Contaminación atmosférica o del aire

Contaminación de la atmósfera significa la presencia de sustancias extrañas a la composición habitual del aire, en un lugar y durante un cierto período de tiempo determinados; estas sustancias pueden ser perjudiciales para el desarrollo normal de la vida vegetal, animal y humana.

En Chile, erupción del volcán Chaitén.

Contaminación natural del aire

Bajo condiciones naturales, el aire puede contaminarse debido a fenómenos naturales, como:

Erupciones volcánicas: constituyen una de las principales causas naturales de contaminación del aire. Los materiales que son expelidos a la atmósfera durante la erupción, pueden ser gaseosos, líquidos y/o sólidos.

Entre los productos gaseosos arrojados, los más importantes son el hidrógeno, el dióxido de carbono, el metano, y diversos gases que contienen azufre, cloro y flúor.

También son lanzadas grandes cantidades de vapor de agua que, al condensarse, originan precipitaciones que se mezclan con los demás gases y se distribuyen sobre el suelo.  Esta agua de lluvia, altamente contaminada, arrasa con toda la vegetación existente y deja estériles los suelos.

Los materiales líquidos, que alcanzan temperaturas hasta de 1.500° C, corresponden a productos sólidos en estado de fusión y reciben el nombre de lava. La lava desciende por laderas y valles formando verdaderos ríos que se solidifican en su recorrido. Entre los materiales sólidos expulsados durante la erupción, destacan las grandes cantidades de cenizas que se esparcen por el aire y que cubren importantes extensiones de suelo, con lo cual dañan seriamente los cultivos y la vegetación en general.

Corrientes de vientos: diseminan en el aire diversos tipos de materiales. Las tormentas, por ejemplo, movilizan grandes cantidades de polvo que se mantiene suspendido en el aire. Con la llegada de la primavera, la atmósfera se convierte en un medio de transporte de polen, semillas y esporas que, en algunas ocasiones, producen afecciones alérgicas.

Incendios forestales: grave problema.

Incendios forestales que se producen en forma natural: son otra causa de contaminación del aire, especialmente por las altas concentraciones de monóxido y dióxido de carbono, humo, polvo y cenizas.

Contaminación artificial del aire

Anualmente, miles de millones de toneladas de contaminantes son liberados a la atmósfera como subproducto de las actividades industriales y domésticas, del funcionamiento de vehículos, sistemas de calefacción o de otras fuentes, todo lo cual causa un impacto negativo en el medio ambiente.

Se distinguen dos niveles de contaminación artificial del aire:

Contaminación primaria

Es aquélla que altera la composición de la atmósfera desde fuentes directas, como las industrias, los hogares y el transporte. Este tipo de contaminación se produce por los procesos de combustión del carbón, de la madera, del gas metano y de derivados del petróleo, como la bencina y la parafina, en que se liberan gases y pequeñas partículas sólidas que se mezclan con los gases atmosféricos.

En las grandes ciudades, el transporte, especialmente la locomoción colectiva con motores Diesel, produce gran parte de las partículas de polvo respirables, en una proporción que supera habitualmente los índices permitidos.

Cuando se logra una combustión perfecta, el combustible reacciona completamente con el oxígeno del aire para producir dióxido de carbono gaseoso, vapor de agua, calor y luz. No obstante, las temperaturas demasiado altas o bajas en que ocurren las combustiones, la cantidad de oxígeno presente y las impurezas propias de los combustibles, son los causantes de la formación de subproductos no deseados, tales como el monóxido de carbono (CO), óxidos de azufre (SO _X ), óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos parcialmente quemados (HC) y partículas sólidas, todos ellos contaminantes del aire.

Actualmente la cantidad de contaminantes que son liberados a la atmósfera, especialmente en las grandes ciudades, excede su capacidad de autopurificación.  Esta realidad es aún más crítica si consideramos el rápido aumento de la población humana y el alto grado de industrialización de las urbes.

Ver: PSU: Biología; Pregunta 08_2006(2)

Contaminación primaria.

Contaminación secundaria

Se denomina así al cambio de la composición natural de la atmósfera, debido a las transformaciones físicas y químicas que experimentan los contaminantes primarios al reaccionar con los gases presentes en el aire.

Tipos de Contaminación secundaria

El smog fotoquímico es un tipo de contaminación secundaria, que se forma por la reacción entre los hidrocarburos parcialmente quemados y los óxidos de nitrógeno en presencia de la radiación solar. Un producto de esta transformación es el ozono, que a nivel terrestre resulta altamente tóxico.

