Contaminación atmosférica

Cambio climático. Inversión térmica. Agentes contaminantes. Aire. Medidas preventivas. Gases. Aerosoles

  • Enviado por: Arkangel Mackbeth Y Compañeros
  • Idioma: castellano
  • País: Chile Chile
  • 21 páginas

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CONTAMINACION ATMOSFÉRICA

EN LA CUENCA DE SANTIAGO

Contaminación atmosférica

INTRODUCCIÓN

El aire es un recurso indispensable para la vida sobre el planeta. El oxígeno presente en una proporción aproximada al 21% del volumen del aire, el hombre la ha utilizado como un basurero de mucho de los desechos que emite. Mezclas de gases y partículas son devueltas a la atmósfera como producto de los procesos de combustión en industrias, vehículos y fuentes de calefacción. Se espera que la naturaleza se encargue de limpiar esos residuos, pero en la cuenca de Santiago no ocurre esto. Este fenómeno será abordado y explicado en el presente informe para tener un mayor conocimiento de lo que sucede en nuestro medio donde habitamos.

CARACTERÍSTICAS GEOGRAFICAS

La región metropolitana se encuentra localizada entre los 32° 56' y los 34° 17' latitud S y entra los 69° 47' y los 71° 43' longitud W. Es una región mediterránea, que se ubica entre la cordillera de Los Andes y la de la costa. Predominan los relieves montañosos que encierran hacia el centro de la región una amplia y extensa cuenca aérea ( parcela de aire definida por condiciones metereológicas y geográficas similares), la de Santiago. Por el Norte el cordón montañoso de Chacabuco la separa de la región de Valparaíso y por el Sur, los cerros de Angostura y Chada-en Paine- constituyen el límite con la sexta región.

La cuenca de Santiago está limitada al oriente por los faldeos precordilleranos de la cordillera de Los Andes, con cerros que superan los 3200 m (Cerro Ramón. Por el Oeste, la cordillera de la costa alcanza alturas sobre 2000 m (Cerro Roble Alto), siendo interrumpida por el valle del río Maipo, que abre la cuenca hacia el sector Sudoeste. Más al Sur, el macizo de Alhué (Cerro Cantillana) supera los 2000 m. Las dimensiones aproximadas de la cuenca son 80 Km en sentido N-S y 35 Km en sentido E-W.

Los cerros que rodean la planicie central imponen fuertes restricciones a la circulación de vientos y por ende a la renovación del aire alrededor de la cuenca. Por ello, en épocas de estabilidad atmosférica los contaminantes quedan atrapados dentro de la cuenca que alberga a la ciudad de Santiago.

CARACTERÍSTICAS METEREOLOGICAS

Los factores climáticos condicionan la dispersión de contaminantes atmosféricos. En el caso de Santiago, estos factores son muy desfavorables para dicho propósito. Esto implica que para iguales condiciones de emisión comparadas con otras urbes a nivel mundial, las concentraciones de contaminantes atmosféricos resultantes son mayores.

El clima de esta zona se encuentra modulado por la alternancia de dos factores principales de gran escala como lo son: el anticiclón del Pacífico y los sistemas de bajas presiones. A lo anterior se suman otros factores de menor escala, tales como las depresiones costeras, brisa mar-continente y brisa valle-montaña.

Anticiclón del Pacífico y sistemas frontales

El anticiclón del Pacífico es un sistema de altas presiones que da origen a un clima estable, cálido y soleado en Verano; y estable, frío y despejado en Invierno.

Durante los meses más fríos los sistemas frontales generan situaciones esporádicas de mal tiempo sobre la zona generándose precipitaciones que se registran en forma ocasional e irregular. La aparición de estos sistemas frontales sobre la cuenca permite la limpieza temporal de la atmósfera. Una vez que las condiciones meteorológicas mejoran, la concentración de contaminantes aumenta rápidamente.

