valor objetivo para la proteccin de la salud humana: 120 g/m3

Como mximo de las medias octohorarias de da. Valor que no deber superarse

ms de 25 das por cada ao civil de promedio en un periodo de 3 aos.

Umbral de informacin a la poblacin: 180 g/m3

Como valor medio en una hora.

Umbral de alerta a la poblacin: 240 g/m3

Como valor medio en una hora. El umbral de proteccin a la salud humana para

OMS es de 110 g/m3 como promedio octohorario

GRUPOS DE RIESGO

Existen ciertos grupos de poblacin potencialmente ms sensibles a la accin del ozono.

Esta especial sensibilidad puede venir dada por diversos factores: edad, sexo, nutricin,

ejercicio y por la diferente sensibilidad entre individuos. Una sensibilidad mayor de lo

normal al ozono puede ser debida a numerosas causas. Las ms frecuentes son:

preexistencia de enfermedad respiratoria, realizacin frecuente de ejercicio fsico y

factores genticos.

Aunque los altos niveles de ozono pueden afectar a cualquier persona, algunas son

particularmente sensibles, representando aproximadamente un 10% de la poblacin total

y son:

Nios: Pasan la mayor parte del tiempo al aire libre, son ms activos y sus vas respiratorias no se han desarrollado completamente.

Adultos que hacen ejercicio al aire libre: Las personas saludables que realizan actividades fsicas respiran ms rpido y profundo. Esto incrementa la cantidad de ozono que llega hasta los alvolos. Lo que implica un aumento considerable de la exposicin con el consiguiente aumento de la afeccin.

Personas con enfermedades respiratorias: El ozono puede irritar an ms las vas respiratorias de personas que ya sufren de enfermedades pulmonares o de las vas respiratorias. As pues personas con enfermedades crnicas como el asma y la bronquitis, con la capacidad pulmonar reducida, pueden experimentar un agravamiento de los sntomas habituales.


Personas sensibles: Existen determinadas personas que, por causa aun desconocidas, experimentan una mayor sensibilidad al ozono, vindose afectadas por el aumento de las concentraciones de este contaminante.

MEDIDAS DE MITIGACIN

Procurando aminorar los efectos nocivos sobre la salud humana y el medio ambiente, en

general, provocados por el ozono, el Parlamento Europeo y el Consejo aprob el 12 de

febrero de 2002 la Directiva 2002/3/CE, que se encuentra debidamente transpuesta en

Espaa a travs del Real Decreto 1796/2003. La Organizacin Mundial de la Salud (OMS)

public unos valores gua para la calidad de aire en Europa, estableciendo el umbral de

proteccin a la salud en 110g/m3 (8h). La causa principal de la contaminacin es la

combustin, y resulta difcil imaginar nuestra sociedad sin la misma.


COMENTARIO PERSONAL

Los fenmenos que se estudiaron en la presente investigacin me permitieron tener una

mejor comprensin acerca de los problemas ambientales atmosfricos que existen a nivel

mundial y que son causados por las actividades del da a da, adems, de conocer ms

acerca de las medidas de mitigacin que se pueden tomar para la reduccin de los

impactos negativos.

Aqu en Guatemala, un pas que aunque no sea una potencia mundial, cuenta con gran

cantidad de empresas, que tienen ubicadas sus plantas de produccin a lo largo del pas,

realizando actividades industriales que producen emisiones de los desechos de sus

procesos. Gran cantidad de personas consideran que nicamente con el color de las

emisiones se puede conocer el grado de contaminacin que produce, pero yo pienso que

se deberan de realizar estudios especficos en las empresas acerca de la cantidad de

compuestos que estn liberando a la atmsfera y controlar si verdaderamente sus

residuos no producen grandes impactos negativos en las reas cercanas.

De los cuatro fenmenos abordados, considero que el efecto invernadero tiene un mayor

impacto en el pas, como ya mencion la utilizacin de los combustibles fsiles en la

mayora de procesos, hace que gran parte de los desechos sean gases de efecto

invernadero, sobre todo en las avenidas y zonas ms industrializadas como lo sera la

Avenida Petapa.

La lluvia cida pienso que afecta en mayor proporcin en el interior de la repblica en

donde esta puede afectar la calidad del suelo y del agua y su utilizacin para dos de los

procesos ms importantes del pas, agricultura y ganadera.

La inversin trmica y el smog fotoqumico, segn las caractersticas mencionadas son los

fenmenos que no he observado aqu en el pas, el primero pienso que se debe al

movimiento del aire en el valle de Guatemala, y el segundo pienso que si ocurre el

fenmeno pero no lo he percibido, o bien, el problema no es en gran dimensin aqu.

Segn comentarios que he escuchado aqu no se respetan los lmites permisibles de

contaminacin, por lo que considero que eso es uno de los aspectos ms importantes en

los que se debera de trabajar para poder realmente reducir el impacto de las industrias

de Guatemala sobre el ambiente. Pienso que deberan de realizarse controles estrictos


con respecto de este tema y no permitir que exista ningn tipo de exclusin para el

cumplimiento de estas.

Adems, todos individualmente, en la casa como en el trabajo somos capaces de reducir la

utilizacin de la energa elctrica y no solo por el lado econmico sino tambin por el lado

ambiental. Tambin la creacin de una cultura amigable al medio ambiente de manera

que desde las escuelas y colegios se les presenten las alternativas que existen al consumo

y la manera en que est relacionado con el ambiente.


BIBLIOGRAFA

1. Baird, Colin Qumica Ambiental Revert 2001 pg: 179-182

2. Ciesla, William Cambio climtico, bosques y ordenacin forestal: una visin de conjunto, Food & Agriculture Org., 1996 pg: 16-26

3. Manahan, Stanley Introduccin a la qumica ambiental Editorial Reverte 2006

pg: 366-367

Contaminación ambiental.pdf

Documents