La energía y el aire (IV). Emisiones de contaminantes a la atmósfera

19 de febrero de 2016

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Bruno Henríquez

 

Los humanos son hoy
algo que nunca antes
habíamos sido; una fuerza
geológica global.
Jennifer Jacquet

 

 

Cuando se hace referencia a la calidad del aire, en ella se considera entre otras cosas su composición, capacidad calorífica, transparencia, temperatura y humedad relativa. También en funciones como la ventilación se debe tener en cuenta las características de la fuente de donde se toma el aire y del lugar hacia donde se expulse un papel importante en la calidad del aire lo representan los contaminantes que se emiten a la atmósfera.

Aunque la cantidad de contaminantes disueltos en el aire parezca pequeña puede tener efectos nocivos, las mediciones de estas cantidades se representan por los valores correspondientes a las concentraciones de las sustancias que los componen y se reportan en partes por millón (ppm) ya sea en volumen o en peso según el uso que se le dé a estos valores de la medición.

 

 

Se dice que el aire cumple con los requisitos de la calidad sobre todo cuando tiene las cualidades que necesitamos. En el caso de las ciudades donde hay muchos contaminantes en el aire uno de los efectos desagradables que aparecen es la llamada corrosión que afecta de diferentes maneras la superficie de los materiales, sobre todo de los edificios y de las tecnologías que utilicemos. Otros son el efecto sobre la salud o la contribución al calentamiento global.

La calidad del aire depende de sus componentes, de su limpieza y si cumple con los requisitos para los cuales va a ser usado, desde la respiración de los seres vivos, los humanos incluidos, hasta los más complejos procesos industriales. Este puede traer, polvo, olores sustancias nocivas y emisiones de las industrias y hay lugares donde se encuentran indistintamente tanto malos olores provenientes de sustancias en mal estado como áreas de aire limpio.
Existen sustancias que se emiten a la atmósfera y otras que se crean en el aire por reacciones químicas de diferente tipo en las que entra a jugar muchas veces la radiación solar.

 

Veamos algunos de los principales contaminantes de la atmósfera y de donde salen:

Monóxido de carbono (CO). Está Presente en los gases de escape de los carros con motores de combustión y muchos procesos industriales. Es tóxico porque envenena la sangre impidiendo el transporte de oxígeno. Se combina fuertemente con la hemoglobina de la sangre y reduce drásticamente la capacidad de la sangre de transportar oxígeno. Es responsable de la muerte de muchas personas en minas de carbón, incendios y lugares cerrados
Dióxido de carbono (CO2). Aparece en todas las fuentes de combustión. Desempeña un importante papel en el ciclo del carbono en la naturaleza y enormes cantidades, del orden de 1012 toneladas, pasan por el ciclo natural del carbono, en el proceso de fotosíntesis.
No es tóxico, y como aparece naturalmente en la atmósfera y podría considerarse que no es contaminante, pero hay dos circunstancias que lo hacen un contaminante de gran importancia en la actualidad:
es un gas que produce el efecto invernadero; y su concentración está aumentando dramáticamente por el uso de los combustibles fósiles y la quema de grandes extensiones de bosques
Por estos motivos es uno de los gases que más influye en el calentamiento global del planeta y el cambio climático
Dióxido de azufre (SO2) Es un gas incoloro y no inflamable, de olor fuerte e irritante. Su vida media en la atmósfera es corta, de unos 2 a 4 días. Casi la mitad vuelve a depositarse en la superficie húmeda o seca y el resto se convierte en iones sulfato. Por este motivo, es un importante factor en la lluvia ácida.
Se emite por instalaciones generadoras de calor y electricidad basados en la combustión de petróleo o carbón con azufre, en las metalúrgicas y en las fábricas de ácido sulfúrico. En la naturaleza aparece en la actividad volcánica.
Partículas en suspensión. Están en los gases de escape de vehículos con motor de combustión, procesos industriales, incineración, generación de electricidad y calor, y en la reacción de gases contaminantes en la atmósfera, en los que están presentes compuestos de carbón, nitratos, sulfatos y muchos metales, como plomo, cobre, hierro y cinc
Plomo (Pb). La mayor parte del plomo emitido como contaminante atmosférico, está contenido en partículas en suspensión y en los gases de escape de vehículos con motores de combustión, fundiciones de plomo y fábricas de baterías
Óxidos de nitrógeno (NOx). Incluyen el óxido nítrico (NO), el dióxido de nitrógeno (NO2) y el óxido nitroso (N2O). Son contaminantes primarios de mucha trascendencia en los problemas de contaminación.
El óxido nítrico (NO) es el que más se emite, pero sufre una rápida oxidación a NO2, siendo el predominante en la atmósfera. NOx tiene una vida corta y se oxida rápidamente a NO3- en forma de aerosol o a HNO3 (ácido nítrico). Tiene una gran trascendencia en la formación del smog fotoquímico, del nitrato de peroxiacetilo (PAN) e influye en las reacciones de formación y destrucción del ozono, tanto troposférico como estratosférico, así como en el fenómeno de la lluvia ácida. En concentraciones altas produce daños a la salud y a las plantas, además corroe tejidos y materiales diversos.
Están presentes en las emisiones de los vehículos de motores de combustión fósil, de las plantas generadoras de calor y electricidad, en fábricas de ácido nítrico, de explosivos, y de abonos nitrogenados. Reaccionan en la atmósfera con los hidrocarburos y la luz solar para formar los llamados oxidantes fotoquímicos.
Oxidantes fotoquímicos. (ozono [O3]; nitrato peroxi-acetílico [PAN] y aldehídos).
Se forman en la atmósfera a partir de la reacción de los óxidos de nitrógeno NOx, los hidrocarburos y luz solar
Hidrocarburos no metánicos. (etano, etileno, propano, butano, pentano, acetileno)
Están presentes en los gases de escape de los vehículos con motores de combustión interna; la evaporación de disolventes; la mayor parte de los procesos industriales; la eliminación de residuos sólidos y la quema de combustibles en general, entre otros procesos.
Los hidrocarburos no metánicos forman oxidantes fotoquímicos y es difícil reportar sus valores en partes por millón, porque depende de los fenómenos de mezcla y las condiciones locales en el momento de la reacción.

 

Polvo

El polvo está formado por material sólido suspendido en la atmósfera en forma de pequeñas partículas irregulares, muchas de ellas son de tamaño microscópico. Cuando es muy abundante en la atmósfera le da a los objetos distantes un tono oscuro o grisáceo. Puede incluso llegar a opacar el sol. Se deposita con el tiempo por su propio peso, mientras que al formar parte de un aerosol se deposita sobre la superficie de los objetos por contacto.

 

En general el polvo se genera a partir de grandes superficies, superficies rugosas, terreno seco, árido, las paredes de los edificios, áreas en construcción y las calles. También se produce en incendios, hogueras que producen tanto humo como ceniza, sin excluir el humo del cigarro, que muchas veces se bota encendido. Está de moda usar fachadas con un “repello grueso”, como en los años 40, esa es una de las fuentes del polvo que se mete en su casa y le afecta en su vida diaria. Mientras más rugosa es la pared más superficie presenta y genera más polvo. Muchas veces estas paredes con repello grueso no se pintan porque, al tener mucha superficie, consume mucha pintura, así que es una fuente segura de generación de polvo. El humo del cigarro y del incienso están formados por un polvo muy fino suspendido en el aire, ambos con graves riesgos para la salud a pesar de los mitos de su inocuidad, de lo dañino del tabaco se ha investigado mucho y hay campañas para su eliminación, del humo del incienso y de otras plantas y sustancias que se queman para ambientar o cumplimentar alguna ceremonia a pesar de sus efectos nocivos no se habla.