TEMA 8 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

El gran logro de la humanidad no fue conseguir que nuestras zonas rurales mueran, sino que las zonas urbanas pobladas sean auténticos cementerios ¿Un paseo por los contaminantes de tu ciudad?

• Cualquier ciudad a diario está envuelta en tráfico, humos, ruido. • Base energética. Uso de combustibles fósiles. • Contaminación atmosférica: – Contaminación química. – Contaminación energética.

8.1. INTRODUCCIÓN • Aire: conjunto de gases que forman la atmósfera. • Los seres vivos somos totalmente dependientes de este recurso natural. • Es un bien limitado que alteramos cuando interferimos en los ciclos biogeoquímicos. ™Contaminación atmosférica: contaminación del aire y contaminación acústica.

Un poco de historia… • La contaminación del aire es anterior a la Revolución Industrial (S. XIX) – Uso de carbón, humo de hornos de cerámica…

• Pero sin duda el problema de la contaminación atmosférica se ha agravado con el actual modelo energético y de producción y consumo.

8.2. LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE • “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”. • OMS “Existe contaminación del aire cuando en su composición aparecen una o varias sustancias extrañas, en determinadas cantidades y durante determinados periodos de tiempo, que pueden resultar novivas para el ser humano, los animales, las plantes o las tierras, así como perturbar el bienestar o el uso de los bienes”.

Fuentes de contaminación ¾Naturales. Provienen de la actividad de la geosfera y de la biosfera y de otros procesos naturales. • Erupciones volcánicas. Compuestos de azufre y partículas en suspensión. • Respiración de los seres vivos. Aumento en la cantidad de CO2. • Descomposición anaerobia de la materia orgánica. Metano (CH4). • Pólenes y esporas. • Incendios forestales de origen natural. (CO y CO2) • Tormentas. Descargas eléctricas que forman óxidos de nitrógeno.

¾Artificiales o antropogénicas. Como consecuencia de actividades del ser humano. • Uso de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural).

• Las emisiones de origen natural son más elevadas a nivel global y las antropogénicas lo son a nivel regional o local. Se concentra en puntos geográficos concretos, donde los contaminantes pueden reaccionar entre si.

Contaminantes asociados a distintos usos. • Hogar. – Generación de calor a partir de carbón, gasóleo o gas natural. Calefacciones y aparatos.

• Transporte. – Automóvil y avión.

• Industria. – Centrales térmicas, cementeras, siderometalúrgicas, papeleras y químicas.

• Agricultura y ganadería. – Fertilizantes, amplias zonas de regadío, elevada concentración del ganado vacuno. Incremento gases efecto invernadero (CH4)

• Eliminación residuos sólidos. – Incineración.

Los coches como fuente de contaminación • En España hay más de 20 millones de automóviles (45 millones de personas en total). • Una encina proporciona el oxígeno que consumen 10 personas. Un automóvil consume el mismo oxígeno que 200 personas necesitan en un día. • Enfermedades respiratorias, lluvia ácida, efecto invernadero, cáncer, alergias…

Tipos de contaminantes. • Los ciclos biogeoquímicos hacen que la composición química del aire se mantenga constante. • Las actividades humanas rompen el equilibrio de estos ciclos (carbono, nitrógeno, oxígeno y azufre) produciendo contaminación.

™Contaminantes del aire. Sustancias químicas y formas de energía que en concentraciones determinadas pueden causar molestias, daños o riesgos a personas y al resto de seres vivos, o bien ser origen de alteraciones en el funcionamiento de los ecosistemas, en los bienes materiales y el clima. ™Tiempo de residencia o vida media de un contaminante. Periodo de tiempo que puede permanecer en la atmósfera como tal o participando en variadas reacciones químicas.

¾Sustancias químicas. • Contaminantes primarios. Se emiten a la atmósfera desde fuentes identificables. • Forman más del 90% de los contaminantes del aire.

• Contaminantes secundarios. Se originan a partir de los contaminantes primarios mediante reacciones químicas que ocurren en la atmósfera.

¾Formas de energía. 1. Radiaciones ionizantes. Partículas y ondas electromagnéticas que pueden ionizar átomos o moléculas de la materia sobre la que actúan directamente, alterando el equilibrio químico. • Origen natural: procesos de transformación de los materiales radiactivos de la corteza terrestre y radiaciones cósmicas. • Fuentes antrópicas: actividades médicas, escapes de centrales nucleares, transporte de material radiactivo, fábricas de concentrados de uranio, actividades de investigación.