Depresiones costeras

Las depresiones costeras corresponden a sistemas de bajas presiones localizadas, que se generan por el calentamiento de la masa terrestre. De acuerdo a estudios especializados, la mayoría de los eventos de contaminación severa en la cuenca de Santiago se deben a éstos sistemas.

Patrón de vientos en la cuenca

El patrón de viento superficiales que predomina en la región en todo el año, aunque con distintas magnitudes, corresponde al sistema de brisas valle-montaña. Durante el día los vientos soplan desde el Suroeste y en la noche la situación se revierte de esta manera, durante el día y en especial durante las tardes de Verano, se aprecia una contribución importante de los valles vecinos ubicados al poniente y sur poniente. En el sector Sur de la región metropolitana, las condiciones de vientos imperantes muestran un transporte de contaminantes desde la vecina cuenca del Cachapoal. Al norte de la región y hasta los límites del cordón de Chacabuco, durante el día se aprecian vientos con componente Sur, que transportan parte de los contaminantes emitidos por la ciudad. Por la noche el flujo se revierte y se dirige a la ciudad, favoreciendo la acumulación de contaminantes.

Las condiciones meteorológicas de Verano logran ventilar la cuenca (mayor velocidad de viento menor potencia de inversión térmica. Durante el Invierno ( menores velocidades e insolación) no se logra el efecto anterior, lo que redunda en una recirculación de contaminantes en la cuenca y aumento de las concentraciones de contaminantes atmosféricos en días sucesivos.

Inversión térmica

De acuerdo a los antecedentes recabados Santiago presenta una inversión térmica de subsidencia prácticamente durante todo el año. Lo que implica que sobre esta zona existe un verdadero “techo” o capa, que impide la mezcla del aire inferior con el superior. En éstas situaciones las partículas de aire que tratan de ascender desde la capa inferior encuentran aire más cálido que impide su ascenso.

Adicionalmente y principalmente durante el Otoño y el Invierno, se genera una capa de inversión causada por el enfriamiento de la superficie terrestre. Esta inversión térmica radiativa de superficie normalmente se debilita durante el transcurso del día, por el efecto de la radiación solar.

Cuando los dos tipos de inversiones se presentan simultáneamente durante los meses de otoño-invierno, existe una capa de mezcla reducida y una atmósfera muy estable en la superficie. Esta condición es muy favorable para que se generen episodios de alta contaminación atmosférica.

EMISIONES DE CONTAMINANTES

A LA ATMOSFERA

La incorporación directa de contaminantes gaseosos y particulados a la atmósfera es por dos días, que indican el origen de estas sustancias. La primera de ellas corresponde a las fuentes emisoras de origen natural, dentro de las que se destacan las descargas eléctricas que producen óxidos de nitrógeno, los océanos que aportan los aerosoles marinos y algunos vegetales que emiten hidrocarburos. En cambio, la otra vía esta representada por la fuente de origen antrópico producto de las distintas actividades que desarrolla el hombre. A este grupo pertenecen los procesos industriales de combustión y el transporte vehicular,

El aporte que hacen las fuentes emisoras naturales producen concentraciones de partículas y gases que definen los niveles de referencia o background de la atmósfera en general y de la correspondiente a zonas en particular, para diferentes contaminantes. Es así como dependiendo del sector al cual se dedique la atención, la concentración basal de partículas será diferente cuando ésta sea medida por ejemplo en el desierto o en un parque nacional, siendo muy superior la correspondiente al desierto.

De acuerdo a los antecedentes planteados se deduce que es prácticamente imposible tener una atmósfera libre de contaminación o totalmente pura, a causa de la incidencia que tienen las fuentes de origen natural. Una vez que los contaminantes han sido emitidos, experimentan una serie de fenómenos que determinarán el tiempo de residencia en la atmósfera para cada uno de ellos, el que varía entre un día y 7 años, como es el caso del ácido nítrico (HNO3) y el metano (CH4), respectivamente.

