Contaminación Atmosférica: Causas, Efectos y Medidas Preventivas

La contaminación atmosférica se define como la alteración del estado natural de la atmósfera debido a la introducción de contaminantes. Esto causa inestabilidad tanto en medios físicos como en seres vivos.

¿Qué es un Contaminante?

Un contaminante puede ser una sustancia química o energía. Puede ser una sustancia ajena al ambiente o, incluso, una sustancia natural presente en concentraciones alteradas.

Definición de Contaminación Atmosférica

Es la presencia de sustancias en la atmósfera que implican molestias o riesgo para la salud de las personas y el medio ambiente. Los procesos industriales que involucran combustión son los principales mecanismos de este tipo de contaminación.

Concepto Clave: Tiempo de Residencia

El tiempo de residencia es el período que un contaminante permanece en la atmósfera. Este tiempo depende de:

• Lavado atmosférico por agua (lluvia).
• Capacidad de dispersión del medio (viento).
• Reactividad del contaminante (su capacidad de reaccionar con otros compuestos).

Efectos de la Contaminación

• Daños a estructuras.
• Perjuicios a seres vivos.
• Alteración de las propiedades intrínsecas de la atmósfera.

Ciclo de la Contaminación Atmosférica

El ciclo (Emisión – Transporte – Transformación – Inmisión) comienza con las emisiones al aire por diferentes fuentes. Estas sustancias, una vez en la atmósfera, experimentan transporte y/o transformación. La concentración resultante en un punto determinado se denomina nivel de inmisión. Para minimizar la contaminación, es crucial controlar tanto las emisiones (niveles de emisión) como la presencia de contaminantes en puntos receptores (niveles de inmisión). Los niveles de inmisión determinan el impacto en la salud y el medio ambiente.

Tipos de Emisiones a la Atmósfera

Emisiones de Origen Natural

• Origen marino (brisas oceánicas).
• Origen vegetal (polen y esporas).
• Origen microbiano (bacterias).
• Otros (erosión eólica, meteoritos, erupciones volcánicas, incendios forestales).

Emisiones Antropogénicas (Causadas por el Hombre)

• Origen urbano.
• Origen industrial.

Estas emisiones pueden provenir de:

• Focos móviles de emisión.
• Focos fijos de emisión (vehiculados o no).

Clasificación de los Contaminantes Atmosféricos

Según su Procedencia

• Contaminantes primarios: Provienen directamente de las fuentes de emisión.
• Contaminantes secundarios: Se generan a partir de los primarios mediante reacciones químicas en la atmósfera.

Según su Composición Química

• Partículas:
  • Sedimentables (> 30 µm)
  • En suspensión (< 30 µm)
  • Respirables (< 10 µm)
  • Humos (< 1 µm)
• Compuestos de azufre: SO₂, H₂S, H₂SO₄, mercaptanos, sulfuros.
• Compuestos de nitrógeno: NO, NO₂, NOx, NH₃.
• Compuestos de carbono: CO, CO₂, CH₄, HCT (hidrocarburos totales).
• Halógenos y compuestos halogenados: Cl₂, HCl, HF, CFC (clorofluorocarbonos).
• Oxidantes fotoquímicos: O₃ (ozono), peróxidos, aldehídos.

Principales Contaminantes Atmosféricos y sus Fuentes

Se detallan las características y fuentes antropogénicas de los contaminantes más comunes:

SO₂ (Dióxido de Azufre)

• Características: Gas incoloro, olor fuerte y sofocante. En atmósfera húmeda se transforma en ácido sulfúrico (lluvia ácida). Reduce la visibilidad a partir de 0.1 ppm.
• Fuentes: Refinerías de petróleo, transporte (vehículos diésel), centrales térmicas, combustión de carburantes, cementeras.

NO₂ (Dióxido de Nitrógeno)

• Características: Gas marrón-amarillento, olor irritante. Tóxico a altas concentraciones. Participa en la formación de niebla fotoquímica.
• Fuentes: Transporte, centrales térmicas, combustión de carburantes, incineradoras, cementeras, fábricas de vidrio, refinerías.

O₃ (Ozono)

• Características: Gas incoloro, olor agradable. Muy oxidante e irritante.
• Fuentes: Contaminante secundario (no emitido directamente). Se forma por acción de la luz solar en presencia de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos.

H₂S (Sulfuro de Hidrógeno)

• Características: Gas incoloro, olor fuerte (a huevos podridos). Límite olfativo muy bajo (2 ppb). Tóxico a altas concentraciones y exposiciones cortas.
• Fuentes: Fabricación de pasta de papel, refinerías, industria de curtidos, depuradoras de aguas residuales.