Ver: PSU: Química; Pregunta 02_2006

El efecto invernadero es el aumento en la temperatura promedio de la superficie de la Tierra y en la parte más baja de la atmósfera. Éste se produce por la dificultad de expandirse el calor en forma natural hacia las esferas más altas debido a una capa de gases contaminantes que lo impide, formando una barrera que hace de techo a la normal expansión del calor. Esa misma barrera de aire contaminado, impide también que el calor del Sol se irradie hacia la Tierra, con lo cual se forma otra capa de aire a mayor temperatura sobre la barrera fría de gases contaminantes, es decir, se produce la llamada inversión térmica de las capas de aire.

Entre los gases de invernadero, el más importante es el dióxido de carbono. El nivel de este gas en la atmósfera ha aumentado ya en veinticvinco por ciento desde la Revolución Industrial y se espera que aumente otro 30% más en los próximos 50 años, lo que provocará un mayor aumento de la temperatura de la superficie terrestre. El efecto más importante de los gases de invernadero es el cambio climático global del planeta.

La lluvia ácida es un tercer tipo de contaminación secundaria.  Corresponde a la presencia de ácidos en las precipitaciones, como producto de la reacción entre los óxidos de azufre y de nitrógeno contaminantes con el agua de lluvia. El deterioro de la capa de ozono es también el resultado de la transformación de los contaminantes en el aire.

Otro foco de contaminación primaria.

El ozono se forma naturalmente en las capas altas de la atmósfera y protege al planeta de la acción directa del Sol.  Debido a un proceso natural de destrucción y regeneración, su concentración se mantiene constante en circunstancias normales.

Sin embargo, los clorofluorocarbonos (CFCS) que se utilizan como propulsantes en aerosoles y en la tecnología de la refrigeración, y las otras sustancias químicas presentes en la atmósfera, aceleran el proceso de descomposición del ozono y dificultan su regeneración.

Efectos de la contaminación del aire

Hasta hace pocos años, los efectos de la contaminación del aire sobre el medio ambiente y la salud se consideraban menos importantes que la contaminación del agua o del suelo. En el mundo de hoy, en cambio, la preocupación y el apoyo a investigaciones sobre la contaminación del aire son prioridades ineludibles.

Efectos sobre la salud

La contaminación atmosférica afecta la salud a nivel de los sistemas respiratorio, cardiovascular y nervioso.

Cuando una persona respira en un ambiente contaminado con monóxido de carbono , como en una carretera con alto tráfico, la función normal del transporte de oxígeno se ve disminuida y la persona puede sentir los síntomas característicos de la privación de oxígeno: disminución de las funciones motoras, mareo, náuseas, dolor de cabeza, fatiga y somnolencia.

La intoxicación con monóxido de carbono es reversible, excepto en los casos severos, que pueden terminar en un coma respiratorio y, con ello, en la muerte. Sin embargo, en la mayoría de los casos no críticos basta con administrar oxígeno puro, o bien proporcionar respiración artificial para reanimar a la persona en camino a un centro asistencial.

En el aire de las ciudades, la fuente principal de monóxido de carbono son los medios de transporte, especialmente los vehículos a motor de gasolina.

(Ver: PSU: Pregunta02_2005(Química2)

Los gases contaminantes que contienen azufre corresponden a un grupo de compuestos que se caracterizan por ser irritantes y por producir olores desagradables.  Un ejemplo es el sulfuro de hidrógeno (H ₂ S), que se produce en el proceso de putrefacción de materia orgánica o como producto de la digestión animal y de las erupciones volcánicas.

Otro caso es el del dióxido de azufre (SO ₂ ), que llega al aire principalmente por la quema de carbón.  Es un gas altamente contaminante que produce irritación en las mucosas del aparato respiratorio, y ocasiona tos y picazón en la garganta y en los ojos.

La Tierra, igual que un invernadero.

Los gases contaminantes que contienen nitrógeno, especialmente el monóxido de nitrógeno (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO ₂ ), se caracterizan por presentar un olor desagradable y pueden producir desde una irritación moderada de las mucosas respiratorias hasta una congestión pulmonar severa.

La presencia de los óxidos de nitrógeno en la atmósfera es inevitable, ya que éstos se producen en todos los procesos de combustión.

