La contaminación atmosférica

Lluvia ácida. Smog fotoquímico. Efecto invernadero. Capa de ozono

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INTRODUCCIÓN.

La contaminación atmosférica es uno de los principales perjuicios que el hombre ha causado al medio ambiente como consecuencia directa de una, cada vez mayor, actividad industrial desordenada.

El mayor problema con que nos encontramos derivado de estos excesivos niveles de contaminación atmosférica es el cambio tan grande que han sufrido los diferentes ecosistemas, puesto que estos cambios afectarán en gran medida a las condiciones de existencia de las especies que habitan en ellos. Asimismo, en la especie humana también tiene repercusiones muy importantes este hecho, ya que desde que se comenzaron a notar los primeros efectos de la contaminación atmosférica la calidad de vida ha disminuido de una forma importante.

El presente trabajo se realiza como un pequeño estudio sobre los efectos más importantes de la contaminación atmosférica, con el fin de resumir las características, causas y consecuencias de los principales fenómenos provocados por la contaminación atmosférica. Dado que un estudio pormenorizado de, si no todos, la mayoría de estos efectos sería muy largo, este trabajo se basará en la lluvia ácida, el efecto invernadero, el deterioro de la capa de ozono y el smog fotoquímico.

LA LLUVIA ÁCIDA.

La lluvia ácida es una de las consecuencias de la contaminación atmosférica con mayor relevancia, dado que la lluvia procedente de nubes que se habían formado en una zona en la que hubiera un grado de contaminación atmosférica muy alto llegará con una gran cantidad de contaminantes a muy diversas zonas (ríos, lagos, mares, prados...), con lo cual extenderá la contaminación a muchos más lugares de los que hubiera llegado si no hubiera pasado de contaminación atmosférica.

Se considera lluvia ácida cualquier lluvia cuyo pH sea menor a 5'6, pues éste es el pH correspondiente a una lluvia no contaminada. Aunque generalmente se conoce a este fenómeno como lluvia ácida, sería más conveniente emplear el término sedimentación ácida, puesto que también puede haber nieve o niebla ácida.

Los compuestos que provocan la aparición de un pH menor del común son, principalmente, el ácido nítrico (HNO3) y el ácido sulfúrico (H2SO4), que se obtienen mediante la oxidación de los óxidos de nitrógeno (NOx) y del SO2. Los óxidos de nitrógeno más importantes para la formación del HNO3 son el N2O (que es emitido en su mayoría por fuentes naturales), el NO (en su mayoría también procede de fuentes naturales, pero en un 20% es emitido por fuentes antropogénicas), y el NO2 (se emite en pequeñas cantidades junto con el NO, también procede de la oxidación del NO); otros óxidos de nitrógeno como el N2O3, N2O4, NO3, N2O5 aunque influyen en la formación de HNO3, no lo hacen de una gran manera. El SO2, por su parte, proviene de la oxidación de H2S y de emisiones antropogénicas (como la combustión del carbón o fuel oil); el SO3 se emite con el SO2, pero también procede de la oxidación de éste.

El ácido sulfúrico se genera, principalmente, al reaccionar el SO3 con agua (el SO2 interviene en el proceso de formación del SO3). El ácido nítrico, por otra parte, tiene su principal punto de formación en la reacción del NO2 con el radical hidroxilo, aunque también se forma al reaccionar el vapor de agua con N2O5 (que, a su vez, se forma al reaccionar NO3 y NO2) o, incluso, cuando reacciona el NO2 con el vapor de agua (pero en este caso además de HNO3 también se forma NO).

La lluvia ácida conlleva unas consecuencias muy graves: además de que puede afectar a zonas distanciadas miles de kilómetros de donde se produjo, lo cual aparte de los problemas ambientales podría llegar a causar conflictos políticos; sea donde sea donde llueva, la lluvia causará efectos debidos, sobre todo, a la alteración del pH del suelo y mares (se eliminan muchas formas de vida): en los ecosistemas acuáticos afecta a la población de peces (provoca muchas muertes, agota las reservas, la acidez prolongada obstaculiza la reproducción), moviliza metales tóxicos (como el aluminio) y en los ecosistemas terrestres al aumentar la acidez del suelo elimina importantes sustancias del suelo (disminuye la cantidad de nutrientes), acelera su descomposición, moviliza los metales tóxicos y afecta a los árboles (al eliminarle nutrientes y deteriorar el crecimiento de las raíces). Aparte de los daños nombrados, el descenso que se produciría en la población de peces (por ejemplo) también repercutiría en el resto de la cadena trófica, lo cual provocaría un desastre ecológico. En cuanto a consecuencias para el ser humano, habría una mayor cantidad de problemas respiratorios (sobre todo en los sectores más sensibles de la población, como niños y enfermos asmáticos) y se incrementarían lo niveles de metales tóxicos (como Al, Cu, Hg) en el agua y alimentos.

