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CONTAMINANTES ATMOSFERICOS

El aire es uno de los factores determinantes de la vida en la Tierra. Diariamente todos los organismos dependemos de este conjunto de gases nuestros pulmones filtran alrededor de 15 kg de aire atmosférico al día.

Desde ya hace varias décadas los científicos de todo el mundo observan un constante y gradual aumento de la temperatura en todo el planeta. Según se afirma se está alterando el balance de radiación solar al quedar retenida una parte de la emisión calorífica que la tierra recibe del sol y debe devolver al espacio. En la actualidad se habla con gran difusión mediática, es de la intervención humana en el aumento de la retención del calor. Hay una multiplicidad de gases que se están eliminando en demasía y absorben considerablemente la radiación infrarroja, que desde la Tierra se de vuelve al espacio. Uno de los principales gases que por su abundancia es, el dióxido de carbono, que se estima aumenta a una tasa anual de 0.4%. Una de Las causas de este incremento es la gran deforestación que se llevo a cabo intensamente en gran parte del planeta, lo que está ocasionando una merma en la absorción del dióxido de carbono para la fotosíntesis por parte de la masa vegetal. Igualmente el metano es otro gas que crece a una tasa anual de aproximadamente el 1%. Este gas tiene su origen en las fermentaciones sin oxígeno y es producido en grandes cantidades en zonas pantanosas, en los cultivos de arroz o por fermentaciones digestivas del ganado, entre otros fenómenos, Los lagos helados s de Siberia también los contienen en cantidad y su derretimiento implicaría una liberación peligrosa. Otro factor que incide en el calentamiento global es la destrucción gradual de la capa de ozono, que como se ha visto es abundante en la capa de la estratosfera y absorbe un altísimo porcentaje de radiaciones solares y frena su paso hacia la superficie terrestre.

PRINCIPALES FUENTES DE PROCEDENCIA DE CONTAMINANTES ATMOSFERICOS.

La atmósfera terrestre puede verse contaminada por humo, gases, polvo, vapor, ruido, olores, etc., provenientes de fuentes naturales o de fuentes antropogénicas. Las erupciones volcánicas, los incendiosforestales o la descomposición de materia orgánica, por ejemplo, son fuentes naturales de contaminación atmosférica ya que liberan gases, partículas u olores que alteran la calidad del aire.Los contaminantes de fuente antropogénica tienen su origen en las actividades humanas, tanto domésticas como industriales, y provienen de fuentes móviles, como autos, aviones o barcos, así como de fuentes fijas, tales como chimeneas, equipos de refrigeración o incineradores de basura. Cabe señalar además que las fuentes fijas de contaminantes pueden ser puntuales, lineales, superficiales, fugitivas o fugaces, dependiendo de sus características particulares.

I .- EMISIONES DE FUENTES FIJAS (INDUSTRIALES).

Procedentes por la quema de combustibles fósiles: petróleo, carbón, diésel, gasolina, etc. para realizar los diferentes procesos. Se considera que se producen más de 70 000 compuestos químicos diferentes que se utilizan tanto en la industria como en otras actividades humanas y que de manera ineludible, van a parar tarde o temprano a nuestra atmosfera, muchos de estos contaminantes producen importantes daños al ambiente y a la salud.

Las centrales térmicas y otras industrias emiten la mayoría de las partículas y de los óxidos de azufre, además de cantidades importantes de los otros contaminantes. Los tres tipos de industria más contaminante, hablando en general, son la química, la metalurgia y siderurgia y la papelera. En definitiva la

FACULTAD DE INGENIERIA – Carrera Profesional de Ingeniería Ambiental

Contaminación Atmosférica y Control Blgo. Carlos Eduardo Quiroz Moreno MSc.

combustión de combustibles fósiles, petróleo y carbón, es responsable de la mayoría de las emisiones y la industria química es la principal emisora de productos especiales, algunos muy dañinos para la salud. Otrafuente importante de contaminación atmosférica, suele ser la destrucción de los residuos por combustión.

II.- EMISONES DE FUENTES MOVILES (VEHICULOS DE MOTOR).

Que, se liberan por la quema de combustibles como el diésel y la gasolina. Este tipo de contaminación es particularmente importante donde hay grandes concentraciones urbanas, sin embargo, sus efectos e empiezan a sentir en cualquier lugar del planeta. Los gases no conocen fronteras. Entre los principales productos contaminantes se encuentran: el monóxido de carbono, los óxidos de nitrógeno, los óxidos de azufre, el plomo, las partículas sólidas y el ozono.

