Con la tecnología de Blogger.
RSS

Contaminación del aire y posibles soluciones


INTRODUCCIÓN

Desde que las personas se reunieron por primera vez en comunidades, ha habido contaminación. La contaminación generalmente se refiere a la presencia de sustancias en el medio ambiente donde  se alcanzan  niveles mayores lo que deben ser.
La Contaminación del aire es producida por toda sustancia no deseada que ingresa a la atmósfera. Es un problema principal en la sociedad moderna. A pesar de que la Contaminación del aire es generalmente un problema peor en las ciudades, los contaminantes afectan el aire en todos lugares. Estas sustancias incluyen varios gases y partículas minúsculas o materia de partículas que pueden ser perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente. La contaminación puede ser en forma de gases, líquidos o sólidos. Muchos contaminantes se liberan al aire como resultado del comportamiento humano. La contaminación existe a diferentes niveles: personal, nacional y mundial.

Algunos contaminantes vienen de fuentes naturales.
  • Los incendios forestales emiten partículas, gases y sustancias que se evaporan en la atmósfera 
  • Partículas de polvo ultrafinas creadas por la erosión del suelo cuando el agua y el clima sueltan capas del suelo, aumentan los niveles de partículas en suspensión en la atmósfera.
  • Los volcanes arrojan dióxido de azufre y cantidades importantes de roca de lava pulverizada conocida como cenizas volcánicas.

Otros, como veremos a continuación, son contaminantes producidos por el ser humano.

¿Cuáles son los principales contaminantes del aire?


Una combinación diferente de vapores y contaminantes gaseosos del aire se encuentra en ambientes exteriores e interiores. Los contaminantes gaseosos más comunes son el bióxido de carbono, el monóxido de carbono, los hidrocarburos, los óxidos de nitrógeno, los óxidos de azufre y el ozono. Diferentes fuentes producen estos compuestos químicos pero la principal fuente artificial es la quema de combustible fósil. La contaminación del aire interior es producida por el consumo de tabaco, el uso de ciertos materiales de construcción, productos de limpieza y muebles del hogar. Los contaminantes gaseosos del aire provienen de volcanes, incendios e industrias y en algunas áreas pueden ser sustanciales. El tipo más comúnmente reconocido de Contaminación del aire es la niebla tóxica (smog). La niebla tóxica generalmente se refiere a una condición producida por la acción de la luz solar sobre los gases de escape de automotores y fábricas.


  • Monóxido de Carbono (CO): Es un gas inodoro e incoloro. Cuando se lo inhala, sus moléculas ingresan al torrente sanguíneo, donde inhiben la distribución del oxígeno. En bajas concentraciones produce mareos, jaqueca y fatiga, mientras que en concentraciones mayores puede ser fatal.  El monóxido de carbono se produce como consecuencia de la combustión incompleta de combustibles a base de carbono, tales como la gasolina, el petróleo y la leña, y de la de productos naturales y sintéticos, como por ejemplo el humo de cigarrillos. Se lo halla en altas concentraciones en lugares cerrados, como por ejemplo garajes y túneles con mal ventilados, e incluso en caminos de tránsito congestionado.

  • Dióxido de Carbono (CO2): Es el principal gas causante del efecto invernadero. Se origina a partir de la combustión de carbón, petróleo y gas natural. En estado líquido o sólido produce quemaduras, congelación de tejidos y ceguera. La inhalación es tóxica si se encuentra en altas concentraciones, pudiendo causar incremento del ritmo respiratorio, desvanecimiento e incluso la muerte.

  • Clorofluorcarbonos (CFC): Son substancias químicas que se utilizan en gran cantidad en la industria, en sistemas de refrigeración y aire acondicionado y en la elaboración de bienes de consumo. Cuando son liberados a la atmósfera, ascienden hasta la estratosfera. Una vez allí, los CFC producen reacciones químicas que dan lugar a la reducción de la capa de ozono que protege la superficie de la Tierra de los rayos solares. La reducción de las emisiones de CFC y la suspensión de la producción de productos químicos que destruyen la capa de ozono constituyen pasos fundamentales para la preservación de la estratosfera.