Los hidrocarburos, compuestos formados por hidrógeno y carbono, también se originan en la combustión de aceites y gasolinas. Algunos de ellos, como el benzopireno, son reconocidos como agentes cancerígenos; es decir, que producen cáncer, fundamentalmente de bronquios, esófago, vejiga y páncreas; otros son irritantes y malolientes; y un tercer grupo, es capaz de reaccionar químicamente en el aire, debido a la acción de la luz solar, y de producir otros contaminantes altamente tóxicos.

Cabe destacar que más del setenta por ciento de los hidrocarburos lo producen los motores a petróleo (buses y camiones).

El gas ozono, como contaminante del aire, está presente en niveles próximos a la corteza terrestre.  Producto de las reacciones que sufren los hidrocarburos, este gas es altamente irritante de los tejidos pulmonares y aumenta la sensibilidad bronquial en las personas que padecen de asma.  En cambio, el ozono estratosférico que se produce naturalmente, es imprescindible parca proteger al planeta de los rayos solares dañinos.

El adelgazamiento de la capa de ozono es actualmente un fenómeno que va en aumento progresivo.  Se ha postulado que, de seguir esta tendencia, las consecuencias para nuestra salud serían nefastas: aumentarían los daños a los ojos, se produciría cáncer a la piel y se afectaría el sistema inmunológico, lo cual nos dejaría vulnerables a contraer todo tipo de enfermedades infecciosas. (Ver: Capa de ozono y los CFC )

Agujero de la capa de ozono sobre la Antártica.

Las partículas en suspensión son pequeñas partículas sólidas, presentes en el humo y en el polvo.  Esta clase de contaminación es altamente peligrosa para el sistema respiratorio, ya que las partículas, al penetrar en los pulmones, afectan la capacidad de defensa que tiene el sistema respiratorio contra los contaminantes gaseosos.

Se ha observado que aquellos niños y adultos con patologías previas, como bronquitis crónica y enfisema, que respiran en un ambiente contaminado con partículas en suspensión, están doblemente susceptibles a contraer asma bronquial.

En conclusión, la contaminación del aire provoca diversas patologías, principalmente lesiones oculares y cutáneas, y alteraciones del sistema respiratorio.

La acción dañina de cada contaminante depende de su composición química y de cómo interactúa con los sistemas fisiológicos del ser humano.

Efectos sobre la flora y la fauna

La contaminación atmosférica produce daños en la flora y la fauna. Cuando la conocida lluvia ácida cae y se acumula en los lagos y ríos, produce la muerte de los animales acuáticos, afecta el crecimiento de las plantas y origina la muerte de numerosas especies vegetales en los bosques y praderas.  Esta pérdida, a su vez, promueve la erosión de los suelos y el aumento de las tierras infértiles. (Ver: Contaminación en vegetales )

Efectos sobre el patrimonio cultural

El polvo y los contaminantes gaseosos, especialmente los que dan origen a la lluvia ácida, producen suciedad y corroen los materiales de construcción de las edificaciones y de las obras de arte que permanecen a la intemperie.

El ácido sulfúrico presente en la lluvia ácida es capaz de transformar el mármol en yeso. En ciudades como Atenas y Venecia se puede observar que las obras de arte que se han mantenido por cientos de años como testigos de nuestra civilización, han sido severamente afectadas por la contaminación del aire.

¿Aire limpio garantizado?

Conservación del recurso aire

Existen evidencias claras de los perjuicios que causa la contaminación del aire y que afectan directamente nuestro bienestar.

Cuando buscamos soluciones o medidas necesarias para conservar el aire en un grado de calidad aceptable, solemos pensar en normas y leyes que regulen la emisión de gases contaminantes, dictadas por los gobiernos y acatadas por las industrias y por el transporte.

Sin embargo, aunque en el proceso de descontaminación las normativas son imprescindibles, se requiere la cooperación del ciudadano común.

Cada día tenemos mayor conciencia de que el problema de la contaminación de las ciudades afecta a todos sus habitantes.  Cada uno de nosotros, tú, tus amigos, tus padres y familiares, debemos buscar la forma de ayudar a revertir la situación responsablemente.

Es necesario considerar algunas acciones de orden cotidiano que contribuyen a la conservación del aire:

1.  Evitar el uso de aerosoles que contengan gases propulsores clorofluorocarbonados (CFC).

2. No usar calefactores a leña durante los días de invierno, en que prevalece una alta humedad ambiental o un alto índice de contaminación.