• Cuatro tipos: - Radiaciones alfa y beta. Son partículas cargadas eléctricamente. Las beta tienen mayor poder de penetración. - Rayos X y radiaciones gamma, ondas electromagnéticas con gran poder de penetración.

• Pueden afectar a los procesos biológicos, producir malformaciones genéticas, cáncer etc. • Usos médicos.

2. Radiaciones no ionizantes. Son ondas electromagnéticas que no modifican la estructura de la materia. • Origen natural: el Sol y la superficie de la Tierra. • Origen antrópico: cables eléctricos y aparatos electrónicos. • Tipos: - Radiaciones ultravioleta, radiaciones infrarrojas, radiofrecuencias y microondas.

• Daños. Depende de la intensidad del campo electromagnético, del tiempo de exposición. Alteraciones del sistema nervioso, alteraciones hormonales e inmunológicas, inducción de corrientes eléctricas en tejidos de los seres vivos, elevación temperatura corporal.

3. El ruido. Produce un tipo especial de contaminación atmosférica, la contaminación acústica.

Dispersión de los contaminantes. ™ Emisión. Cantidad de contaminantes que vierte un foco emisor a la atmósfera en un periodo de tiempo determinado. ™ Inmisión. Cantidad de contaminantes presentes en una atmósfera determinada, una vez que han sido transportados, difundidos, mezclados en ella y a los que están expuestos los seres vivos y los materiales que se encuentran fajo su influencia.

• Si los niveles de inmisión no son adecuados disminuye la calidad del aire. • Los factores que influyen en la dispersión de los contaminantes y en su concentración son: – Características de las emisiones. – Condiciones atmosféricas. – Características geográficas y topográficas.

• Características de las emisiones. – Determinado por: • La naturaleza del contaminante (gas o partícula). • Concentración. • Características físico-químicas (temperatura de emisión y velocidad de salida). ¿Qué ocurre si la temperatura de emisión de un gas es mayor que la del medio) • Altura del foco emisor.

• Las condiciones atmosféricas. – Determina el estado y movimiento de las masas de aire. ¿Qué ocurre en una situación anticiclónica con la contaminación? ¿y en situaciones de borrasca? – Factores atmosféricos a tener en cuenta: • La temperatura del aire y sus variaciones con la altura (GVT). • Los vientos. Dinámica horizontal atmosférica. Dispersan los contaminantes en función de la dirección, la velocidad y la tubulencia.

• Las precipitaciones. Efecto de lavado sobre la atmósfera que arrastra los contaminantes al suelo. • Insolación. Favorece reacciones que dan lugar a contaminantes secundarios.

• Características geográficas y topográficas. – La situación geográfica y el relieve influyen en las brisas, que arrastran o provocan la acumulación de contaminantes. • Zonas costeras. Movimientos cíclicos diarios que durante el día desplazan los contaminantes hacia el interior y por la noche hacia el mar.

• Zonas de valles fluviales y laderas. – Brisas de valle y montaña. Se producen como consecuencia del diferentes calentamiento de las laderas y valles durante el día y la noche.

• Presencia de masas vegetales. – Disminuye la cantidad de contaminación del aire.

• Presencia de núcleos urbanos. – Influye en el movimiento de las masas de aire. – Isla de calor.

Cúpula de contaminantes

Efectos de la contaminación del aire. • Si las proporciones normales de los componentes del aire varían, se producen efectos negativos en los seres vivos, en los ecosistemas o en los materiales. • Efectos locales. • Efectos regionales. • Efectos globales.

• Factores que influyen en el grado y tipo de efecto: – Clase de contaminante. – Concentración del contaminante. – Tiempo de exposición. – Sensibilidad de los receptores. – Reacciones de sinergia entre contaminantes.

• Efectos producidos por contaminantes (tabla libro).

• Efectos locales. Formación de nieblas contaminantes. Smog. – Característica de la contaminación urbana. – Se produce por la combinación entre las condiciones atmosféricas y la contaminación del aire. • Smog sulfuroso o húmedo. – Londres 1952 murieron 4700 personas. – Elevada concentración de partículas en suspensión y SO2 procedentes de vehículos, calefacciones e industrias y su combinación con las nieblas. – Su formación se ve favorecida en situaciones en las que la atmósfera tiene una elevada humedad, vientos en calma y anticiclón.