Los compuestos que más hacen en la formación de la lluvia ácida llegan a la atmósfera principalmente como resultado de las emisiones industriales en forma de humos (al producir energía, en las refinerías, obtención de papel y cartón, combustiones a temperaturas altas, fabricación de explosivos...), pero también se forman con el transporte, incineración de basuras, erupciones volcánicas, etc.

Las únicas medidas que se pueden tomar para evitar que se produzca el fenómeno de la lluvia ácida serían eliminar mediante algún procedimiento los compuestos que provocan su formación. En el caso del SO2, se consigue mediante procedimientos como la desulfuración en una cámara de purificación o la desulfuración durante la combustión en lecho fluidizado. No hay ningún método para eliminar los NOx creados, con lo cual lo único que se podría hacer es intentar reducirlos (por ejemplo, en los automóviles, se puede colocar un convertidor catalítico en el tubo de escape).

EL EFECTO INVERNADERO.

El efecto invernadero recibe este nombre porque es un fenómeno en el que debido a la excesiva acumulación de ciertos gases en la atmósfera, ésta toma las características del cristal de los invernaderos: deja entrar la energía pero no la deja salir.

Este extraño efecto se produce al haber en la atmósfera en concentraciones demasiado altas compuestos como el CO2, CH4, N2O3, O3, los halocarbonos e incluso el vapor de agua (llamados también gases invernaderos). Aunque la mayoría de ellos están presentes de forma natural en la atmósfera, las concentraciones en las que se encuentran se han visto modificadas de una manera importante por el hombre, influyendo así en la función que cumplen: mientras que en sus concentraciones naturales son necesarios, en las concentraciones en las que se encuentran en la actualidad son muy perjudiciales para el planeta.

La atmósfera, en la actualidad, permite el paso libre de las radiaciones solares de onda corta, una parte de las cuales son absorbidas por la superficie terrestre. Otra parte de estas radiaciones son reflejadas hacia el espacio exterior con una longitud de onda que corresponde a los rayos infrarrojos pero los gases anteriormente citados no las dejan salir, con lo cual se produce un mayor calentamiento terrestre del que debería ser.

Los datos informan de que los últimos 20 años han sido los de temperaturas más elevadas hasta ahora y que en el futuro seguirán aumentando. Aunque el efecto invernadero es una condición natural de la atmósfera, puesto que si no existiera, el planeta se congelaría y morirían todos los seres vivos; la humanidad ha contribuido ampliamente a que este efecto natural llegara a convertirse en un gran problema (debido a que calienta la Tierra más de lo necesario) con el uso desmedido de combustibles fósiles o la destrucción masiva de bosques tropicales (y su posterior incineración), pues todas estas acciones hacen que aumenten los gases perjudiciales presentes en la atmósfera (principalmente aumentamos la cantidad de dióxido de carbono). Se calcula que, de media, un norteamericano añade unas 5 toneladas de CO2 a la atmósfera cada año, frente a las 2-3 de los europeos y japoneses (más del 90% del CO2 presente en la atmósfera ha sido emanado desde Europa y Norte América).

Los expertos prevén las consecuencias del efecto invernadero (de seguir la humanidad por este camino) como catastróficas: En los próximos cien años la temperatura global del planeta aumentará de 2 a 6 ºC, lo cual alterará el clima de todo el mundo, los casquetes polares se derretirán (como éstos reflejaban el calor, la cantidad de calor reflejada será menor, la tierra se calentará más...), se evaporará más agua de los océanos (el vapor de agua es un gas invernadero), se elevará el nivel del mar (se inundarán las tierras más bajas y puede que desaparezcan países enteros, millones de personas se verían afectadas), habrá grandes cambios en la temperatura y las lluvias (algunos seres morirían con los cambios de temperatura, habría grandes sequías, lluvias y tormentas severas), las cosechas se verán afectadas, los desiertos se expandirán, los bosques se secarán... El calentamiento terrestre previsto en el futuro provocará una enorme migración hacia latitudes mayores, en busca de zonas habitables; la destrucción masiva de bosques y la emisión de gases invernaderos (entre otros factores) apuntan a que esta hipótesis se produciría en menos de un siglo. Si llegara a ser necesaria esta migración, la disminución de tierra habitable debido a las inundaciones y la desertización provocaría mucha hambre y enormes matanzas (supuestamente). Algunos hechos que corroborarían esta hipótesis son el que en la actualidad unos 20 millones de africanos intentan pasar a Europa por la sequía existente en África, o el que algunas especies de flora alpina ya han empezado a emigrar a zonas más elevadas.

