Cuáles son los contaminantes del aire – Contaminación atmosférica

La contaminación atmosférica  es la contaminación del aire y hace referencia a la presencia en el aire de determinadas sustancias en concentraciones superiores a las naturales que implican riesgo, daño o molestia grave a las personas y bienes de cualquier tipo o que pueden atacar diversos materiales, o seres vivos, reducir la visibilidad o producir olores.

Cuáles son los contaminantes del aire

La contaminación puede ser antropogénica (producida, directa o indirectamente, por la acción del hombre) o natural (erupciones volcánicas, erosión del suelo, resuspensión de polvo, emisiones biogénicas de bosques).

Es causante entre otras del agujero en la capa de ozono , del efecto invernadero , de la niebla fotoquímica y de la lluvia ácida . El efecto Callendar es un tipo de contaminación atmosférica.

Contaminaciones local y planetaria

La contaminación atmosférica puede tener carácter local, cuando los efectos ligados al foco se sufren alrededor de este foco, o planetario, cuando por las características del contaminante, se ve afectado el equilibrio del planeta y zonas alejadas de los focos emisores.

 

La contaminación atmosférica puede tener carácter local si los efectos ligados al foco se sufren de manera significativa únicamente cerca de esta, como por ejemplo el humo de una ciudad a causa de los vehículos ; la niebla fotoquímica y la lluvia ácida.

En los núcleos urbanos hay que destacar el fenómeno de la inversión térmica , que puede ocasionar grandes accidentes contaminantes colectivos, y que consiste básicamente en el estancamiento de cúpulas de aire caliente contaminado sobre las grandes ciudades.

Hay que tener en cuenta que las masas de aire se desplazan a largas distancias y de manera caótica, por lo que, en general, el concepto de “local” abarca zonas de gran extensión, a veces de diferentes países, por ejemplo después de un accidente nuclear.

En otro caso, la contaminación planetaria afecta al equilibrio general de la Tierra , también en las zonas más lejanas de los focos, como es el caso de, por ejemplo, el efecto invernadero y del agujero de la capa de ozono .

Contaminantes primarios y secundarios

Se libera directamente a la atmósfera por medio de chimeneas, vehículos, etc. Un ejemplo es el dióxido de carbono (CO 2 ), y otro muy frecuente es la calor.Por otro lado, un contaminante secundario es el que se forma por la interacción química entre los contaminantes primarios y los componentes naturales de la atmósfera (nitrógeno, oxígeno, etc.).

Los contaminantes secundarios más frecuentes en la atmósfera son los PAN,el trióxido de azufre (SO 3 ), los nitratos (NO 3 ), el ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) y el ozono (O 3 ).

Principales contaminantes atmosféricos

Un contaminante atmosférico es una sustancia presente en el aire en concentraciones superiores a las naturales. Puede ser una sustancia habitual (natural en cantidades más pequeñas) o bien completamente ajena al aire. Puede ser perjudicial a corto plazo para los seres vivos y en todo caso debe ser un motivo de preocupación.

Cuales son efectos de la contaminación

La presencia de contaminantes en un lugar determinado por las fuentes de emisión, las condiciones meteorológicas y los receptores. Los contaminantes pueden ser gases o partículas (líquidas o sólidas) en suspensión.

Las partículas en suspensión son siempre menores de cincuenta micras y pueden permanecer en el aire durante largos periodos de tiempo antes de depositarse en la superficie terrestre.

Los agentes contaminantes atmosféricos pueden ser naturales o bien de causas antropogénicas (producidos por el hombre ), en este segundo caso son sobre todo producto de combustiones y de la actividad industrial.

Entre los agentes de contaminación natural se encuentran, entre otros, los contaminantes biológicos , como el polen , y los microorganismos dañinos que originan procesos alérgicos.

Los principales contaminantes atmosféricos son los siguientes:

  • Los óxidos de azufre , SO 2 y SO 3 , procedentes de la combustión de carbones y petróleos , que afectan a los cultivos y las vías respiratorias de los animales . El SO 2 , por la acción de la radiación ultravioleta , puede transformarse en SO 3 que, al reaccionar con la humedad del aire , origina aerosoles de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ).El SO 2 irrita mucho los ojos y las vías respiratorias superiores, produce tos , dificultad para respirar y espasmos de laringe.
  • Los sulfuros y los mercaptanos , originados en refinerías, ciertos procesos industriales, putrefacción de aguas y de desechos, fabricación de pasta de papel, curtidurías y fabricación de colorantes. Sus efectos son el hedor y sobre todo la toxicidad .
  • El monóxido de carbono (CO), originado en la combustión incompleta (con falta de oxígeno , en motores o tubos de escape que no funcionan correctamente, calefacción mal regulada, humo de cigarrillo , etc.) de petróleos, carbones, etc.Produce en las personas laxitud , dolor de cabeza y alteraciones en la coordinación de movimientos . Es tóxico por cuanto interfiere en el transporte de oxígeno por la sangre.
  • El dióxido de carbono (CO 2 ), producido en las combustiones completas (con suficiente oxígeno) de productos orgánicos. El aumento progresivo de dióxido de carbono en el aire puede conducir al cambio climático del planeta (véase efecto Callendar y efecto invernadero ).
  • Los hidrocarburos , emitidos por los motores de combustión y la evaporación en zonas pantanosas y petrolíferas. Intervienen en la formación de niebla fotoquímica.Se han mostrado como agentes cancerígenos.
  • El ozono ( O 3 ), se produce típicamente con el tráfico vehicular intenso, en las zonas urbanas. Es un oxidante muy enérgico con unos efectos antibióticos (mata organismos vivos) muy notables pero los efectos directos que tiene sobre el organismo humano aún no están bien aclarados. Es un factor decisivo en la aparición de niebla fotoquímica y sus efectos (daños severos a los cultivos , reducción de bosques , irritación de mucosas , problemas respiratorios graves).
  • Los PAN son contaminantes secundarios que se forman en la niebla fotoquímica a partir de los contaminantes producidos en las combustiones . Actúa sobre las mucosas , donde es muy irritante y lacrimógeno, ya largo plazo puede provocar cáncer de piel . Se considera especialmente tóxico para los vegetales ( fitotóxico ).
  • Los óxidos de nitrógeno ( NO y NO 2 ), originados en las combustiones a altas temperaturas (superiores a mil grados celsius), a volcanes y tormentas . Colaboran en la aparición de la niebla fotoquímica . El NO 2 afecta a las vías respiratorias , a las que puede causar enfermedades y favorecer infecciones . Es tóxico para algunas especies animales.Puerta a la aparición de ozono (O 3 ), que con los aldehídos y ácidos orgánicos forma nitroperòxids de acilo (PAN). El PAN, el NO 2 y el O 3 son los principales oxidantes de la niebla fotoquímica (en inglés , smog ) que tiene importantes efectos tóxicos e irritantes.
  • El mercurio (Hg), proviene de la evaporación de la corteza de la Tierra y de la actividad industrial ( minería , construcción , agricultura , etc.). Es altamente tóxico para que tiende a concentrarse en los tejidos del cuerpo humano.
  • Los fluoruros , provenientes de los yacimientos de fluorita y de las industrias de cerámica , baldosas , fabricación de abonos y obtención de aluminio . Los iones flúor que contienen son potentes corrosivos en una atmósfera húmeda y los organismos vivos tienen una actividad fisiológica grande.Se almacenan los huesos y al hierba.
  • Las partículas , o polvo , proviene de la erosión o de la industria y causa alergias y enfermedades respiratorias.Según el tamaño, son partículas sedimentables (mayores de 30 micras), partículas en suspensión (entre 10 micras y 30 micras), partículas respirables (entre 1 micras y 10 micras) o humos (diámetro menor de 1 micras).
  • La sílice (SiO 2 ), proveniente de los minerales que lo contienen, las partículas pequeñas se acumulan en los pulmones y provoca el enfisema (reducción progresiva de la función pulmonar).
  • El amianto , producto de la explotación y manipulación del amianto y del cemento que contiene, provoca placas pleurales , bronquitis , fibrosis pulmonar,dolores en el tórax, respiración difícil, tos , mesotelioma y cáncer de pulmón.

Causas, origen y foco

La mayor parte de la contaminación atmosférica tiene origen antropogénico . Una gran parte de ella es debido a los residuos sólidos urbanos (RSU) y de los residuos industriales, pero también algunos de médicos (que incluyen de radiactivos), por ejemplo.

cuales son los contaminantes

Otra fuente importante es todo tipo de proceso que implique combustión , en especial el tabaquismo , las centrales térmicas (de carbón o petróleo ) que producen electricidad y los vehículos de transporte terrestre, marítimo y aéreo; sean de combustión o eléctricos; cono como autobuses, trenes , coches , barcos o aviones ; además de algunos tipos de calefacciones.

De manera indirecta, pues, todo tipo de actividad que implique consumo eléctrico o energético en general, si esta energía está obtenida por medio de centrales térmicas, contamina el aire.

Un coche eléctrico , por ejemplo, contamina menos en la ciudad, ya que no hay tira humos, pero contaminará más (y en una cantidad mayor que habría hecho un coche de combustión, ya que es un proceso menos eficiente) al lugar donde está situada la central eléctrica. Tiene sentido para reducir la niebla fotoquímica pero en cambio aumenta el efecto Callendar (y por tanto el efecto invernadero y se cree que también el agujero de ozono).