  • Contaminantes atmosféricos peligrosos (HAP): Son compuestos químicos que afectan la salud y el medio ambiente. Las emanaciones masivas –como el desastre que tuvo lugar en una fábrica de agroquímicos en Bhopal, India– pueden causar cáncer, malformaciones congénitas, trastornos del sistema nervioso y hasta la muerte. Las emisiones de HAP provienen de fuentes tales como fábricas de productos químicos, productos para limpieza en seco, imprentas y vehículos (automóviles, camiones, autobuses y aviones).

  • Plomo: Es un metal de alta toxicidad que ocasiona una diversidad de trastornos, especialmente en niños pequeños. Puede afectar el sistema nervioso y causar problemas digestivos. Ciertos productos químicos que contienen plomo son cancerígenos. El plomo también ocasiona daños a la fauna y flora silvestres.     El contenido de plomo de la gasolina se ha ido eliminando gradualmente, lo que ha reducido considerablemente la contaminación del aire. Sin embargo, la inhalación e ingestión de plomo puede tener lugar a partir de otras fuentes, tales como la pintura para paredes y automóviles, los procesos de fundición, la fabricación de baterías de plomo, los señuelos de pesca, ciertas partes de las balas, algunos artículos de cerámica, las persianas venecianas, las cañerías de agua y algunas tinturas para el cabello.

  • Oxido de nitrógeno (NOx): Proviene de la combustión de la gasolina, el carbón y otros combustibles. Es uno de los principales causas del smog y la lluvia ácida. El primero se produce por la reacción de los óxidos de nitrógeno con compuestos orgánicos volátiles. En altas concentraciones, el smog puede producir dificultades respiratorias en las personas asmáticas, accesos de tos en los niños y trastornos en general del sistema respiratorio. La lluvia ácida afecta la vegetación y altera la composición química del agua de los lagos y ríos, haciéndola potencialmente inhabitable para las bacterias, excepto para aquellas que tienen tolerancia a los ácidos.

  • Dióxido de azufre (SO2): Es un gas inodoro cuando se halla en bajas concentraciones, pero en alta concentración despide un olor muy fuerte. Se produce por la combustión de carbón. También proviene de ciertos procesos industriales, tales como la fabricación de papel y la fundición de metales. Al igual que los óxidos de nitrógeno, el dióxido de azufre es uno de los principales causantes del smog y la lluvia ácida. Está estrechamente relacionado con el ácido sulfúrico, que es un ácido fuerte. Puede causar daños en la vegetación y en los metales y ocasionar trastornos pulmonares permanentes y problemas respiratorios  

  • Compuestos orgánicos volátiles (VOC): Son sustancias químicas orgánicas. Todos los compuestos orgánicos contienen carbono y constituyen los componentes básicos de la materia viviente y de todo derivado de la misma. Muchos de los compuestos orgánicos que utilizamos no se hallan en la naturaleza, sino que se obtienen sintéticamente. Los compuestos químicos volátiles emiten vapores con gran facilidad. 


Efectos de la contaminación del aire sobre la salud.

Las poblaciones expuestas a la contaminación atmosférica durante periodos prolongados, sufren alteraciones de su salud, tales como:



  • Aumento de mortalidad: Es una de las enfermedades respiratorias: bronquitis, asma, enfisema, cáncer de pulmón, etc.
  • Deterioro de la condición física y mental de las personas: Las enfermedades respiratorias y de la oxigenación de la sangre y los tejidos de las personas. Por ser el cerebro un órgano muy sensible a la disminución del oxigeno (Hipoxia), cuando esto sucede se produce un progresivo deterioro de la capacidad intelectual, que se manifiesta por la disminución de la memoria y dificultad para coordinar y producir ideas. Se observa, además, disminución del rendimiento físico.
  • Conjuntivitis: Debido a la irritación de los ojos por partículas del humo y otras sustancias toxicas suspendidas en el aire.
  • Aumento de la incidencia del cáncer de piel: En las áreas donde se encuentra disminuida la capa de ozono de la atmósfera ya que esta permite que una mayor cantidad de rayos ultravioletas pasen a la tierra aumenta el grado de insolación.


La contaminación causa siete veces más muertos que los accidentes de tráfico


Al menos 16.000 personas mueren de forma prematura por culpa de la contaminación en España, según estima el Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino. Esta cifra multiplica por siete a la de fallecidos en accidentes de tráfico en 2010. En el conjunto de la Unión Europea (UE), la cifra se eleva a 370.000 muertes debido a la mala calidad del aire. Los niños, los ancianos y los enfermos crónicos o con patologías cardíacas son los colectivos más vulnerables a este problema ambiental.

