Contaminación
de la atmósfera.
Objetivo educacional. Obtendrá los conocimientos básicos
sobre el transporte y dispersión de contaminantes atmosféricos y la aplicación
de software para la simulación de la dispersión.
Concepto.
Se entiende por contaminación atmosférica como la
presencia en el aire de materias o formas de energía que impliquen riesgo, daño
o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza, así como
que puedan atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir
olores desagradables.
El nombre de la contaminación atmosférica se aplica por
lo general a las alteraciones que tienen efectos perniciosos en los seres vivos
y los elementos materiales, y no a otras alteraciones inocuas. Los principales
mecanismos de contaminación atmosférica son los procesos industriales que
implican combustión, tanto en industrias como en automóviles y calefacciones
residenciales, que generan dióxido y monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y
azufre, entre otros contaminantes. Igualmente, algunas industrias emiten gases
nocivos en sus procesos productivos, como cloro o hidrocarburos que no han
realizado combustión completa.
La contaminación es uno de los problemas ambientales más
importantes que afectan a nuestro mundo y surge cuando se produce un
desequilibrio, como resultado de la adición de cualquier sustancia al medio
ambiente, en cantidad tal, que cause efectos adversos en el hombre, en los
animales, vegetales o materiales expuestos a dosis que sobrepasen los niveles
aceptables en la naturaleza. 24
Fuentes
de contaminación
La contaminación puede surgir a partir de ciertas
manifestaciones de la naturaleza (fuentes naturales) o bien debido a los
diferentes procesos productivos del hombre (fuentes antropogénicas) que
conforman las actividades de la vida diaria. Por otra parte el flujo de la
contaminación tiene una ruta bien identificada
Los contaminantes que el hombre libera hacia la atmósfera
en mayor medida, provienen de la combustión de carburantes fósiles, y podríamos
clasificarlos en tres grupos principales:
Actividades industriales, como las dedicadas a la
obtención de energía: liberan óxidos de nitrógeno, azufre, y en menor medida plomo
metálico
Actividades domésticas, como la combustión por sistemas
de calefacción: liberan mayormente óxidos de azufre, y de nitrógeno en menor
medida
Transportes,
como los de combustión interna: liberan óxidos de
nitrógeno y plomo, y óxidos de azufre en menor cantidad.
Con frecuencia se han clasificado genéricamente las
fuentes de emisión de agentes contaminantes en la troposfera considerando su
localización fija o móvil. Así, se habla de:
Fuentes
móviles, incluyen a los diversos tipos de vehículos de motor
utilizados en el transporte: Los aviones, helicópteros, ferrocarriles,
tranvías, tractocamiones, autobuses, camiones, automóviles, motocicletas,
embarcaciones, equipo y maquinarias no fijas con motores de combustión y
similares, que por su operación generen o puedan generar emisiones
contaminantes a la atmósfera.
Si bien la definición de fuente móvil incluye
prácticamente a todos los vehículos automotores, la NOM para fuentes fijas se
refiere básicamente a las emisiones de automóviles y camiones. Los motores de
los vehículos son los responsables de las emisiones de CO, de compuestos
orgánicos volátiles, SO2, y NOx, producidos durante la combustión.
Fuentes
fijas: Así denominadas, por actuar permanentemente sobre un
sitio o región, es decir, por estar ahí establecidas. Están constituidas por
fábricas, comercios, talleres metalúrgicos, incineradores, fundiciones, etc. y
producen una considerable contaminación, no solo por el uso de combustibles
sino por la emisión de vapores solventes orgánicos, o de productos químicos
contaminantes.
Las fuentes fijas son las más dañinas, éstas actúan sobre
todas las áreas de la biosfera y producen, tanto emisiones de humos, polvos,
gases, ruidos y radiaciones; como descargas de aguas residuales o desechos
sólidos que afectan, por igual, el aire, los diversos
cuerpos receptores de agua o la tierra, por deterioro superficial, filtración o
acarreo. “Una emisión de humos y polvos puede no ser por si misma
necesariamente peligrosa; para serlo deberá tener una densidad y un volumen
tales, durante cierto lapso, que las condiciones atmosféricas no sean
suficientes para diluirla o dispersarla en un período de tiempo dado,
haciéndola inocua.
La peligrosidad se inicia, precisamente, a partir del
momento en que la cantidad de elementos no deseables emitidos, rebasa la
capacidad natural de dispersión, transformación o anulación, creando, por lo
tanto una concentración que rompe el equilibrio. ya sea fija o móvil y las emisiones
que se generan por acción de éstas.
Lo anterior es consecuencia de la tendencia de agrupar en
ciertas áreas; en especial las urbanas, los contaminantes que emitidos por la
fuentes fijas, no pudieron ser desplazados por la circulación atmosférica y a
los que se unen los provenientes de las fuentes móviles y de las naturales.
Tipos de contaminantes.