• Smog fotoquímico. – Se origina por la presencia de oxidantes fotoquímicos: O3, PAN (nitrato de peroxiacetileno) y aldehídos. – El proceso se ve favorecido en situaciones anticiclónicas, fuerte insolación y vientos débiles. – Produce presencia de bruma, formación de ozono, irritación ocular, daños en la vegetación.

• Efectos regionales. Lluvia ácida. – Los contaminantes retornan a la superficie terrestre en lugares cercanos a los focos de emisión. – Contaminación transfronteriza. – Lluvia ácida, retorno a la Tierra de los óxidos de S y N descargados a la atmósfera en forma de ácidos disueltos en las gotas de lluvia, nevadas, nieblas y rocíos.

- El azufre y el nitrógeno presentes en los combustibles fósiles son liberados a la atmósfera mediante procesos de combustión.

• Deposición seca. Aerosoles. • Deposición húmeda. SO2 y NOx se oxidan y se forma ácido sulfúrico y ácido nítrico. • Se disuelven en las gotas de agua que forman las nubes y pueden ser transportados por el viento a cientos de kilómetros del foco emisor. • Retornan al suelo por las precipitaciones.

• La intensidad depende de: – Velocidad de las reacciones químicas. – Presencia de humedad en la atmósfera. – Dinámica atmosférica que permite transportar los iones sulfato, nitrato e hidrógeno a distancias mayores o menores.

• El pH más ácido en Europa se registró en Escocia y era de 2,4. • Efectos en países limítrofes.

Efectos de la lluvia ácida. • Ecosistemas acuáticos. Disminución o desaparición de especies de seres vivos. Pérdida de biodiversidad. • Suelo. Se produce un aumento de acidez haciendo que su composición cambie y se vuelvan improductivos.

• La vegetación. Pérdida de color en las hojas, caída de las mismas, muerte de las copas, alteraciones de la corteza, muerte de los árboles.

• Los materiales. Corrosión de metales. Mal de la piedra (descomposición de materiales de construcción, principalmente calizas, mármoles y areniscas).

• Efectos globales. Cambio climático y agujero en la capa de ozono. – Son efectos globales aquellos que afectan a todo el planeta y sólo pueden mitigarse si se actúa sobre su origen. • Cambio climático (visto en la unidad anterior) • Agujero en la capa de ozono.

• Agujero en la capa de ozono. – Entre 1977 y 1984 se detectó una reducción del 40% del ozono en la Antártida. – Efectos. Incremento en el cáncer de piel y ceguera en el ganado ovino. – Estratosfera. Complejas reacciones químicas. 9 Formación y destrucción del ozono.

9Papel de los NOx. – Se producen en grandes cantidades durante las tormentas. – Los NOx liberados por las combustiones de origen antrópico no alcanzan la estratosfera. – El N2O liberado en las combustiones y en la desnitrificación de los suelos agrícolas (abonos nitrogenados) puede ascender a la estratosfera donde se transforma en NOx (actúan como catalizadores). Reacciona con el ozono.

9Los compuestos de cloro. • Naturales: liberados por el mar y las erupciones volcánicas NaCl y HCl. • Artificiales CFC (clorofluorocarbonados) que se utilizan como propelentes de aerosoles, disolventes y refrigerantes. • Alcanzan la estratosfera y reaccionan con el ozono.

• El agujero de ozono del polo Sur es mayor que el del Norte. • En la Antártida durante el invierno hay un anticiclón continental. • Se forman nubes de hielo en la estratosfera, son las nubes estratosféricas polares (NEP). Las condiciones para que se formen sólo se dan en la Antártida. • Los NO2 actúan como núcleos de condensación para la formación de nubes. Forman HNO3.

• Al no existir NO2 el Cl destruye el ozono. • Otro factor importante es la presencia del vórtice polar en el polo Sur durante gran parte del año, lo que impide que llegue de la zona ecuatorial aire rico en ozono.

La calidad del aire. • Es difícil de definir el concepto de calidad del aire ¿Por qué? • La legislación española fija los niveles máximos admisibles de emisiones procedentes de actividades industriales y vehículos.