“La comunidad científica no tiene dudas respecto a los efectos perjudiciales de la contaminación sobre la salud respiratoria y coincide en la necesidad de reducir la contaminación urbana”,


Los gases emitidos por los tubos de escape de tráfico rodado y las superficies industriales o productoras de energía son los mayores causantes de este problema de salud ambiental.

Otro estudio europeo, que incluye a Barcelona, Bilbao, Madrid, Sevilla y Valencia, revela que si los niveles de estas partículas contaminantes suspendidas en el aire (inferiores a 2,5 micras) se redujeran a 20 partículas/microgramo por metro cúbico, en cada ciudad se evitarían 11.375 muertes prematuras, es decir, 8.053 muertes por patologías cardiopulmonares y 1.296 por cáncer de pulmón.



CO2, fuente de  efecto invernadero


Se denomina efecto invernadero al fenómeno por el cual determinados gases, que son componentes de la atmósfera planetaria, retienen parte de la energía que el suelo emite por haber sido calentado por la radiación solar. Afecta a todos los cuerpos planetarios dotados de atmósfera. De acuerdo con la mayoría de la comunidad científica, el efecto invernadero se está viendo acentuado en la Tierra por la emisión de ciertos gases, como el dióxido de carbono y el metano, debido a la actividad humana.
Este fenómeno evita que la energía solar recibida constantemente por la Tierra vuelva inmediatamente al espacio, produciendo a escala mundial un efecto similar al observado en un invernadero.

A través del siguente vídeo, podemos ver que el efecto invernadero (de forma controlada)  es muy positivo para nosotros: Gracias a este, se mantiene nuestro planeta con una temperatura adecuada para que podamos vivir en él. Sin embargo, la modificación de esta capa de gases que produce el efecto invernadero, pude traer muchos problemas....





Lluvia ácida


La lluvia ácida es una de las consecuencias de la contaminación del aire. Cuando cualquier tipo de combustible se quema, diferentes productos químicos se liberan al aire. El humo de las fábricas, el que proviene de un incendio o el que genera un automovil, no sólo contiene partículas de color gris (fácilmente visibles), sino que ademas poseen una gran cantidad de gases invisibles altamente perjudiciales para nuestro medio ambiente.
Bosque afectado por lluvia ácida

Centrales eléctricas, fábricas, maquinarias y coches "queman” combustibles, por lo tanto, todos son productores de gases contaminantes. Algunos de estos gases (en especial los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre) reaccionan al contacto con la humedad del aire y se transforman en ácido sulfúrico, ácido nítrico y ácido clorhídrico . Estos acidos se depositan en las nubes. La lluvia que producen estas nubes, que contienen pequeñas partículas de acido, se conoce con el nombre de "lluvia ácida".


La lluvia ácida tiene una gran cantidad de efectos nocivos en los ecosistemas y sobre los materiales. Al aumentar la acidez de las aguas de ríos y lagos, produce trastornos importantes en la vida acuática. (tema del que hablaremos en el siguiente post)

Algunas especies de plantas y animales logran adaptarse a las nuevas condiciones para sobrevivir en la acidez del agua, pero otras no.

Pero, la lluvia ácida también afecta a la acidez del suelo, tema del que también hablaremos en futuros post's.

La vegetación sufre no sólo las consecuencias del deterioro del suelo, sino también un daño directo por contacto que puede llegar a ocasionar en algunos casos la muerte de la especie.

Las construcciones históricas, que se hicieron con piedra caliza, experimentan tambien los efectos de la lluvia ácida. La piedra al entrar en contacto con la lluvia acida, reacciona y se transforma en yeso (que se disuelve con el agua con mucha facilidad). También los materiales metálicos se corroen a mucha mayor velocidad.


La lluvia ácida y otros tipos de precipitación ácida han llamado la atención pública, pero esta los considera como problemas específicos de contaminación atmosférica secundaria; sin embargo, la magnitud potencial de sus efectos es tal, que cada vez se le dedican más y más estudios y reuniones, tanto científicas como políticas para encontrar soluciones al problema. En la actualidad hay datos que indican que la lluvia es en promedio 100 veces más ácida que hace 200 años.