Existen distintas formas para clasificar a los contaminantes.
Según su origen, se distinguen los naturales
y los antropogénicos. Los primeros
se deben a los fenómenos en los cuales no interviene el hombre, por ejemplo:
erupciones, incendios accidentales, producción de gases en pantanos,
diseminación de polen por el viento, etc. En cambio, los antropogénicos se
derivan de las actividades del hombre.
Los contaminantes también se clasifican en primarios y
secundarios, según sean arrojados tal cual a la atmósfera, o bien se forme en
ella debido a las reacciones químicas resultado de la presencia de diversos
compuestos y a la acción de la luz solar.
Otra clasificación es por su estado físico, es decir por
el tamaño de las partículas contaminantes en este caso los contaminantes se
agrupan en las siguientes familias:
Compuestos
inorgánicos de carbono
Compuestos
derivados del azufre
Hidrocarburos
Compuestos
del nitrógeno
Oxidantes
fotoquímicos
Metales
Partículas
Efectos
de la contaminación en la salud humana
El aire que respiramos está formado por muchos
componentes químicos. Los componentes primarios del aire son el nitrógeno (N2),
oxígeno (O2) y vapor de agua (H2O). En el aire también se encuentran pequeñas
cantidades de muchas otras sustancias, incluidas el Dióxido de carbono, Argón,
Neón, Helio, Hidrógeno y Metano.
Las actividades humanas han tenido un efecto perjudicial
en la composición del aire. La quema de combustibles fósiles y otras
actividades industriales han cambiado su composición debido a la introducción
de contaminantes, incluidos el el dióxido de azufre (SO2), monóxido de carbono
(CO), compuestos orgánicos volátiles (COV), óxidos de nitrógeno (NOx) y
partículas sólidas y líquidas conocidas como material particulado. Aunque todos
estos contaminantes pueden ser generados por fuentes naturales, las actividades
humanas han aumentado significativamente su presencia en el aire que
respiramos.
Los contaminantes del aire pueden tener un efecto sobre
la salud y el bienestar de los seres humanos. Un efecto se define como un
cambio perjudicial mensurable u observable debido a un contaminante del aire.
Un contaminante puede afectar la salud de los seres humanos, así como la de las
plantas y animales. Los contaminantes también pueden afectar los materiales no
vivos como pinturas, metales y telas.
¿Cómo la contaminación del aire afecta
nuestra salud?
La contaminación del aire tiene un efecto directo sobre
la salud humana. En casos extremos, ha causado muertes como resultado de la
combinación de características geográficas inusuales con factores climáticos.
Por ejemplo, el episodio de contaminación del aire en Donora, Pennsylvania, en
los Estados Unidos en 1948 ocasionó 20 muertes y más de 5,000 enfermos. Esto es
un ejemplo de los graves efectos adversos que resultan del exceso de población
y de industrias, junto con ciertos factores geográficos y meteorológicos en un
área concentrada.
La exposición a contaminantes del aire puede causar
efectos agudos (a corto plazo) y crónicos (a largo plazo) en la salud.
Usualmente, los efectos agudos son inmediatos y reversibles cuando cesa la
exposición al contaminante. Los efectos agudos más comunes son la irritación de
los ojos, dolor de cabeza y náuseas.
A veces los efectos crónicos tardan en manifestarse,
duran indefinidamente y tienden a ser irreversibles. Los efectos crónicos en la
salud incluyen la disminución de la capacidad pulmonar y cáncer a los pulmones
debido a un prolongado período de exposición a contaminantes tóxicos del aire,
tales como el asbesto y berilio.
El sistema respiratorio y la contaminación
del aire
Aunque los contaminantes pueden afectar a la piel, ojos y
otros sistemas del cuerpo, el más perjudicado es el sistema respiratorio. El
aire se inhala por la nariz que actúa como el sistema filtrante primario del
cuerpo.
Contaminación
del aire
La contaminación del aire ocurre tanto en exteriores (ambiental)
como en interiores. Los efectos de la contaminación del aire sobre la salud
varían enormemente de persona en persona. Los más afectados por la
contaminación del aire son los ancianos, lactantes, mujeres embarazadas y
enfermos crónicos del pulmón y corazón,. Las personas que hacen ejercicios al
aire libre también están propensas pues respiran más rápida y profundamente, lo
que permite el ingreso de más contaminantes a los pulmones. Los corredores y
ciclistas que se ejercitan en áreas de gran tránsito se pueden estar causando
más daño que beneficio.
Efectos
indirectos de la contaminación del aire
La posibilidad cada vez más creciente de contraer cáncer
de piel es un efecto indirecto de la contaminación del aire sobre la salud.
Aunque el ozono en la atmósfera inferior es perjudicial para el ambiente, en la
atmósfera superior es necesario para proteger a la tierra de la nociva
radiación ultravioleta.