Por otra parte, dependiendo de las características de la atmósfera, los contaminantes son transportados por el aire a grandes distancias, como sucede con el SO2, e incluso otros continentes, como es el caso de los freones (cloroflurocarburos), que si bien son mayoritariamente utilizados en el hemisferio Norte, han sido detectados en la zona antártica, igual que sus consecuencias.

Los contaminantes producen variados efectos, una vez que sus concentraciones alcanzan ciertos niveles en la atmósfera. En primer lugar, están los efectos nocivos sobre los animales y vegetales, que producen un reducimiento de su desarrollo y productividad, en el caso de las cosechas. Como 2° punto, está el deterioro de materiales por corrosión, como sucede con el dióxido de azufre (SO2) frente a algunos metales y también el ataque a estatuas o monumentos de mármol, la pérdida de coloración en tejidos, deterioros de pinturas, etc.

Clasificación de las fuentes emisoras

En general las fuentes emisoras son clasificadas como fijas, móviles y no convencionales. Las primeras, son las que emiten desde un lugar definido en el espacio. Ejemplo: las salamandras o estufas de uso residencial en calefacción.

Las fuentes móviles son aquellas que emiten mientras están en movimiento y cambian constantemente de ubicación en el espacio. Ejemplo: medios de transportes terrestres, acuáticos, aéreos, impulsados por motores de combustión interna ó eléctricas.

Las fuentes misceláneas corresponden a las que aparecen ocasionalmente. Ejemplo: incendio de bosques y pastizales, los roces agrícolas, el polvo levantado del suelo y la detonación de explosivos.

Procesos emisores más relevantes

A este grupo pertenecen la combustión externas, con calderas y hornos y la combustión interna con automóviles y buses a gasolinas ó petróleo diesel.

La diferencia radica en que la combustión externa opera a presión atmosférica o próxima a ella, en cambio la interna lo hace a presiones del orden de 4 atm. Estos procesos utilizan como materia prima, combustibles sólidos, líquidos ó gaseosos, además de oxígeno y nitrógeno proporcionados por el aire.

PLAN OPERACIONAL PARA

EPISODIOS CRITICOS

Adopción de medidas preventivas

Durante el período Otoño-Invierno ( 1 de Abril- 31 de Agosto)

Objetivo:

Implementar una serie de medidas de carácter preventivo aplicadas durante todo el período Otoño-Invierno con el fin de atenuar los niveles de concentración de partículas que se alcancen.

Medidas

  • El Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones dispondrá en ejercicio de sus facultades la restricción vehicular permanente y también podrá disponer especialmente en forma preventiva o como “Alerta” restricciones vehiculares adicionales y para preemergencia sin necesariamente haber alcanzado dicha situación.

  • El Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones, la Intendencia de la Región Metropolitana y las Municipalidades elaborarán e implementarán de acuerdo a sus facultades u plan de gestión de tránsito que considere medidas tendientes a agilizar el transporte especialmente público, incorporarán prohibición de estacionamientos, programa del tipo “auto-compartido” o “vías verdes”, sentidos y horarios exclusivos de uso de vías para transporte público y entre otras.

  • El ministerio de Educación dispondrá, dentro del ejercicio de sus atribuciones, la extensión de las vacaciones escolares de invierno a dos semanas.

  • Las Municipalidades, el Ministerio de Obras Públicas, Ministerio de Vivienda y Urbanismo formalizarán ante el intendente de la Región Metropolitana, compromisos tendientes a evitar en lo posible actividades que impliquen gran levantamiento de polvo (repavimentaciones, demoliciones, construcciones y similares) durante el período Otoño-Invierno.

  • El Ministerio de Educación, de Salud, la Intendencia de la Región Metropolitana y las Municipalidades desarrollarán campañas periódicas de educación ambiental, que incluirán medidas tendientes a modificar conductas con el fin de disminuir las emisiones de contaminantes tanto a nivel intra como extradomiciliaria.