CO (Monóxido de Carbono)

• Características: Gas inodoro e incoloro. Tóxico a altas concentraciones. Indicador del tráfico.
• Fuentes: Transporte (vehículos de gasolina), centrales térmicas, combustión de carburantes, incineradoras, cremaciones agrícolas, refinerías, cementeras, fábricas de vidrio y cerámica.

PST (Partículas Totales en Suspensión)

• Características: Materia en suspensión en el aire. Incluye PST (<30µm), PM10 (<10µm) y HN (humos negros, <1µm).
• Fuentes: Centrales térmicas, fundiciones, procesos de molturación, incineradoras, plantas asfálticas, fábricas de vidrio y cerámica, combustión de carburantes, transporte, cementeras, minería, extracción de áridos, cremaciones agrícolas, refinerías.

HCT (Hidrocarburos Totales)

• Características: Compuestos de hidrógeno y carbono. Participan en la formación de niebla fotoquímica. Pueden causar malos olores. También denominados VOC (compuestos orgánicos volátiles).
• Fuentes: Evaporaciones y combustiones de materia orgánica, transporte, fabricación de pinturas, pérdidas en procesos industriales, refinerías, industria química, depuradoras de aguas residuales, industria de curtidos, industria que usa disolventes.

Pb (Plomo)

• Características: Metal pesado, sólido, en suspensión. Tóxico a altas concentraciones. Indicador del tráfico de vehículos ligeros (gasolina).
• Fuentes: Vehículos de gasolina, fundiciones de recuperación de plomo, fábricas de cerámica.

Cl₂ (Cloro)

• Características: Gas amarillo-verdoso, olor sofocante. Tóxico a altas concentraciones.
• Fuentes: Petroquímicas, industria química.

HCl (Cloruro de Hidrógeno)

• Características: Gas incoloro, olor intenso e irritante.
• Fuentes: Petroquímicas, industria química, procesos de limpieza y decapado de metales, incineradoras.

Metales Pesados

• Características: Sólidos en suspensión. Toxicidad variable según el metal.
• Fuentes: Fábricas de vidrio, fundiciones, incineradoras.

Prevención y Corrección de la Contaminación Atmosférica

Existen dos grupos principales de medidas:

• Medidas de prevención o minimización: Eliminan el problema antes de que ocurra. Son más económicas y beneficiosas para el medio ambiente. Incluyen:
  • Uso de combustibles con bajo contenido de azufre (gas natural).
  • Mejora de las condiciones de combustión.
  • Ahorro energético.
  • Sustitución de sustancias agresivas (halones, refrigerantes, disolventes, aerosoles).
• Medidas de depuración de contaminantes emitidos: Retienen parte de los contaminantes. Son más caras y menos eficientes. Incluyen:
  • Sistemas de separación de partículas (filtros, ciclones, electrofiltros).
  • Sistemas de separación de gases (absorción por lavado húmedo, combustión/incineración).

Problemas Globales Causados por la Contaminación Atmosférica

La contaminación atmosférica está relacionada con tres problemas principales:

• Efecto invernadero.
• Destrucción de la capa de ozono.
• Lluvia ácida.

Efecto Invernadero

Ciertos gases en la atmósfera impiden que las radiaciones de calor de gran longitud de onda se propaguen, aumentando la temperatura.

Causas: Los gases de efecto invernadero incluyen dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, CFC y ozono troposférico. El dióxido de carbono, generado por la quema de combustibles fósiles, absorbe la luz, incrementando la temperatura.

Consecuencias: Elevación de las temperaturas en la superficie terrestre y baja atmósfera, y disminución en la alta atmósfera, provocando cambios climáticos significativos.

Agujero en la Capa de Ozono

Disminución de la concentración de ozono en la estratosfera.

Causas: Uso de productos que contienen CFC (aerosoles, solventes, refrigerantes).

Consecuencias: Aumento de la radiación ultravioleta que llega a la superficie terrestre, con efectos nocivos para la salud humana y los ecosistemas.

Lluvia Ácida

Acidificación de las precipitaciones debido a la reacción del agua con dióxido de azufre (SO₂) y óxido de nitrógeno (NO₂), formando ácido sulfúrico y ácido nítrico.

Causas: Reacción del agua con SO₂ y NO₂, principalmente por el consumo de combustibles fósiles.

Consecuencias: Daños a la fauna, calidad del suelo y agua, y masas forestales, incluso en áreas alejadas de la fuente de contaminación.