VÍDEO de la capa de ozono 
El daño a la capa de ozono es producido principalmente por el uso de clorofluorocarbonos (CFCs). El ozono es una forma de oxígeno que se encuentra en la atmósfera superior de la tierra. La capa fina de moléculas de ozono en la atmósfera absorbe algunos de los rayos ultravioletas (UV) antes de que lleguen a la superficie de la tierra, con lo cual se hace posible la vida en la tierra. El agotamiento del ozono produce niveles más altos de radiación UV en la tierra, con lo cual se pone en peligro tanto a plantas como a animales.




A través del siguiente vídeo y a partir de unos de unos dibujos animados, nos explican cómo actúa el ozono que nos protege de los rayos ultravioletas y que sustancias destruyen esta capa, produciéndonos graves problemas a los seres vivos. Un video divertido y sencillo, con el que entenderemos completamente la importancia de esta capa de ozono




El smog
La palabra smog proviene del inglés una mezcla de smoke y fog (humo y niebla), y recibe ese mote porque semeja una niebla sucia, aunque no es una nube de humo. El smog típico es el resultado de grandes cantidades de contaminación atmosférica, en especial humo de la quema de carbón y también de las emisiones de gases de los coches y de las industrias. 

Cuando esos contaminantes se combinan con un período de alta presión, esto provoca que el aire se estanque y se forme una niebla que en vez de componerse de gotas de agua suspendidas, está compuesta de aire contaminado. La lluvia ácida puede ser un tipo desmog sulfuroso, que no siempre se da en forma de lluvia, sino también en forma de niebla. Pero el smog típico de las grandes urbes que no tienen buena cantidad de vientos, es elsmog fotoquímico. Este combina óxidos de nitrógeno y COV (compuestos orgánicos volátiles) que son originados por los vehículos a combustión y que utilizan combustibles fósiles. Cuando esos gases emitido por los tubos de escape entran en contacto con la radiación solar son catalizados y forman ozono y PAN. Esto oscurece la atmósfera y da esos atardeceres pardorojizos que tiene Los Ángeles, por ejemplo. 

El Smog y la salud
El smog es dañino para la salud de las personas en diversos aspectos. Irrita los ojos y el aparato respiratorio (nariz, garganta) en todo el mundo, pero el dióxido de azufre, el dióxido de nitrógeno y el monóxido de carbono afectan de forma más grave a ancianos y a niños, también a personas con enfermedades cardíacas y en especial a quienes tienen problemas pulmonares como asma, bronquitis o enfisema. El problema del smog en ciudades grandes puede hacer disminuir la capacidad pulmonar, y causar falta de aliento, tos, dolor de garganta.

El smog en el mundo 
Las peores ciudades con respecto al smog, son las que no disfrutan de vientos constantes y fuertes, que suelen ser las que están en valles cerrados, cerca de la costa, etc. Ejemplos de ciudades con smog constante son Santiago de Chile, Chile; Ciudad de México, México; Los Angeles, Estados Unidos; Londres, Inglaterra.Santiago y México, tienen el problema de estar encerradas, y no son barridas por vientos potentes. Están ubicadas a gran altura, entonces el aire frío mantiene anclado el smog. Londres sufrió muchísimo el smog en el pasado, pero diversas ordenanzas fueron mejorando el aire al prohibir industrias, crear zonas libres de humo, prohibir la entrada a la zona céntrica de los automóviles, etc. Los Angeles, es una depresión rodeada de montañas, lo que hace que no se pueda escapar el smog. Sin contar que es una de las ciudades más contaminantes.


Aire de Pekín en un día después de la lluvia (izquierda) y un día soleado con esmog (derecha).




Medidas para reducir el denominado smog
  • Hacer más competitivo el transporte público.
  • Imponiendo normativas como peajes en el centro de las ciudades.
  • Disminuyendo la necesidad de movilidad entre sus habitantes, con novedosos proyectos urbanísticos.
También existen medidas en busca de aislar y absorber la contaminación:
  • Aumentando las zonas verdes y jardines.
  • Usando asfaltos especiales que absorban parte de la contaminación como el Noxer.
  • Restringiendo diariamente la circulación vehicular.