Estimación del crecimiento del parque automotor de TrujilloConsiderando la tasa de crecimiento vehicular en Trujillo (3.69%), se presume que al 2010 se obtendrá un aumento de 12,194 vehículos dentro de los cuales, los automóviles tendrán una mayor relevancia

Gráfico Nº 1: Estimación de crecimiento del Parque Automotor de la ciudad de Trujillo.

Fuente: Sub Dirección de Circulación y Seguridad Vial. DRTC-LL, SUNARP 2013



Gráfico Nº 2: Estimación del crecimiento del parque automotor por tipo de vehículo

Fuente: Sub Dirección de Circulación y Seguridad Vial. DRTC-LL, SUNARP 2013

INVENTARIO GLOBAL DE EMISIONES POR FUENTES MÓVILES Y FUENTES FIJAS DE LA PROVINCIA DE TRUJILLO

El contaminante con mayor carga de emisiones durante el 2005 en la Provincia de Trujillo fue el Monóxido de Carbono (CO) que se estima alcanzó las 13,325.3 TN de las cuales el 94.6 % tuvo su origen en el parque automotor el que a su vez resultó el principal aportante en el resto de contaminantes con excepción de las Partículas Totales en Suspensión. En este último caso, las fuentes fijas contribuyeron con el 81.9 % del total.

Emisión de Contaminantes en la Cuenca Atmosférica de Trujillo Metropolitano.

Los monitoreos de calidad de aire demuestran que no hay riesgos de concentración de contaminantes excepto por las PTS, esto se debe a la quema de biomasa (caña de azúcar), fábricas de ladrillos de arcilla, molineras entre otras, que por la intervención de factores meteorológicas son los causantes de la dispersión y la acumulación de muchos ellos por las diversas zonas de la ciudad, determinándose este uno de los principales puntos de acumulación de contaminantes.

Los demás contaminantes no sobrepasan los Estándares de Calidad del Aire establecidos, pero los resultados de los monitoreos realizados por la Dirección General de Salud (DIGESA) demuestran que no hay que descuidar el control de las emisiones, sea por el sector industrial como las emisiones del Parque Automotor que deben de ser las que mayor consideración y control.



Cuadro Nº 1Emisión Total Estimada de Contaminantes en la Cuenca Atmosférica de Trujillo Metropolitano (TN/Año)

Cuadro Nº 2 Emisión estimada de contaminantes a nivel de Fuentes Fijas ( TN/Año)

Analizando la información de los cuadros se aprecia que las empresas catalogadas como Fuentes de Área son las que más contribuyen en la emisión de CO, esto se puede explicar por la presencia de las panaderías, pollerías y las fábricas de ladrillo de arcilla (en conjunto suman el 37.40% del total de las empresas consideradas para el inventario), constituyéndose en los principales emisores por el alto consumo de combustibles fósiles (petróleo residual, diesel, carbón vegetal y mineral), para el funcionamiento de sus hornos. En las empresas Puntuales la quema de la caña de azúcar, al igual que el bagazo, son los principales contribuyentes para la emisión del CO.

III.- EMISIONES DE LAS CIUDADES.

Aunque sus proporciones parecieran ser menores comparadas con las dos fuentes anteriores, los hogares contribuyen: directamente a la contaminación atmosférica a través del usos de sustancias aerosoles (en aspersiones de aromatizantes o cosméticos o en el anticongelante del refrigerador o del sistema de aire acondicionado)

Las ciudades en que vivimos son “islas “calientes de alta carga contaminante. En comparación con el ambiente exterior, el microclima que suele darse en las ciudades es el siguiente: la temperatura es de 1º más alta, aunque la radiación solar que llega al suelo es un 20 % menor; la humedad relativa es hasta en un 8 %más baja, mientras que la nubosidad es un 10% mayor y la precipitación global es de un 5% a un 10% mayor y la precipitación global es de un 5% a un 10% superior. La situación se agrava cuando se

Fuentes PTS SO2 NOX CO COV SO3 Pb

Fuentes Fijas 3219.54 294.40 256.02 716.67 860.65 3.58 0.13

Fuentes Móviles 713.50 1758.47 8904.91 12608.62 3253.66 - 21.39

Total 3933.04 2052.87 9160.93 13325.3 4114.31 3.58 21.52

Fuentes Fijas

PTS SO2 NOX CO COV SO3 Pb

Fuentes Puntuales

332.30 269.96 201.39 135.67 20.93 3.41 -

Fuentes de Área

196.78 24.41 54.63 551.64 180.35 0.17 -

Total 529.08 294.37 256.02 687.31 201.28 3.58 -



produce el fenómeno conocido como inversión térmica, que genera el smog o neblumo, aire cargado de contaminantes de todo tipo que no se renueva y queda estancado, en contacto con el suelo.