3. No quemar basura ni hojas.

4. Promover la pavimentación de calles y caminos de tierra en zonas altamente pobladas.

5. Mantener el automóvil en buenas condiciones, controlando regularmente la emisión de gases por los escapes.

6. Utilizar combustibles de buena calidad.

7. Barrer sin levantar polvo; para ello, rociar con agua las superficies antes de limpiarlas.

8. Al salir de paseo, ubicar las fogatas y braseros en lugares de máxima seguridad. Antes de retirarse, asegurarse que se hayan extinguido totalmente y así evitar posibles incendios.

9. Apoyar las acciones fiscalizadoras que regulan el funcionamiento de las industrias y los vehículos de locomoción colectiva para que la emisión de gases no exceda los índices aceptables.  Para ello, es necesario la instalación de filtros en las chimeneas industriales y de convertidores catalíticos en los vehículos motorizados.

10.  Denunciar a los contaminadores.  La mayoría de las municipalidades cuenta con un Departamento de Higiene Ambiental donde se reciben las denuncias de la ciudadanía.

11.  Apoyar, en tu localidad, las medidas para la instalación de ciclovías, que incentivan y hacen segura la movilización en bicicleta.

12.  Apoyar campañas de arborización en los sectores desprovistos de cubierta vegetal.  Recuerda que una de las finalidades de la fotosíntesis, el proceso vital de las plantas, es mantener la cantidad de oxígeno en el aire; es, por lo tanto, un medio excelente para combatir la contaminación.

Sin duda, éstas y otras medidas, contribuyen a que tomes conciencia sobre la relación que existe entre tu vida cotidiana y la necesidad de practicar acciones responsables para cooperar con el proceso de descontaminación del aire de tu localidad.

Principales contaminantes

CONTAMINANTE	PRINCIPALES FUENTES	COMENTARIOS
Monóxido de carbono (CO)	Gases de escape de vehículos de motor; algunos procesos industriales	Máximo permitido: 10 mg/m 3 (9 ppm) en 8 hr; 40 mg/m 3 en 1 hr (35 ppm)
Dióxido de azufre (SO 2 )	Instalaciones generadoras de calor y electricidad que utilizan petróleo o carbón con contenido sulfuroso; plantas de ácido sulfúrico	Máximo permitido: 80 µg/m 3 (0,03 ppm) en un año; 365 µg/m 3 en 24 hr (0,14 ppm)
Partículas en suspensión	Gases de escape de vehículos de motor; procesos industriales; incineración de residuos; generación de calor y electricidad; reacción de gases contaminantes en la atmósfera	Máximo permitido: 75 µg/m 3 en un año; 260 µg/m 3 en 24 hr; compuesto de carbón, nitratos, sulfatos y numerosos metales, como el plomo, el cobre, el hierro y el cinc
Plomo (Pb)	Gases de escape de vehículos de motor, fundiciones de plomo; fábricas de baterías	Máximo permitido: 1,5 µg/m 3 en 3 meses; la mayor parte del plomo contenido en partículas en suspensión
Óxidos de nitrógeno (NO, NO 2 )	Gases de escape de vehículos de motor; generación de calor y electricidad; ácido nítrico; explosivos; fábricas de fertilizantes	Máximo permitido: 100 µg/m 3 (0,05 ppm) en un año para el NO 2 ; reacciona con hidrocarburos y luz solar para formar oxidantes fotoquímicos
Oxidantes fotoquímicos (fundamentalmente ozono [O 3 ]; también nitrato peroxiacetílico [PAN] y aldehídos)	Se forman en la atmósfera como reacción a los óxidos de nitrógenos, hidrocarburos y luz solar	Máximo permitido: 235 µg/m 3 (0,12 ppm) en 1 hr
Hidrocarburos no metánicos (incluye etano, etileno, propano, butanos, pentanos, acetileno)	Gases de escape de vehículos de motor; evaporación de disolventes; procesos industriales; eliminación de residuos sólidos; combustión de combustibles	Reacciona con los óxidos de nitrógeno y la luz solar para formar oxidantes fotoquímicos
Dióxido de carbono (CO 2 )	Todas las fuentes de combustión	Posiblemente perjudicial para la salud en concentraciones superiores a 5000 ppm en 2-8 hr; los niveles atmosféricos se han incrementado desde unas 280 ppm hace un siglo a más de 350 ppm en la actualidad; probablemente esta tendencia esté contribuyendo a la generación del efecto invernadero