MEDIDAS PARA REDUCIR CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA



  • Precipitadores electrostáticos 


Los precipitadores electrostáticos (o ESP por sus siglas en inglés) son dispositivos que se utilizan para atrapar partículas mediante su ionización, atrayéndolas por una carga electrostática inducida. Se emplean para reducir la contaminación atmosférica producida por humos y otros desechos industriales gaseosos, especialmente en las fábricas que funcionan con combustibles fósiles.
Los precipitadores electrostáticos son dispositivos de filtración altamente eficientes, que mínimamente impiden el flujo de los gases a través del dispositivo, y pueden eliminar fácilmente finas partículas como polvo y humo de la corriente de aire.
Estos precipitadores pueden separar cualquier tipo de sustancia en forma de partículas, alcanzando eficacias superiores al 99%, siempre que la resistividad eléctrica de las partículas no sea demasiado alta





  • PROCESOS DE ABSORCION.

Basan su funcionamiento en el hecho de que los gases residuales están compuestos de mezclas de sustancias en fase gaseosa, algunas de las cuales son solubles en fase líquida. En el proceso de absorción de un gas, el efluente gaseoso que contiene el contaminante a eliminar se pone en contacto con un líquido en el que el contaminante se disuelve. La transferencia de materia se realiza por el contacto del gas con el líquido en lavadores húmedos o en sistemas de absorción en seco.

Una vez que se tiene estos elementos contaminantes concentrados en agua, es más fácil controlar esta fuente de contaminación y evitar sus efectos adversos.





  • PROCESOS DE ADSORCIÓN.

Una alternativa a los sistemas de absorción por líquido lo constituye la
adsorción de los contaminantes sobre sólidos. En los procesos de adsorción los gases,
vapores y líquidos se retienen sobre una superficie sólida como consecuencia de
reacciones químicas y/o fuerzas superficiales. Se produce una difusión desde la masa
gaseosa hasta la superficie externa del sólido y de las moléculas del gas dentro de los
poros de sólido seguida de la adsorción propiamente dicha de las moléculas del gas
en la superficie del sólido.

Un mecanismo puesto en práctica es el de pavimentos que reducen la contaminación atmosférica, gracias a este proceso de adsorción








  • Noxer, pavimento reductor de contaminación


Los bloques de Noxer son bloques de mortero de cemento con una fina capa de 5 a 7 mm de óxido de titanio (IV), el cual actúa como un catalizador heterogéneo. El óxido de titanio (IV) es un fotocatalizador que usa la luz del sol para absorber óxidos de nitrógeno muy contaminantes (NO y NO2) en nitratos inocuos que son lavados del pavimento debido al agua de lluvia.

Cuando el dióxido de titanio está expuesto a la radiación ultravioleta proveniente de la luz solar, este absorbe la radiación y se provoca una excitación electrónica.


Los bloques de Noxer han reemplazado al pavimento tradicional en una treintena de pueblos en Japón, de donde fueron probados por primera vez en Osaka en 1997. Hoy en día se pueden encontrar en la ciudad de Westwinster, (Londres).

Los bloques de noxer ayudan a reducir los niveles de polución y a disminuir el ataque de smog.





















  • COLECTORES DE INERCIA.CICLONES.


Los ciclones son los equipos de separación inercial que poseen una mayor eficacia en la captación de partículas. Están formados básicamente por un recipiente cilíndrico vertical donde se introduce tangencialmente el gas portador, cargado de partículas de polvo. La corriente se desvía en círculo y por efecto de la fuerza centrífuga, las partículas se lanzan al exterior al formar la mezcla gaseosa unremolino vertical descendente. Esta corriente en espiral del gas cambia de dirección al llegar al fondo del recipiente y sale por el conducto situado en el eje.

Los ciclones son dispositivos útiles y baratos para la captación en seco de polvo ligero o grueso. Sin embargo, la eficiencia de captación de estos equipos es muy baja, sobre todo, en la eliminación de partículas pequeñas, por lo que su utilización se reduce, por lo general, a desempolvado previo al paso de los gases por un sistema más eficaz.



Además de todo esto, en esta página ofrecen 5 medidas para limpiar el aire de la contaminación atmosférica.




  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

0 comentarios:

Publicar un comentario en la entrada