El efecto invernadero es un fenómeno natural. Es importante recordar que los llamados gases de efecto invernadero están presentes en la atmosfera por casusas naturales, y que el efecto invernadero que producen es un fenómeno normal e imprescindible para el desarrollo de la vida: hace precisamente que la temperatura de la Tierra sea la adecuada para los seres vivos. Lo que convierte este fenómeno en peligroso es el exceso de tal efecto a causa de la actividad del hombre.

A causa de la deforestación, ciertas áreas que normalmente absorben energía solar se trasforman en áreas mucho más reflectantes, en las ciudades, la presencia de edificios altos hacen que la radiación sea reflejada varia veces antes de escapar al exterior: el poder absorbente por lo tanto, es mayor que en las zonas despejadas.

CONTAMINANTES QUÍMICOS DEL AIRE

EL GRADO DE CONTAMINACIÓN DEPENDE DE FACTORES METEOROLÓGICOS, GEOGRÁFICOS Y TOPOGRÁFICOS

Para un elemento contaminante, la tasa sostenible de emisión no debe ser mayor que la tasa a la cual el elemento contaminante pueda ser absorbido, reciclado o esterilizado por el medio ambiente.

La cantidad de cada contaminante vertida a la atmósfera en un periodo de tiempo determinado se conoce como nivel de emisión. La inmisión es la transferencia de contaminantes del aire desde la atmósfera libre a un receptor tal como un ser humano, planta o edificio, en un tiempo determinado.

Los contaminantes emitidos pueden dispersarse por la atmósfera, transformarse en otros contaminantes secundarios, depositarse o ser absorbidos por los seres vivos.

Los receptores de los contaminantes, que los almacenan o los eliminan, se conocen también como sumideros. Si el nivel de inmisión no supera ciertos límites, estos sumideros pueden contribuir a la autodepuración atmosférica.

La dispersión de los contaminantes reduce los niveles de inmisión. Si el nivel de emisión es muy alto o si existen factores que dificulten la dispersión de los contaminantes aumentan los niveles de inmisión, disminuye la calidad del aire y se originan efectos negativos en los distintos receptores (el hombre, otros animales, vegetales y materiales). Los niveles de inmisión admisibles vienen determinados por la legislación vigente.

Existen diversos factores que pueden favorecer o dificultar la dispersión de los contaminantes, entre ellos podemos destacar:

- La naturaleza del contaminante: las partículas se depositan con más facilidad que los gases.

- Las características de la emisión: altura del foco y temperatura y velocidad de emisión; estos factores pueden aumentar la probabilidad de superar las capas de inversión térmica.

- Las situaciones anticiclónicas dificultan la dispersión de los contaminantes y las ciclónicas (borrascas) la facilitan.

- La variación de la temperatura con la altura: cuando el aire tiene posibilidad de ascender, al disminuir la presión, se expande y, por lo tanto, disminuye su concentración; este es el mecanismo básico de dispersión de los contaminantes. Las situaciones de inversión



térmica (una masa de aire cálido se instala sobre otra más fría) impiden el ascenso y dispersión de los contaminantes.

- La velocidad del viento: cuanto mayor sea, mayor es la capacidad de dispersar los contaminantes.

- Las precipitaciones arrastran parte de los contaminantes hacia el suelo.- La dirección del viento determina la dirección en la que se van a desplazar los

contaminantes.- La situación geográfica y el relieve: la situación de los relieves en relación con los

vientos dominantes puede dificultar la dispersión. Las zonas industriales y urbanas situadas en depresiones son especialmente proclives a inversiones térmicas.

- La proximidad del mar provoca los sistemas de brisas marinas que, por su carácter cíclico, dificultan la dispersión completa de los contaminantes.

- La presencia de grandes masas de vegetación puede actuar como sumidero de ciertos contaminantes y favorecer la deposición de partículas.

-Los edificios de las grandes ciudades dificultan la dispersión de los contaminantes al frenar el viento. Además en las ciudades se produce el efecto denominado isla de calor debido al calentamiento del aire provocado por los automóviles y por las calefacciones. Esto favorece la aparición de brisas urbanas cíclicas en las que el aire caliente asciende en el centro y el aire frío desciende en la periferia. Todo ello determina la formación de una cúpula de contaminantes sobre la ciudad, especialmente en las situaciones de subsidencia (anticiclónicas).Fig. 2

EMISIÓN E INMISIÓNLa regulación de la contaminación atmosférica se organiza sobre la base de dos conceptos fundamentales: la emisión y la inmisión de sustancias contaminantes. La emisión está referida a la liberación de contaminantes a la atmósfera, provenientes de fuentes móviles o fijas, mientras que la inmisión representa la presencia de contaminantes en la atmósfera en su calidad de cuerpo receptor.En concordancia con estos dos conceptos, las normas jurídicas sobre contaminación atmosférica son de dos tipos: normas de inmisión o de calidad del aire y normas de emisión al aire.