Aunque todo esto pueda llegar a pasar en un plazo de tiempo no muy largo, no se han llevado a cabo medidas para evitarlo si exceptuamos la Convención sobre cambios Climáticos celebrada en Río de Janeiro en 1992. Esta convención, firmada por 150 países, pedía a los países industrializados que en el año 2000 emitieran los mismos niveles de gases invernaderos que en 1990. Sin embargo, para estabilizar las concentraciones de gases actuales habría que reducir las emisiones de CO2 en más de un 60%.

LA CAPA DE OZONO.

La capa de ozono es la zona de la atmósfera situada entre los 19 y 48 kms. por encima de la superficie terrestre. Se llama así porque en ella se encuentran concentraciones de ozono de hasta 10 partes por millón (ppm). El ozono se forma por la acción de la luz solar sobre el oxígeno y es un gas azul, explosivo y tóxico; aunque su presencia en la superficie terrestre (en concentraciones elevadas) sea perjudicial para los seres vivos, el hecho de que se encuentre tal cantidad de ozono en zonas altas de la atmósfera es necesario y muy beneficioso, dado que esta capa de ozono protege al planeta de las radiaciones ultravioletas B procedentes del sol (el ozono filtra estas radiaciones y sólo deja pasar una pequeña parte de ellas).

Aunque la capa de ozono sufra periódicamente leves reducciones naturales, desde los '80 se ha detectado un descenso demasiado grande en el ozono presente en esta zona de la atmósfera. La Antártida es la zona más afectada por este hecho, ya que los investigadores afirman que cada primavera se abre sobre este continente un agujero en la capa de ozono, el cual permanece unos meses abierto hasta que se vuelve a cerrar.

Al hecho de que el ozono sea un gas muy inestable y su inestabilidad aumente con la temperatura (el efecto invernadero repercute negativamente en la presencia de ozono en la atmósfera), hay que unir la acción de los CFCs. Se llama clorofluorocarbonos (CFCs) a unos compuestos que han sido muy utilizados a lo largo del siglo XX y que al reaccionar con el ozono provocan su desaparición. El hecho de que estos compuestos sean tan estables que pueden llegar a tener una vida de unos 120 años en la atmósfera hace que antes de degradarse destruyan cientos de moléculas de O3. Cuando los CFCs llegan a la atmósfera, las radiaciones ultravioletas del sol ayudan a que se produzca la siguiente reacción química:

Cl + O3 O2 + Cl O

con la que se degradan las moléculas de ozono.

Los CFCs provienen, principalmente, de aerosoles, circuitos de refrigeración (tanto en automóviles como en hogares) y procesos industriales. Aunque los CFCs sean muy nombrados a la hora de hablar sobre compuestos perjudiciales para la capa de ozono, existen muchos otros compuestos que también afectan al nivel de ozono presente en la atmósfera, como los halocarbonos de bromo o los óxidos de nitrógeno (procedentes de fertilizantes). Hay ciertos países en los que está restringido el uso de productos que desprendan CFCs a la atmósfera (como los aerosoles, pinturas, freón, etc.) e incluso se necesita una licencia especial para poder utilizarlos, pero en cuanto a una legislación que proteja la capa de ozono los gobiernos no han avanzado mucho.

Aunque parezca un problema no demasiado grave, la reducción de la capa de ozono afecta seriamente a los seres vivos, pues al haber menos ozono en las capas altas de la atmósfera las radiaciones ultravioletas procedentes del sol llegan en mayor medida a la Tierra. Estas radiaciones son muy peligrosas, pues reducen la capacidad inmunológica de los organismos (con lo que, entre otras cosas, aumentará el riesgo de tener cataratas o cáncer de piel), interrumpen el proceso de crecimiento de algunas plantas y peces (disminuirá el crecimiento de los cultivos y de fitoplancton, lo cual repercutirá en el resto de la cadena trófica). En general, una excesiva disminución de la concentración de O3 en la capa de ozono provocará graves daños en cuanto a salud humana, producción de cultivos, animales de granja, producción forestal, industria turística e industria pesquera, principalmente; es decir, un desastre económico, ecológico y social.

EL SMOG FOTOQUÍMICO.