Las centrales nucleares sólo contaminan el fondo del mar, que es donde se entierran los residuos, mientras que la energía solar e hidráulica a priori son inocuas a la atmósfera.

La energía eólica (molinos de viento) en principio, bien utilizada, es también inocua; pero un parque mal diseñado puede crear corrientes de aire que evite el paso de ciertas aves, por ejemplo, o crear ruidos(contaminación acústica) molestos.

Algunas industrias, en sus procesos, emiten partículas, gases , vapor o calor a la atmósfera. Deben seguir las leyes ambientales para no tirar más de la cuenta.

También existe la contaminación atmosférica por causas naturales . Entre estas cabe destacar la acumulación de polvo del suelo levantada por el viento, de productos expelidos por las erupciones volcánicas , de partículas salinas desprendidas de la espuma marina , de elementos radiactivos naturales (como los de la cadena del radón ) , etc.

Calidad del aire

Las normativas referentes al control de la contaminación atmosférica hacen referencia a valores permitidos de emisión e inmisión de contaminantes. Los valores de inmisión son aquellos a los que se ven sometidos a la población y los ecosistemas. Dependen de las emisiones de contaminantes de las distintas fuentes, de la meteorología ( dispersión de contaminantes ) y de la transformación química que experimentan los contaminantes una vez están en la atmósfera. La legislación relativa a contaminación atmosférica distingue, por tanto, estos dos tipos de valores y los define de la siguiente forma:

  • Niveles de emisión: la cantidad de cada contaminante emitida sistemáticamente a la atmósfera en un período determinado.
  • Niveles de inmisión: límites máximos tolerables de presencia en la atmósfera de cada contaminante, aislado o asociado con otros

niveles de emision

La contaminación del aire es un proceso que se inicia con la emisión al aire por parte de los diferentes focos emisores de contaminantes a la atmósfera.Una vez estas sustancias se encuentran en la atmósfera pueden sufrir diferentes efectos de transporte (de la ciudad al campo , dispersión, acumulación, etc.) y transformación (contaminantes secundarios, etc.).

Como resultado de estos procesos, en cada punto determinado habrá una determinada concentración de cada contaminante, que se conoce como nivel de inmisión. Son los niveles de inmisión o de calidad del aire los que determinan el efecto de un contaminante sobre la salud o el medio ambiente.

Los niveles de inmisión que establece la legislación deben garantizar que el aire tenga una calidad “aceptable”, aunque siempre habrá un cierto grado de contaminación.

Los valores de inmisión corresponden a la medida de los contaminantes presentes en una atmósfera determinada, en general se miden en mg / m 3 o mg / m 3 o bien en unidades de volumen / volumen (ppm o ppb).

Para vigilar los valores de immixió existen diversas Redes de Vigilancia, las cuales tienen como finalidad conocer los niveles de contaminantes a que se ven sometidos los ciudadanos, la naturaleza o el patrimonio histórico-artístico.

Los parámetros utilizados para expresar la calidad del aire son tres:

  • Valores límites: deben ser respetados en todo el territorio y, en caso de ser superados, se deben estudiar las causas que lo han originado y establecer una serie de actuaciones para evitar su repetición. Se establecen valores límites tanto diarios como anuales.
  • Valores guía: valores que se pretenden alcanzar a largo plazo y son indicativo de aire limpio.
  • Valor de alerta: establece las concentraciones de contaminantes que obligan a tomar medidas extremas para poder abordar el problema.

Niveles de emisión

Los niveles de emisión indican la concentración de emisiones atmosféricas de tabaco, vehículos, centrales eléctricas, etc. En cambio, los niveles de immixió, indican la presencia de los contaminantes en el aire no en los puntos donde se generan sino en diferentes puntos receptores. Entre los procesos y por lo tanto niveles de immixió y el de emisión hay un proceso de transporte y dispersión mediante la atmósfera, que puede dispersar o concentrar los contaminantes o incluso modificar la naturaleza.

Es necesario conocer cuáles son las emisiones a la atmósfera de los diferentes focos para poder realizar una correcta gestión de la contaminación atmosférica. El conocimiento exacto de estas emisiones es posible en los casos donde el foco de contaminación es grande, como pueden ser las centrales térmicas. En el caso de focos pequeños, no se conocen con certeza las emisiones, por ello se recurre a quererlos.

Prevención, control y corrección

Los mecanismos de prevención, control y corrección de la contaminación del aire permiten eliminar, reducir o disminuir los efectos de la emisión de contaminantes.

Estos se basan en cuatro vías de actuación diferentes: eliminar el proceso contaminante, modificar el proceso, regular la situación geográfica del proceso, y reducir (a ser posible, eliminar) las descargas de contaminante añadiendo sistemas o aparatos especialmente diseñados para tal fin.