ORIGEN y FORMACION DE CONTAMINANTES ATMOSFERICOS

HAY CINCO GRUPOS DE SUSTANCIAS QUE OCASIONAN MÁS DEL 90% DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA, ASI COMO OTROS EN MENORES CONCENTRACIONES.

- Los cinco grupos de sustancia que tiene mayor importancia como contaminantes del aire son: los óxidos de: carbono, los óxidos de nitrógeno, el dióxido de azufre, los hidrocarburos y las partículas y aerosoles. Otros contaminantes destacables son las dioxinas, los compuestos halogenados (CFCs); el ozono troposférico y estratosférico; así como sustancias radiactivas.

a) Óxidos de carbono

El dióxido de carbono (CO2) desempeña un importante papel en el ciclo del carbono en la naturaleza. Dada su presencia natural en la atmósfera y su falta de toxicidad, no deberíamos considerarlo una sustancia que contamina, sin embargo sí es considerado contaminante porque es el principal responsable del efecto invernadero y además su concentración está aumentando en los últimos decenios por la quema de los combustibles fósiles y de grandes extensiones de bosques, siendo por esto uno de los gases que



más influye en el importante problema ambiental del calentamiento global del planeta y el consiguiente cambio climático.

Aunque la mayor parte del monóxido de carbono (CO) presente en la atmósfera es de tipo secundario, ya que procede de la oxidación del metano que se origina por la putrefacción de la materia orgánica, la actividad humana lo genera en grandes cantidades siendo, después del CO2, el contaminante emitido en mayor cantidad a la atmósfera por causas no naturales. El CO de origen antrópico es un contaminante primario que procede, principalmente, de la combustión incompleta de la gasolina y el gasoil en los motores de los vehículos. Es tóxico porque envenena la sangre impidiendo el transporte de oxígeno.

Una pequeña proporción del CO se elimina de forma natural por oxidación a CO2. Para reducir su emisión se han desarrollado sistemas de reactores de escape para completar el proceso de combustión en los que el CO se convierte en CO2 y los hidrocarburos en CO2 y H2O.

En la actualidad, los efectos directos del aumento del CO2 atmosférico en la absorción del carbono terrestre a gran escala no se pueden calcular con precisión.

El crecimiento de las plantas se puede estimular mediante el aumento de las concentraciones atmosféricas de CO2 y por la deposición de nutrientes (efectos de fertilización). Sin embargo, la mayoría de los estudios y experimentos demuestran que tales respuestas son relativamente efímeras y fáciles de asociar a otros efectos tales como la disponibilidad de agua y nutrientes. Asimismo, los experimentos y estudios de los efectos del clima (temperatura y humedad) en la respiración heterotrófica de residuos y suelos son inciertos.

.b) Óxidos de nitrógeno

El monóxido de nitrógeno (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) se suelen considerar en conjunto con la denominación de NOx. Son contaminantes primarios de mucha trascendencia en los problemas de contaminación.

El emitido en más cantidad es el NO, pero sufre una rápida oxidación a NO2, siendo este el que predomina en la atmósfera. Tienen una gran trascendencia en la formación del smog fotoquímico, del nitrato de peroxiacetilo (PAN) e influyen en las reacciones de formación y destrucción del ozono, tanto troposférico como estratosférico, así como en el fenómeno de la lluvia ácida al transformarse en ácido nítrico (HNO3). En concentraciones altas producen daños a la salud y a las plantas y corroen tejidos y materiales diversos. Se producen por oxidación del N2 atmosférico en las combustiones realizadas a altas temperaturas. De forma natural se originan en los procesos de desnitrificación del suelo y los océanos.

El monóxido de dinitrógeno (N2O) interviene en la estratosfera en reacciones fotoquímicas que pueden tener influencia en la destrucción de la capa de ozono. También tiene efecto invernadero. Procede fundamentalmente de emisiones naturales (procesos microbiológicos en el suelo y en los océanos) y menos de actividades agrícolas y ganaderas (alrededor del 10% del total).

Las concentraciones de N2O en 2005 fueron de 319 ppb, aproximadamente en un 18% más alto que su valor preindustrial. El óxido nitroso aumentó linealmente en un valor aproximado de 0,8 ppb año– 1 durante las últimas décadas. Los datos del testigo de hielo muestran que la concentración atmosférica de N2O varió menos de aproximadamente 10 ppb en los 11.500 años antes del comienzo del período industrial.