El fenómeno conocido como “smog” se comenzó a notar tras la aparición de la Revolución Industrial en algunas de las ciudades más industrializadas. Era una mezcla de diferentes gases y partículas (predominando los sulfatos, SOx) procedentes de combustiones que en el aire ayudaban a que se condensara la humedad presente en él, formando, así, niebla. Esta niebla estaría en la atmósfera a la vez que el humo en el que se encuentran todas las partículas procedentes de la contaminación. El smog es esta mezcla de humo y niebla y se forma, principalmente, cuando en la atmósfera hay un grado de humedad mínimo y no hay viento (con lo cual el humo formado permanecerá en el lugar en el que se formó y cada vez se acumulará más y más humo).

La variante fotoquímica de este fenómeno surge con el desplazamiento de la industria a la periferia urbana y con el excesivo aumento de la motorización. Esta variante es la más extendida en la actualidad, y se diferencia de la primera en que a partir de los contaminantes primarios que llegan a la atmósfera se crean muchos otros por medio de reacciones químicas (la mayoría de las cuales son activadas por la luz solar). Los principales compuestos que se encuentran presentes en la atmósfera cuando hay smog fotoquímico son los nitratos y carbonatos (NOx, COv), y a partir de ellos se forman otros compuestos también perjudiciales como el ozono o los nitratos de peroxiacetil (O3, PAN) mediante una serie de reacciones.

Se cree que la aparición del smog fotoquímico es debida a múltiples reacciones que comienzan con la descomposición del dióxido de nitrógeno (NO2) por la luz solar; su descomposición da lugar a monóxido de nitrógeno (NO) y oxígeno atómico (O). Posteriormente, el O oxida a los carbonatos (COv) para dar lugar a una gran diversidad de compuestos como los PAN:

NO2 NO + O

O + COv otros compuestos

El smog fotoquímico tiene efectos muy perjudiciales para los seres vivos: reduce la visibilidad natural, irrita los ojos, las membranas sensibles, las mucosas y las vías respiratorias superiores, produce tos, dolor de cabeza y perturbaciones de la función respiratoria, es tóxico para las plantas y produce envejecimiento celular prematuro. De hecho, se ha comprobado que en periodos de smog muy prolongados en ciudades con una gran población aumenta de forma considerable la tasa de mortalidad. También se cree que a largo plazo podría tener efectos cancerígenos y mutágenos, pero no existe seguridad en estas afirmaciones.

CONCLUSIÓN.

Como hemos visto a lo largo de este trabajo, la contaminación atmosférica en sus más diversas variantes es un tema muy preocupante y que debería tomarse más en serio a la hora de tomar las medidas necesarias para evitar que se siga produciendo a los niveles a los que lo hace en la actualidad, puesto que de seguir así, tendrá unas consecuencias muy graves en un plazo no demasiado grande de tiempo.

BIBLIOGRAFÍA.

&Atlas de ecologíaNuestro Planeta edita: Cultural S.A.

&Aspectos químicos de la lluvia ácida” monografía de Bachillerato

Internacional presentada por André Estévez Torres en 1998 en el Real Instituto

de Jovellanos

& Revista “Newton siglo XXI” nº 2 Junio 1998 páginas 22-23 Hipótesis sobre

el fin del mundo: el desierto de los bárbaros

  • Enciclopedia Multimedia “Planeta de Agostini

  • Enciclopedia Microsoft “Encarta 99

  • Diferentes direcciones de Internet:

www.contenidos.com/ecologia/contaminacion-aire/la-tierra.htm

www.contenidos.com/ecologia/contaminacion-aire/smog.htm

www.contenidos.com/ecologia/contaminacion-aire/ozono.htm

www.contenidos.com/ecologia/contaminacion-aire/quien-poduce.htm

www.tierramerica.org/2000/1015/losabias.html

www1.ceit.es/asignaturas/ecologia/trabajos/o3_tropo/Salud.htm

www.platea.pntic.mec.es/"rmartini/acidrain.htm

www.voyager.idrc.ca/books/reports/1997/14-02s.html

www.ozono.dcsc.uttsm.cl/qcapa.html

wwwcre.upr.clu.edu/crehp/CRE-Website_N/avance/AV6/cfc.html

www.panda.org/resources/tactsheets/general/tct_global_sp.htm

ÍNDICE.

Pág.

Introducción.............................................................................................. 2

Lluvia ácida............................................................................................... 3

Efecto invernadero..................................................................................... 5

Capa de ozono............................................................................................ 7

Smog fotoquímico....................................................................................... 9

Conclusión................................................................................................... 10

Bibliografía.................................................................................................. 11