Simultáneamente dichas entidades desarrollarán mecanismos eficaces de divulgación pública de la información de la calidad del aire.

PROGRAMA DE EDUCACION Y

DIFUSION AMBIENTAL

La contaminación atmosférica es un producto indeseable del nivel de bienestar que la población disfruta. Gran parte de este bienestar proviene del consumo de energía, la que en su mayoría es proporcionada por la quema de combustibles que contaminan el aire. En síntesis es la suma de millones de decisiones individuales cotidianas que forman un gran problema colectivo. Debido a que la población produce la contaminación, su disminución sólo es posible con su activa participación.

Mediante la participación activa se busca la formación de nuevas conductas sociales. Esto requiere de un proceso educativo sistemático, de manera que cada persona a lo largo de sus decisiones cotidianas elija aquellas que protejan el medio ambiente y la salud. Ejemplos de ello son el cuidado de la naturaleza, las acciones periódicas de deforestación y la compra de bienes y servicios basados en su ahorro de energía y utilización de combustibles limpios. Estas acciones tienen un impacto mas lento en la recuperación de la calidad del aire, pero tienen un efecto más permanente y de largo plazo.

Esto significa incorporar la participación social en la formación e instrumentación de las decisiones ambientales y construir una cultura cívica ambiental que induzca a los ciudadanos de la región Metropolitana a incorporar en su vida diaria las conductas que se requieren para recuperar la calidad del aire de la ciudad.

El programa de educación y difusión ambiental es orientado a:

  • Establecer una mayor responsabilidad entre las diferentes instancias de gobierno, las comunidades, el sector privado y el sector laboral, en relación a la protección ambiental y a su administración.

  • Incrementar el acceso de la sociedad civil a la información ambiental (contaminación del aire y sus efectos sobre la salud y el ambiente), ampliando los canales de participación ciudadana con el fin de participar en la toma de decisiones instrumentación de las acciones.

  • Fortalecer la capacidad de las instituciones gubernamentales para recibir, procesar, responder y utilizar los aportes de los ciudadanos.

  • Establecer mecanismos para incentivar los esfuerzos de participación de la comunidad.

Para ello se han definido las siguientes líneas de acción:

  • Para el éxito del plan se requiere sensibilizar a la ciudadanía sobre la contaminación atmosférica de la región, sus causas, impactos y las formas efectivas de reducirlas.

  • Educación y capacitación de la población en general sobre las habilidades y conductas requeridas para recuperar la calidad del aire en Santiago.

  • Procesos participativos en la verificación y actualización del PPDA (Plan de Prevención y Descontaminación Atmosférica)

  • CARACTERÍSTICAS DE LOS

    CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

    Los contaminantes emitidos, una vez que se liberan a la atmósfera, se constituyen en parte integrante de ella. Algunos los más inertes como los clorofluorocarbonos, se mantienen inalterados y se dispersan horizontal y verticalmente en la atmósfera alcanzando lugares remotos e incluso ser capaces de provocar la contaminación global del planeta. Los más reactivos se transforman en la atmósfera a medida que se difunden en ella, convirtiéndose en compuestos (contaminantes secundarios) que pueden resultar más tóxicos que aquellos que le dieron origen ( contaminantes primarios). Unos y otros pueden ser removidos desde la atmósfera por diferentes procesos y llegar, posteriormente, a ocasionar daños directos al ambiente y los sistemas ecológicos.

    Algunos de los contaminantes más difundidos son los gases como: monóxido de carbono, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, ozono, parte de los hidrocarburos saturados, alcoholes, aldehídos, cetonas y ciertos compuestos halogenados.