En la actualidad el aumento de N2O a partir del período industrial contribuye a un forzamiento radiativo de +0,16 ± 0,02 W m–2 y se debe principalmente a las actividades humanas, concretamente la agricultura y a

los cambios asociados al uso de la tierra. Los cálculos actuales apuntan que alrededor de un 40% de las

emisiones totales de N2O son antropógenas pero cálculos de fuentes individuales están sujetos a incertidumbres significativas.

c) Compuestos de azufre

El Dióxido de azufre (SO2) es un importante contaminante primario de olor fuerte e irritante. Gran parte de él se convierte en iones sulfato (SO4) que pueden originar fenómenos como el smog sulfuroso (smog clásico) y la lluvia ácida. Más de la mitad del que llega a la atmósfera es emitido por actividades humanas, sobre todo por la combustión de carbón y petróleo y por la metalurgia. En la naturaleza es emitido en la actividad volcánica..

El SO2 produce lesiones en las hojas de las plantas, que pueden secarse o caerse antes de tiempo. Los efectos sobre las personas están relacionados principalmente con el sistema respiratorio y con la irritación de las mucosas (especialmente los ojos), aunque requiere concentraciones mayores que las que afectan a las plantas.

También provoca el deterioro de materiales, provocando, por ejemplo, agrietamiento de pinturas e incrementando la corrosión de metales.

Algunos otros gases como el sulfuro de dihidrógeno (H2S) son contaminantes primarios, pero normalmente sus bajos niveles de emisión hacen que no alcancen concentraciones dañinas. Se percibe rápidamente por el mal olor que desprende.

d) Compuestos orgánicos volátiles (COV)

Este grupo incluye diferentes compuestos como el metano CH4, hidrocarburos, los clorofluorocarburos (CFC) y otros.

El Metano (CH4) es el más abundante y más importante de los hidrocarburos atmosféricos. Es un contaminante primario que se forma de manera natural en la descomposición anaerobia bacteriana en zonas húmedas y en fermentaciones en el intestino de seres vivos. Su origen antropogénico está en los procesos de producción, tratamiento, distribución y uso de los combustibles fósiles, en la agricultura del arroz y en la descomposición de materia orgánica en vertederos. Se considera que no produce daños en la salud ni en los seres vivos, pero influye de forma significativa en el efecto invernadero y también en las reacciones estratosféricas.

El aumento de aproximadamente 1774 ppb de CH4 en 2005 representa más del doble de su valor preindustrial. Las concentraciones atmosféricas de CH4 variaron muy poco, entre 580 y 730 ppb, en los últimos 10.000 años, pero aumentaron alrededor de 1000 ppb en los últimos 200 años. Esto representó el cambio más rápido de este gas durante al menos 80.000 años. A finales de la década de 1970 y principios del decenio de 1980, la tasa de crecimiento de CH4 llegó al máximo con un valor por encima de 1% año–1, pero a partir del principio del decenio de 1990 disminuyó considerablemente y estuvo cerca de cero en el período de 1999 a 2005. El aumento de CH4 se produce cuando las emisiones superan las eliminaciones.



Los niveles actuales de CH4 atmosférico se deben a las emisiones antropogénicas continuadas de CH4 que superan las emisiones naturales. El total de emisiones de CH4 se puede determinar a partir de concentraciones observadas y cálculos de las tasas de eliminación. Las emisiones de fuentes de CH4 individuales no están tan bien cuantificadas como las emisiones totales pero la mayoría es biogénica e incluye emisiones de humedales, animales rumiantes, cultivo de arroz y quema de biomasa, con el pequeño aporte de fuentes industriales que incluye la emisión de combustibles fósiles. El conocimiento de las fuentes de CH4 junto con la pequeña gama natural de concentraciones de CH4 en los últimos 650.000 años y su aumento dramático a partir de 1750, hacen muy probable que la actividad antropogénica sea la causa de los cambios a largo plazo observados en el CH4.

Además de su declive durante los últimos 15 años, la tasa de crecimiento del CH4 atmosférico muestra una alta variabilidad interanual, lo cual no se ha explicado aún. El mayor aporte a la variabilidad interanual durante el período de 1996 a 2001 lo suponen, al parecer, las variaciones en las emisiones de los humedales y la quema de biomasa. Algunos estudios indican que las emisiones de CH4 de los humedales son altamente sensibles a la temperatura y se ven afectadas por los cambios hidrológicos. Todos los modelos de cálculos indican aumento en las emisiones de los humedales debido a cambios climáticos futuros pero varían ampliamente en la magnitud de tal retroefecto positivo.

Otros hidrocarburos presentes en la atmósfera intervienen de forma importante en las reacciones que originan el smog fotoquímico.