Esta capa protectora se está dañando debido a la descarga
masiva de clorofluorocarbonos (CFC) en la atmósfera. Estos compuestos se usan
comúnmente en refrigeradores y aparatos de aire acondicionado y como gas en
atomizadores de aerosol.
Contaminación
del aire en interiores
Los
efectos de la contaminación del aire en interiores han recibido mayor atención
en los últimos años porque es allí donde las personas pasan casi 90 por ciento
de su tiempo. Diversos estudios han indicado que la exposición a algunos
contaminantes puede ser dos a cinco veces mayor en interiores que al aire
libre. Hay muchos tipos de contaminantes de interiores, tales como el humo de
los artefactos, chimeneas y cigarrillos; contaminantes orgánicos de las
pinturas, colorantes, limpiadores y materiales de construcción; y el radón.
El
radón es un gas que se presenta de forma natural, no tiene
olor ni color y es radiactivo. Sus efectos sobre la salud humana son
importantes porque es el segundo factor, después del cigarrillo, que produce
cáncer al pulmón. Afortunadamente, los niveles de radón se pueden reducir con
la circulación del aire y ventilación adecuada.
Los contaminantes criterio son aquellos para los cuales
se han establecido normas nacionales de calidad del aire. Los contaminantes
criterio son el monóxido de carbono, ozono, óxidos de azufre, material
particulado, óxidos de nitrógeno y plomo. Los contaminantes peligrosos incluyen
varios compuestos orgánicos volátiles, asbesto, cloruro de vinilo y mercurio,
entre otros.
La contaminación del aire tiene un efecto perjudicial
sobre casi todas las fases de nuestras vidas. Además de los efectos sobre la
salud tratados anteriormente, hay muchos otros efectos secundarios sobre la
vegetación, suelo, agua, materiales hechos por el hombre, clima y visibilidad.
Ozono
Desde 1970 se ha estudiado los efectos de la contaminación
del aire sobre los cultivos, árboles y otro tipo de vegetación. Las
investigaciones de campo y experimentos de invernadero han revelado que el
ozono es tóxico para las plantas y puede destruir variados cultivos comerciales.
Existen pruebas de que el incremento de radiación ultravioleta debido a la
pérdida de ozono en la atmósfera superior está afectando el ciclo de
crecimiento normal de las plantas.
Lluvia ácida.
De igual modo, la lluvia ácida afecta cultivos como la
avena, alfalfa, guisantes, zanahorias, y también áreas forestales; ha recibido
mucha atención a nivel internacional. Se forma cuando los contaminantes del
aire, tales como el dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx) se
transforman en ácidos en la atmósfera.
Posteriormente, la precipitación resultante (lluvia,
nieve o niebla) deposita los ácidos en lagos y suelos. El control de la lluvia
ácida se ha convertido en una preocupación internacional, ya que a menudo la
fuente de estos contaminantes se encuentra alejada del lugar donde se registran
los efectos. Los efectos de la contaminación del aire.
Las investigaciones han indicado que ésta acidez puede
destruir o dañar la fauna silvestre de lagos y arroyos, y también las
construcciones hechas por el hombre, tales como los edificios y monumentos al
aire libre. Las estatuas antiguas de Grecia e Italia han sido dañadas
considerablemente por la lluvia ácida
Visibilidad
La contaminación del aire también afecta la visibilidad.
Esto ha dado lugar a problemas relacionados con la seguridad de la operación de
los aviones y la destrucción de paisajes naturales. Por ejemplo, la visibilidad
del Gran Cañón en los Estados Unidos ha sido afectada por la contaminación del
aire generada por el hombre a cientos de kilómetros de distancia.
Calentamiento de la atmósfera
Existen pruebas de que la contaminación del aire
contribuye al calentamiento de la atmósfera o al efecto invernadero. La quema
de combustibles fósiles emite demasiado dióxido de carbono a la atmósfera.
Normalmente, el dióxido de carbono no es peligroso ya que
es un alimento necesario para las plantas, pero la cantidad que se produce es
mucho mayor que la requerida por la vegetación.
El dióxido de carbono forma un manto sobre la superficie
de la tierra y atrapa el calor reflejado del suelo. El efecto es similar al de
un automóvil cerrado o un invernadero, de allí el término de efecto invernadero.
Los científicos han pronosticado que en los próximos
cincuenta años el calentamiento del planeta podría elevar la temperatura tres a
nueve grados más que los promedios actuales. Los efectos de la contaminación
del aire como se ha visto, la contaminación del aire afecta nuestras vidas en
muchos aspectos. Las fuentes primarias de contaminación del aire son las
fábricas y las comodidades modernas de las que dependemos para el crecimiento
económico y estilo de vida. Equilibrar el desarrollo económico con la necesidad
de proteger a la población de los riesgos de la contaminación del aire sobre la
salud y el bienestar es un reto que enfrentan los países.