    Otro elemento importante es el material particulado, que puede incluir diferentes compuestos tóxicos de tipo inorgánico, como el plomo y el cadmio, o de tipo orgánico, como el benzoalfapireno o el nitrato de peroxiactilo (Pan)

    La mezcla de contaminantes en el aire nunca es constante ni simple y el daño que se puede observar en una situación particular es, con frecuencia, el resultado de la acción conjunta de diversos contaminantes.

    En la práctica, no está bien definida la asociación entre efectos y concentraciones de contaminantes, esto es, los criterios de contaminación del aire. Esto se debe, al gran numero de variables que participan, pero también al hecho de que no poderse efectuar estudios de laboratorio sobre seres vivos, es preciso interpolar, extrapolar y observar efectos ya ocurridos, mecanismo lento y que muchas veces induce a confusión.

    En los últimos años, Santiago pasó a ser una de las ciudades de mayor contaminación atmosférica del mundo. La causa principal de ello radica en una alta tasa de emisiones antropogénicas, aún no del todo identificadas y controladas, además de una situación geográfica ya descrita que es desfavorable y que impide la dispersión horizontal y vertical de los contaminantes.

    Entre los contaminantes primarios que afectan la calidad de vida de la ciudad, destacan, en orden de toxicidad potencial, los aerosoles atmosféricos y los gases primarios, procedentes principalmente de los procesos de combustión a altas temperaturas, en fuentes móviles estacionarias. Los aerosoles secundarios que han sido menos estudiados, representan una parte importante, especialmente en los períodos fríos.

    LOS GASES

    Teniendo en cuenta los gases que son monitoreados por las dos redes de operación que existen en Santiago, entre los gases primarios, se analizarán el monóxido de carbono (Co), los óxidos de nitrógeno (No y No2), el dióxido de azufre (So2) y los hidrocarburos totales (HcT. Entre los gases secundarios se describirá el ozono (O3)

    • Monóxido de carbono:

    Es un componente menor del aire seco. Se produce en la combustión incompleta del carbono y de sus compuestos derivados, ya sea que provengan de fuentes naturales o antrópicas. En el aire urbano, su fuente principal es el transporte. Es un gas incoloro, inodoro y no irritante, pero muy tóxico. Su toxicidad proviene de la alta afinidad para combinarse con la hemoglobina de la sangre e interferir en el proceso normal de la respiración.

    • Anhídrido sulfuroso:

    Es un gas cuya importancia puede ser significativa, principalmente por sus efectos sobre la salud. Se produce al quemar combustible que contienen azufre, especialmente el carbón y el petróleo. El gas efluente de la combustión está formado en un 97% de su peso por So2; el 3% restante lo constituye el So3 y otras sustancias. El anhídrido así emitido no está en equilibrio químico y, cuando la pluma se dispersa en la atmósfera, continúa la transformación en So3. Puesto que el So3 es una sustancia higroscópica, su hidratación y por ende su transformación a ácido sulfúrico, es altamente probable.

    Por la transformación descrita, el So2 puede tener efectos a cientos de Km de su fuente de origen, a través de los mecanismos de depositación seca, generación de lluvia ácida u oxidación a sulfato particulado por la influencia de las nubes o por la radiación de longitud de onda corta.

    • Oxido de nitrógeno:

    Casi todos los óxidos de nitrógenos (Nox = No + No2) antropogénicos se produce por la oxidación de nitrógeno atmosférico presente en las combustiones abiertas a altas temperaturas. El óxido inicial es el No, que rápidamente se oxida a No2, ambos óxidos liberados en la atmósfera entran a un conjunto natural de reacciones fotoquímicas, llamado el ciclo fotolítico del No2, que conduce a un aumento de concentraciones de No2 y una disminuciones de las concentraciones de No.