Otros hidrocarburosEn la atmósfera están presentes muchos otros hidrocarburos, principalmente procedentes de fenómenos naturales, pero también originados por actividades humanas, sobre todo las relacionadas con la extracción, el refino y el uso del petróleo y sus derivados. Sus efectos sobre la salud son variables. Algunos no parece que causen ningún daño, pero otros, en los lugares en los que están en concentraciones especialmente altas, afectan al sistema respiratorio y podrían causar cáncer. Intervienende forma importante en las reacciones que originan el "smog" fotoquímico.En el Perú las emisiones de este tipo de compuestos proceden de procesos naturales que tienen lugar en los bosques (el 30%, aproximadamente), y del transporte por carretera (25%). CFCs (Clorofluorcarburos)Moléculas orgánicas formadas por átomos de Cl y F unidos a C. Por ejemplo CCl3F (Freón-11) o CCL2F2 (Freón-12). Se han utilizado mucho en los "sprays", frigoríficos, etc. Son especialmente importantes por su papel en la destrucción del ozono en las capas altas de la atmósfera.

e) Partículas y aerosoles

Las partículas son sustancias sólidas o líquidas con tamaños que oscilan entre 0,1 y 100 mm dispersas en el aire.

Cuando estas partículas son menores de 10 mm reciben el nombre de aerosoles. Los aerosoles se producen natural y artificialmente; entre los naturales se encuentran la sal marina, el polvo y las partículas volcánicas, mientras que los artificiales resultan de la quema de biomasa y combustibles fósiles, entre otras fuentes.

Pueden influir sobre el clima de una manera doble: pueden producir calentamiento al absorber radiación o pueden provocar enfriamiento al reflejar parte de la radiación que incide en la atmósfera. Probablemente contribuyen al calentamiento en las áreas urbanas y siempre contribuyen al enfriamiento cuando están en la alta atmósfera porque reflejan la radiación disminuyendo la que llega a la superficie.



En el hombre provocan problemas respiratorios y en las plantas interfieren en la fotosíntesis.

Un forzamiento radiativo total de aerosoles combinado con todos los tipos de aerosoles se puede definir por primera vez como –0,5 ± 0,4 W m–2, con un nivel de medio a bajo, de conocimiento científico. Los modelos atmosféricos han mejorado y muchos en la actualidad presentan todos los aerosoles importantes de aerosoles. Las propiedades de los aerosoles varían considerablemente y afectan a la magnitud con la que captan y difunden la radiación; así, diferentes tipos de aerosoles pueden tener un efecto diferente de enfriamiento o calentamiento neto. Los aerosoles industriales, compuestos principalmente por una mezcla de azufres, carbono orgánico y negro, nitratos y polvo industrial, se distinguen con claridad en muchas regiones continentales del HN. Las mejoras de las mediciones satélites in situ y de la superficie permitieron la comprobación de las simulaciones de modelos de aerosoles mundiales. Estas mejoras permiten calcular por primera vez el forzamiento radiativo total de aerosoles. El forzamiento radiativo directo para especies individuales continúa siendo menos cierto y se calcula a partir de modelos, que alcanzan –0,4 ± 0,2 W m–2 para el azufre, –0,05 ± 0,05 W m–2 para el carbono orgánico de combustible fósil +0,2 ± 0,15 W m–2 para el carbono negro de combustible fósil, +0.03 ± 0.12 W m–2 para la quema de biomasa, –0,1 ± 0,1 W m–2 para el nitrato y –0,1 ± 0,2 W m–2 para el polvo mineral. Dos estudios actuales de inventarios de emisiones apoyan los datos de los testigos de hielo y afirman que las emisiones antropógenas mundiales de azufre disminuyeron durante el período de 1980 a 2000 y que la distribución geográfica del forzamiento del azufre también cambió.

Para el aerosol de la quema de biomasa, el cálculo de forzamiento radiativo directo estimado ha pasado de un valor negativo a casi cero, debido a que la existencia de estos aerosoles sobre las nubes ejercía una gran influencia sobre el cálculo. Por primera vez se presenta el forzamiento radiativo del aerosol de nitrato. Para el polvo mineral se reduce el margen del forzamiento radiativo directo debido a la reducción del cálculo estimado de su fracción antropogénica.

Los efectos de aerosoles antropogénicos en nubes de agua originan un efecto indirecto sobre el albedo de las nubes, lo que da lugar al mejor cálculo por primera vez: –0.7 [–0.3 a –1.8] W m–2.

El cálculo de este forzamiento radiativo proviene de varios modelos de estudio que incorporaron más especies de aerosoles y describieron en detalle los procesos interactivos aerosol-nube. Los modelos de estudio que incluyen más especies de aerosoles o limitados por las observaciones por satélite suelen producir un efecto más débil sobre el albedo de las nubes.

