Contaminantes atmosfricos primarios y secundarios

Contaminantes atmosféricos primarios y secundarios
Los contaminantes primarios son los que se emiten directamente a la atmósfera como
el dióxido de azufre SO2, que daña directamente la vegetación y es irritante para los
pulmones.
Los contaminantes secundarios son aquellos que se forman mediante procesos químicos
atmosféricos que actúan sobre los contaminantes primarios o sobre especies no
contaminantes en la atmósfera. Son importantes contaminantes secundarios el ácido
sulfúrico, H2SO4, que se forma por la oxidación del SO2, el dióxido de nitrógeno NO2,
que se forma al oxidarse el contaminante primario NO y el ozono, O3, que se forma a
partir del oxígeno O2.
Ambos contaminantes, primarios y secundarios pueden depositarse en la superficie de
la tierra por deposición seca o húmeda e impactar en determinados receptores, como
personas, animales, ecosistemas acuáticos, bosques, cosechas y materiales. En todos
los países existen unos límites impuestos a determinados contaminantes que pueden
incidir sobre la salud de la población y su bienestar.
En España existen funcionando en la actualidad diversas redes de vigilancia de la
contaminación atmosférica, instaladas en las diferentes Comunidades Autónomas y que
efectúan medidas de una variada gama de contaminantes que abarcan desde los óxidos
de azufre y nitrógeno hasta hidrocarburos, con sistemas de captación de partículas,
monóxido de carbono, ozono, metales pesados, etc.
Contaminación atmosférica
Se entiende por contaminación atmosférica a la presencia en la atmósfera de
sustancias en una cantidad que implique molestias o riesgo para la salud de las
personas y de los demás seres vivos, bienes de cualquier naturaleza,1 así como que
puedan atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores
desagradables. El nombre de la contaminación atmosférica se aplica por lo general a
las alteraciones que tienen efectos perniciosos en los seres vivos y los elementos
materiales, y no a otras alteraciones inocuas. Los principales mecanismos de
contaminación atmosférica son los procesos industriales que implican combustión, tanto
en industrias como en automóviles y calefacciones residenciales, que generan dióxido y
monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y azufre, entre otros contaminantes.
Igualmente, algunas industrias emiten gases nocivos en sus procesos productivos, como
cloro o hidrocarburos que no han realizado combustión completa.
La contaminación atmosférica puede tener carácter local, cuando los efectos ligados al
foco se sufren en las inmediaciones del mismo, o planetario, cuando por las
características del contaminante, se ve afectado el equilibrio del planeta y zonas
alejadas a las que contienen los focos emisores.
Principales tipos de contaminantes del aire
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Contaminantes gaseosos: en ambientes exteriores e interiores los vapores y
contaminantes gaseosos aparece en diferentes concentraciones. Los
contaminantes gaseosos más comunes son el dióxido 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. 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.
•
Los aerosoles:Un aerosol es a una mezcla heterogénea de partículas solidas o
líquidas suspendidas en un gas como el aire de la atmósfera. Algunas partículas
son lo suficientemente grandes y oscuras para verse en forma de hollín o
humo. Otras son tan pequeñas que solo pueden detectarse con un microscopio
electrónico. Cuando se respira el polvo, ésta puede irritar y dañar los pulmones
con lo cual se producen problemas respiratorios. Las partículas finas se inhalan
de manera fácil profundamente dentro de los pulmones donde se pueden
absorber en el torrente sanguíneo o permanecer arraigadas por períodos
prolongados de tiempo.
Smog fotoquímico
Se denomina smog fotoquímico a la contaminación del aire, principalmente en áreas
urbanas, por ozono originado por reacciones fotoquímicas, y otros compuestos. Como
resultado se observa una atmósfera de un color marrón rojizo. El ozono es un
compuesto oxidante y tóxico que puede provocar en el ser humano problemas
respiratorios.