Para disminuir los contaminantes más habituales en el aire hay que reducir las emisiones, y para conseguir este propósito, podemos optar por dos tipos de soluciones: tratar de disminuir al máximo la producción de contaminantes, o bien, una vez generados estos, optar por controlarlos y retenerlos con equipos adecuados.

La primera de las opciones es la más deseada, ya que todo lo que supone una reducción en la generación de contaminantes se traduce en múltiples beneficios, tanto por medio receptor como para los ecosistemas y la población.

La aplicación de medidas preventivas no siempre es suficiente, por eso muchas veces se debe recurrir a medidas correctoras, las cuales suponen controlar y tratar los contaminantes una vez generados. Las medidas a adoptar dependerán no sólo del tipo de contaminante a eliminar, sino también de la naturaleza de la fuente emisora.

Una correcta evaluación del impacto ambiental ocasionado por nuestra actividad y la implantación de tecnologías de baja o nula emisión (tecnologías limpias) entran dentro de alternativas en acción. En concreto, con el objetivo de minimizar las emisiones, es importante estudiar las posibilidades de actuación sobre los procesos de combustión, equipos de fabricación.

En todo caso, cualquier método de concentración y retención de los gases contaminantes con equipos adecuados lleva implícitos ciertos inconvenientes :

  • La transferencia de la contaminación de un medio a otro.
  • La producción de residuos sólidos y / o líquidos.
  • La posible contaminación de suelo y / o agua.
  • El incremento de contaminación originado por el consumo de recursos naturales y energía por los equipos depuradores.Además, sea cual sea el método escogido para tratar los gases contaminantes , siempre se deberán tener en cuenta tres aspectos que incrementan su dificultad:
  • La recogida de los gases (la recogida de gases siempre es problemática, sobre todo si se trata de una fuente emisora grande, ya que el volumen de gas a manipular es extraordinariamente grande).
  • Su enfriamiento (ya que la emisión de los gases siempre se realiza a temperaturas elevadas).
  • Su tratamiento.
    Una vez valorados los aspectos mencionados, podrá elegirse en cada caso el método de tratamiento que se considere más adecuado.
  • Para reducir la emisión de partículas sólidas se usan cámaras de sedimentación por gravedad , ciclones o separadores centrífugos, lavadores de gases (como por ejemplo el lavador de chorro o, en inglés , scrubber ), filtros de tejidos y filtros electrostáticos . Su eficiencia se mide con un parámetro llamado eficacia de captación, que es el porcentaje en masa de partículas eliminadas (o de salida del aparato) con respecto a la masa de partículas que entran.
  • Para reducir la emisión de gotas de vapor y de gases contaminantes se usan los procesos o sistemas de absorción (el contaminante se transfiere a un líquido y se separa), de adsorción (se transfiere a un sólido), la combustión  incineradora por llama directa o incineradora con catalizador ) y la condensación del contaminante (condensador de pulverización , condensador eyector o condensador barométrico).

Legislación

Existen leyes y normativas en cuanto a los límites de calor y de concentración de sustancias emitidas al aire a escala de la Unión Europea,estatales (España ,Francia , Andorra , etc.), autonómicas y regionales , de diputaciones (o veguerías o departamentos) y municipales (a núcleos urbanos grandes) o de consejos comarcales (en zonas pertenecientes a municipios pequeños). Incluso de más locales, por ejemplo para polígonos industriales determinados.

Hay que seguir todas las leyes y normas de los diferentes niveles administrativos. En general, las más locales son más restrictivas que las pertenecientes a administraciones más amplias. Estas administraciones tienen recursos de medida y control, y algunas tienen poder para cerrar una actividad si ésta no sigue sus preceptos.

También se multan con cierres temporales o económicamente. Por ejemplo, las actividades bajo la Diputación de Barcelona que incumplen la normativa emitiendo una concentración mayor de la estipulada de un contaminante, deben pagar una suma de dinero doble en la que se han ahorrado en haciéndolo (sistemas, maquinaria , personal cualificado, métodos de producción, materia utilizada, aumento de ingresos, disminución de costes, etc.).

Esta política, que se ha extendido también a España,se basa en la premisa conocida como «quien contamina, paga» (formulada como respuesta a la conocida expresión catalana “quien paga, manda”).

También hay otras leyes especiales, como por ejemplo en el mar, donde la contaminación atmosférica de las embarcaciones está regulada internacionalmente en el anexo VI de la MARPOL .

Voluntariamente, se pueden seguir los consejos de la ISO 14000 , relativa a la calidad medioambiental y que incluye la problemática asociada a la contaminación atmosférica.

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