Otros efectos del aerosol incluyen el efecto perpetuo de nube, el efecto semidirecto y las interacciones de nube aerosol-hielo. Estos efectos se consideran parte de la respuesta climática y no del forzamiento radiativo.

f) Dioxinas y otros compuestos orgánicos.

Las dioxinas, los furanos, los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH), los bifenilos policlorados (PCB) y otros compuestos orgánicos son compuestos que se caracterizan por ser muy estables químicamente y, por tanto, de difícil destrucción. Algunas de ellas se acumulan en las cadenas tróficas, por lo que, si son tóxicas, son especialmente peligrosas.

Las dioxinas y los furanos proceden de los procesos de fabricación de algunos pesticidas, conservantes, desinfectantes o componentes del papel. También se originan en las combustiones a bajas temperaturas de la gasolina con plomo, plásticos, papel o madera. Algunos son extremadamente tóxicos y se ha



comprobado en experimentos con animales de laboratorio que dosis pequeñas pueden producir a largo plazo cáncer, malformaciones congénitas, reducción de la fertilidad y cambios en el sistema inmunitario.

Los PAH son sustancias que se forman en la combustión incompleta del carbón, petróleo, gas y otras sustancias orgánicas. De su peligrosidad se puede decir que es semejante a lo que se ha descrito de dioxinas y furanos.

Los PCB son sustancias sintetizadas por el hombre muy utilizado por su poder aislante y por no ser inflamables.

Se han usado como refrigerantes y lubrificantes o en la fabricación de pinturas y plásticos, aunque en muchos países se dejaron de fabricar a finales de la década de 1970. Se sospecha que pueden producir efectos semejantes a los de los anteriores.

Las investigaciones parecen indicar que el hombre soporta todas estas sustancias mucho mejor que otros animales, no obstante son sustancias bajo sospecha y se sigue investigando su peligrosidad.

g) Compuestos halogenados

Los Clorofluorocarburos (CFCs) son moléculas formadas por átomos de Cl y F unidos a C. Se han utilizado mucho en los pulverizadores, frigoríficos, disolventes industriales, etc. Son los principales responsables de la destrucción de la capa de ozono.

h) Ozono

El ozono (O3) es la sustancia principal en este grupo, aunque también otros compuestos actúan como oxidantes en la atmósfera. El ozono es un gas de color azulado que tiene un fuerte olor muy característico que se suele notar después de las descargas eléctricas de las tormentas. Es una sustancia que cumple dos papeles totalmente distintos según se encuentre en la estratosfera o en la troposfera.

El Ozono estratosférico; es imprescindible para que la vida se mantenga en la superficie del planeta porque absorbe las letales radiaciones ultravioletas que nos llegan del Sol. En cambio el ozono troposférico es un importante contaminante secundario que se forma por reacciones inducidas por la luz solar en las que participan, principalmente, los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos presentes en el aire. Es el componente más dañino del smog fotoquímico y causa daños importantes a la salud, cuando está en concentraciones altas, y frena el crecimiento de las plantas y los árboles.

Ozono troposféricoEl ozono que se encuentra en la troposfera, junto a la superficie de la Tierra, es un importante contaminante secundario. El que se encuentra en la zona más cercana a la superficie se forma por reacciones inducidas por la luz solar en las que participan, principalmente, los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos presentes en el aire. Es el componente más dañino del smog fotoquímico y causa daños



importantes a la salud, cuando está en concentraciones altas, y frena el crecimiento de las plantas y los árboles.

En la parte alta de la troposfera suele entrar ozono procedente de la estratosfera, aunque su cantidad y su importancia son menores que el de la parte media y baja de la troposfera.En España, como en otros países mediterráneos, durante el verano se dan condiciones meteorológicas favorables para la formación de ozono: altas temperaturas, cielos despejados, elevada insolación y vientos bajos, especialmente en la costa. En bastantes ocasiones a lo largo del año se suelen superar, en numerosas estaciones de control, los umbrales marcados por la Directiva de la Unión Europea de protección a la salud, de protección a la vegetación y los de información a la población; pero no suele haber episodios de superación del umbral de alerta, a diferencia de otras zonas de Europa o Estados Unidos.Las concentraciones de ozono en la troposfera por encima de Europa son por lo general entre tres y cuatro veces superiores a las de la era preindustrial, debido principalmente al enorme incremento de las emisiones de óxidos de nitrógeno procedentes de la industria y de los vehículos.Los umbrales de concentración fijados para proteger la salud humana, la vegetación y los ecosistemas suelen superarse en la mayor parte de los países europeos varias veces al año.