Este tipo de smog se describió por primera vez en Los Ángeles en los años 40, y se
suele dar en ciudades con bastante tráfico (emisión de óxido nítrico, NO, y
compuestos orgánicos volátiles, COVs), cálidas y soleadas, y con poco movimiento de
masas de aire.
Reducción:
Para reducir la formación de smog fotoquímico es necesario disminuir la emisión de los
NOx y los COVs.
Las cantidades de hidrocarburos volátiles en la atmósfera son bastante grandes
comparadas con las de NOx, por lo que suelen estar en exceso. De esta forma, una
reducción de éstos conduce a una disminución del smog fotoquímico menor de la
esperada. Además, los hidrocarburos emitidos de forma natural pueden ser suficientes
para que siga produciéndose smog (aunque en áreas urbanas no suelen ser éstos los
más importantes). En cualquier caso, sigue siendo importante la reducción de los
niveles de estos hidrocarburos volátiles en la atmósfera.
Una de las mayores fuentes de NOx la constituyen los vehículos. La disminución de las
emisiones de óxidos de nitrógeno se hace empleando catalizadores de tres vías (los de
dos vías no tratan estos gases) que los reducen a nitrógeno y oxígeno moleculares.
Estos catalizadores, en el caso de los motores de gasolina, tienen una efectividad de
entre un 80% a un 90%, pero sólo cuando están calientes. Además, el catalizador se
va desgastando y con el tiempo va siendo menos efectivo. En el caso de los motores
diésel, la efectividad es menor.
Otra de las principales fuentes de NOx es la emisión de las centrales eléctricas.
También se pueden disminuir los NOx mediante procesos de reducción, aunque hay
otros métodos como por ejemplo llevando a cabo la combustión en varias etapas o
disminuir la temperatura de la llama.
Inversión térmica
Una inversión térmica es una derivación del cambio normal de las propiedades de la
atmósfera con el aumento de la altitud. Usualmente corresponde a un incremento de la
temperatura con la altura, o bien a una capa (capa de inversión) donde ocurre el
incremento.1En efecto, el aire no puede elevarse en una zona de inversión, puesto que
es más frío y, por tanto, más denso en la zona inferior.
Una inversión térmica puede llevar a que la contaminación aérea, como el smog, quede
atrapada cerca del suelo, con efectos nocivos para la salud. Una inversión también
puede detener el fenómeno de convección, actuando como una capa aislante. Si por
algún motivo esta capa se rompe, la convección de cualquier humedad presente puede
ocasionar violentos temporales. También este fenómeno puede llevar a una tormenta
de hielo en climas fríos.
Como y por qué ocurre la inversión térmica
El fenómeno de inversión térmica se presenta cuando, en las noches despejadas, el
suelo se enfría rápidamente por radiación. El suelo a su vez enfría el aire en contacto
con él que se vuelve más frío y pesado que el que está en la capa inmediatamente
superior. Al disminuir tanto, la convección térmica como la subsidencia atmosférica,
disminuye la velocidad de mezclado vertical entre las dos capas de aire.
Esto ocurre especialmente en invierno, en situaciones anticiclónicas fuertes que
impiden el ascenso del aire y concentran la poca humedad en los valles y cuencas,
dando lugar a nieblas persistentes y heladas. Puede también generarse en un frente
ocluido, cuando se da una oclusión de frente frío.
Este fenómeno meteorológico es frecuente en las mañanas frías sobre los valles de
escasa circulación de aire en todos los ecosistemas terrestres. También se presenta
en las cuencas cercanas a las laderas de las montañas en noches frías debido a que el
aire frío de las laderas desplaza al aire caliente de la cuenca provocando el gradiente
positivo de temperatura.
Generalmente, la inversión térmica se termina (rompe) cuando al calentarse el aire que
está en contacto con el suelo se restablece la circulación normal en la troposfera.
Esto puede ser cuestión de horas, pero en condiciones meteorológicas desfavorables la
inversión puede persistir durante días.