    " El esmog fotoquímico urbano tiene su origen, básicamente, en las emisiones de los automóviles pues corresponde a una mezcla compleja de productos que se forma a partir de la interacción de la luz solar con dos de los componentes principales de los gases de escape, el No y los hidrocarburos, además pueden participar otros elementos contaminantes presentes en la atmósfera. "

    • Ozono:

    Este gas es un contaminante secundario generado en el proceso de formación del esmog fotoquímico. En Santiago, La determinación de las concentraciones de este contaminante se inicia con la puesta en operación de la red MACAM. El método utilizado se basa en la reacción de quimioluminiscencia con etileno y de absorción de luz ultra violeta.

    • Los Hidrocarburos:

    Los hidrocarburos urbanos provienen principalmente de la combustión del carbón, de la leña y del petróleo y sus derivados. Los procesos de evaporación son también importantes. Los vehículos motorizados constituyen por lo tanto, una importante fuente de estos compuestos orgánicos.

    • Material Particulado:

    Se denomina material particulado, aerosoles atmosféricos o simplemente partículas, a las partículas y a las pequeñas gotas líquidas suspendidas en el aire. El rango de tamaño de dichos aerosoles es muy variado, abarcando desde los 0.001 m, aerosoles microscópicos, hasta los 100 m o más, visibles, de variadas formas y composición química. La composición elemental incluye diferentes elementos, unos livianos como el aluminio, silicio, potasio, calcio, y otros pesados como el hierro, zinc, vanadio, titanio, plomo, además de compuestos orgánicos de elevada toxicidad y potencial efecto cancerígeno y mutagénico.

    ALCANCES SOBRE LOS AEROSOLES

    URBANOS

    La cantidad de aerosoles antropogénicos liberados a la atmósfera de una ciudad depende de su desarrollo industrial y urbano, de su orografía, de las condiciones meteorológicas y de las medidas que se hayan adoptado para controlar las emisiones innecesarias. La situación no es simple y el rol de los aerosoles atmosféricos requiere de un análisis detallado: por una parte, es necesario considerar los orígenes y fuentes específicas de dichos aerosoles (aerosoles primarios) y, por otra, deben conocerse sus transformaciones en la atmósfera (aerosoles secundarios). La formación y distribución de los compuestos secundarios depende, además, de los factores puramente químicos y de diferentes factores climáticos, tales como la irradiación solar, el viento, la temperatura, la humedad relativa, entre otros.

    BIBLIOGRAFIA

    • Plan de prevención y descontaminación atmosférica de la Región Metropolitana.

    • Inventario de emisiones atmosféricas de la región Metropolitana para 1997 y proyecciones al 2005.

    • Desarrollo de un modelo de dispersión de contaminantes atmosféricos. Intendencia Región Metropolitana Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile e Instituto de Investigaciones Tecnológicas ( Biblioteca central UC, Septiembre 1990)

    • Contaminación atmosférica de Santiago, estado actual y soluciones. Hugo Sandoval, Margarita Prendez, Pablo Ulrikensen. Universidad de Chile y comisión de descontaminación Metropolitana 1993.

    CONCLUSIONES

    La contaminación en la cuenca de Santiago es un tema serio, ya que por lo que se expuso el gobierno regional ha hecho infructuosos esfuerzos por detenerla, pero la geografía juega un papel importante que no ha sido tomado muy en cuenta por las autoridades. Las condiciones geográficas de nuestra región nos debería hacer pensar que debemos de aprender a convivir con nuestra problemática región y tomar medidas adecuadas a nuestra realidad.

    También deberíamos hacer conciencia de que es un problema que afecta a nuestra salud del mismo modo que afecta a la apariencia de nuestra ciudad. Una posible solución sería incentivar el crecimiento de la ciudad “en altura”, ya que así se evitarían realizar viajes tan largos para ir de un lugar a otro usando autos contaminantes (los catalíticos contaminan menos que los convencionales, pero no por ello deberían estar exentos de restricción), con el respectivo levantamiento del polvo en suspensión, porque operan por medio de combustión interna.

    Así que el problema de la contaminación es más complejo de lo que parece, pero no por ello solucionable si nos lo proponemos.