i) Substancias radiactivasIsótopos radiactivos como el radón 222, yodo 131, cesio 137 y cesio 134, estroncio 90, plutonio 239, etc. son emitidos a la atmósfera como gases o partículas en suspensión.Normalmente se encuentran en concentraciones bajas que no suponen peligro, salvo que en algunas zonas se concentren de forma especial.El problema con estas substancias está en los graves daños que pueden provocar. En concentraciones relativamente altas (siempre muy bajas en valor absoluto) pueden, provocar cáncer, afectar a la reproducción en las personas humanas y el resto de los seres vivos dañando a las futuras generaciones, etc.Su presencia en la atmósfera puede ser debida a fenómenos naturales. Por ejemplo, algunas rocas, especialmente los granitos y otras rocas magmáticas, desprenden isótopos radiactivos. Por este motivo en algunas zonas hay una radiactividad natural mucho más alta que en otras. Así, por ejemplo, a finales del siglo pasado se pusieron de moda en algunas playas de Brasil en las que la radiactividad era más alta que lo normal, porque se pensaba que por ese motivo tenían propiedades curativas. En la actualidad preocupa de forma especial la acumulación de radón que se produce en casas construidas sobre terrenos de alta emisión de radiactividad. Según algunos estudios hechos en Estados Unidos (2011) hasta un 10% de las muertes por cáncer de pulmón que se producen en ese país se podrían deber a la acción carcinogénica del radón 222.El iodo 131, cuya vida media es de 8,1 años, se produce en abundancia en los procesos de fisión nuclear, se deposita en la hierba y entra en la cadena alimenticia humana a través de la leche. Se tiende a acumular en la glándula tiroides en donde puede provocar cáncer, especialmente en niños que reciben más de 1500 mSv por este motivo.El cesio 137 y el cesio 134 que se forma a partir del 137 se pueden acumular en los tejidos blandos de los organismos.El estroncio 90 es muy peligroso, con una vida media de 28 años. Químicamente es similar al calcio lo que facilita el que se deposite en los huesos y puede causar cánceres y daños genéticos.Algunas actividades humanas en las que se usan o producen isótopos radiactivos, como las armas nucleares, las centrales de energía nuclear, y algunas prácticas médicas, industriales o de investigación, también producen contaminación radiactiva. Bien conocida es la explosión ocurrida en la central de Chernobyl que produjo una nube radiactiva que se extendió a miles de kilómetros, contaminando países de todo el hemisferio Norte.



Fig. 1 Variaciones del deuterio (D) en el hielo ártico, representativo de la temperatura local, y las concentraciones atmosféricas de los gases de efecto invernadero, dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y dióxido nitroso (N2O) en el aire atrapadas en los testigos de hielo y de mediciones atmosféricas actuales .Los datos cubren 650,000 años y las líneas sombreadas representan periodos interglaciares cálidos actuales y pasados.

j) El smog o niebla contaminada; se produce a consecuencia de la acumulación en las capas bajas de la atmósfera de gases contaminantes como el ozono, los óxidos de azufre y nitrógeno, etc. Hay realmente dos tipos de smog: el smog clásico o smog sulfuroso y el fotoquímico. El primero se produce principalmente por la acumulación de dióxido de azufre generado por la combustión de derivados del petróleo, mientras que el segundo se origina por la presencia de gases como el ozono, nitrato de peroxiacetilo (PAN) y otros oxidantes fotoquímicos, que proceden de la fotólisis de los óxidos de nitrógeno.

NO2 + radiación UV NO + O*O* + O2 O3

En ausencia de hidrocarburos el O3 reacciona con el NO para formar de nuevo NO2, pero en presencia de

hidrocarburos los radicales orgánicos oxidados oxidan al NO formando NO2, con lo que el O3 se acumula



y quedan radicales orgánicos libres.

Fig. 2 Las ciudades y la reflexión del calor a la atmosfera influye en el incremento de la temperatura ambiental que suele superar en no menos de +2º C al interior de las urbes, en comparación a la temperatura del exterior.

Fig. 3 Niveles en la atmósfera de los contaminantes : dioxido de Carbono, Oxido Nitroso; Metano y compuestos halogenados (Clorofluorcarburos)



Fig. 4. Las ciudades son islas calientes de alta carga contaminante que forman microclimas en comparación con el ambiente exterior. El microclima que suele darse en las ciudades es el siguiente: La temperatura es no menos de 2º C más alta, aunque la radiación solar que llega al suelo es un 20% menor; la humedad relativa es hasta 8% mas baja, mientras que la nubosidad es un 10% mayor y la precipitación global es de un 5% a un 10% superior. La situación se agrava cuando se produce el fenómeno conocido como inversión térmica, que genera el smog o neblumo, aire cargado de contaminantes de todo tipo que no se renueva y queda estancado, en contacto con el suelo.



S4-CUARTA-CLASE-CONTAMINACIÓN-ATMOSFÉRICA.doc

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