• Respirar aire limpio y sin riesgos para la salud es un derecho de toda persona. Está demostrado que la contaminación atmosférica causa graves daños a la salud y al medio ambiente. • Los niveles actuales de contaminación atmosférica causan 16.000 muertes prematuras en España. • El origen de este problema se encuentra en las emisiones originadas por el tráfico, las industrias y las calefacciones. El tráfico de automóviles es el principal responsable de la contaminación, que se agudiza de forma alarmante en las grandes ciudades. • Una buena gestión de la calidad del aire debe pasar por que la ciudadanía conozca el estado del aire que respira, y por que se establezcan planes de acción que reduzcan la contaminación.

¾Vigilancia de la calidad del aire. • “Conjunto de sistemas y procedimientos utilizados para evaluar la presencia de agentes contaminantes en la atmófera, así como la evolución de sus concnetraciones en el tiempo y el espacio, con el fin de prevenir y reducir los efectos que pueden causar sobre la salud y el medio ambiente.

• Redes de vigilancia. Estaciones de medida de los contaminantes del aire. – Redes de vigilancia locales (urbanas) – Redes comunitarias (contaminación transfronteriza). – Redes de ámbito mundial. Gases de efecto invernadero y agujero de la capa de ozono.

• Métodos de análisis. – Métodos físicos. – Métodos químicos.

• Empleo de sensores lídar. Detección de los contaminantes del aire.

• Indicadores biológicos. – Sensibilidad de algunas especies a ciertos contaminantes atmosféricos (HF, SO2, metales pesados, isótopos radiactivos). – Líquenes.(Grado de contaminación, ausencia de contaminación, contaminación acusada)

¾Medidas de prevención y corrección. 1. Medidas preventivas. - Planificación de los usos del suelo. - Evaluaciones de impacto ambiental. - Empleo de tecnologías de baja o nula emisión de residuos. - Programas de I+D - Mejora de la calidad y el tipo de combustibles o carburantes. - Medidas sociales de información. - Medidas legislativas.

2. Medidas correctoras. - Concentración y retención de partículas con equipos adecuados. - Sistemas de depuración de gases que emplean mecanismos de absorción. - Expulsión de contaminantes por medio de chimeneas que diluyen la contaminación evitando concentraciones a nivel del suelo. ¿Soluciona algo?

8.3. LA CONTAMINACIÓN ACÚSTICA. • ¿Qué tipo de sonidos son desagradables? ¿Algo es un ruido cuando suena muy fuerte?

™Ruido. Es un sonido excesivo o intempestivo que puede producir efectos fisiológicos y psicológicos no deseados sobre una persona o grupo de personas.

Origen y fuentes productoras de ruido. • La cantidad de ruido se ha incrementado en los países del Norte en los últimos 20 años debido a nuestro modo de vida. • Según la OMS las principales fuentes de ruido son: – La industria. – Los medios de transporte. – La construcción de edificios y obras públicas. – Interior de edificios. – Otras fuentes. Lugares de ocio y tiempo libre.

Efectos de la contaminación acústica. • Afecta al organismo por vía auditiva y psicológica. • Afecta a la salud, la comunicación, la atención y el comportamiento de las personas.

• Efectos: ¿Qué pasó con las obras que se hicieron cerca del cole durante meses? – Alteraciones fisiológicas. • Pérdida de audición. • Aumento en la frecuencia respiratoria, aumento de la presión arterial, riesgo coronario. • Aparato digestivo, náuseas, vómitos, pérdida de apetito, úlceras… • Alteración del sistema endocrino, glándulas suprarrenales secretan más cantidad de adrenalina. • Pérdida de equilibrio, vértigos.

– Alteraciones psíquicas. • Dependen de la intensidad del ruido, la fuente de emisión, la hora de emisión y el estado de ánimo o la sensibilidad del receptor. • Neurosis, irritabilidad, estrés.

– Otras alteraciones. • Dificultades de la comunicación oral. • Alteración del sueño. • Rendimiento intelectual. ¾España es el país europeo con mayor índice de ruidos y el segundo del mundo después de Japón.

Soluciones frente a la contaminación acústica. • Deben enmarcarse en una política de gestión medioambiental y de mejora de la calidad de vida. 1. Acciones preventivas. -

Planificación del uso del suelo. Planificación urbana. Arquitectura urbana. Estudios de EIA: Tasas, multas. Sistemas que disminuyan el ruido de las fuentes emisoras. - Información y educación ambiental.

2. Acciones correctoras. - Reglamentaciones elaboradas por las administraciones públicas. - Acciones directas sobre las fuentes de emisión. ¾Elaboración de mapas de ruido.