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Ciencias Ambientales - La Importancia de la Capa de Ozono

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La Importancia de la Capa de Ozono

 

El Ozono es un gas compuesto por tres átomos de oxígeno (O3) y eso ya te habla de su importancia para la supervivencia de los seres vivos en general. La Capa de Ozono actúa como filtro, o escudo protector, de las radiaciones nocivas, y de alta energía, que llegan a la Tierra permitiendo que pasen otras como la ultravioleta. Esta radiación ultravioleta es la que permite la vida en el planeta, ya que es la que permite que se realice la fotosíntesis del reino vegetal, que se encuentra en la base de la pirámide trófica.

La capa de ozono es lo que nos protege de que los rayos ultravioletas del sol no lleguen directamente a nuestro cuerpo y nos causen daño.


La importancia de la capa de ozono es que esta actúa como unas gigantescas gafas de sol que filtran la peligrosa luz ultravioleta. La tierra se haya rodeada entre los quince y cincuenta kilómetros de altura, de una capa de ozono estratosférico. La máxima concentración de ozono se localiza entre los 25 y 30 kilómetros de altura y es de vital importancia para la vida en la superficie.

Se examinan la formación y deterioro de la capa de ozono, el Efecto Invernadero y su impacto a nivel mundial. Se revisan los Acuerdos Internacionales relativos a la Protección de la Capa de Ozono.

El deterioro de la capa de ozono es uno de los problemas ambientales más serios con que se enfrenta el planeta. Se plantea que las mediciones realizadas a través de una red de detectores, indican que el agujero de ozono formado en la Antártida ha penetrado en el sur de Argentina y Chile.

Los primeros datos publicados en 1982, indicaron que a partir del año 1975 la columna de ozono presentaba un debilitamiento evidente. Desde esa fecha se han multiplicado los registros de la evolución de la capa de ozono a través de globos, estaciones en tierra y satélites artificiales.

Se señala que los medidores en tierra están basados en la técnica de absorción diferencial (AD) la que puede emplearse también en satélites artificiales, gracias a los que se dispone de los valores de la columna de ozono para todo el globo terrestre de manera casi continua.

En 1993, a principios de la primavera austral, se detectaron diversos descensos en la columna de ozono, siendo los más intensos los observados los días 27 de septiembre, 23 de octubre y 8 de noviembre, en los que capa de ozono alcanzó valores de sólo 200 unidades Dobson (UD), cuando su valor promedio en esa época es superior a 300 UD. El daño en la capa de ozono que se detectó en Antofagasta, indica que llegó hasta latitudes tan importantes como Buenos Aires y Santiago de Chile. Los datos del satélite Meteor-3 confirmaron las mediciones de las estaciones en tierra. Se sabe que la aparición del agujero de ozono al comienzo de la primavera austral sobre la Antártida está relacionado con la fotólisis de los CFC, pero se carece de explicación del deterioro de la columna de ozono observado a latitudes lejanas del polo.

Se plantea que el cumplimiento de los acuerdos recientes con relación a medidas a adoptar sobre la limitación de la producción y uso de CFC que atentan contra la capa de ozono se espera que frene el fuerte deterioro observado en la última década. Este retroceso en el deterioro de la columna de ozono sobre la Antártida, debería repercutir positivamente en las latitudes bajas al estar relacionado su daño con la dilución del agujero de ozono antártico.

Sin embargo, dadas las especiales características de los CFC, su gran estabilidad y el tiempo que tardan en alcanzar el continente antártico, estas medidas tardarán años en dar sus frutos y así apreciarse una recuperación de ese manto protector de la radiación ultravioleta. La posibilidad de disponer de un extenso banco de datos será fundamental en el estudio de la evolución futura del agujero de ozono antártico y su influencia en el continente sudamericano.

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Ciencias Ambientales - Concepto y Causas del Efecto Invernadero

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Concepto y Causas del Efecto Invernadero

 Efecto Invernadero

Dentro de un invernadero la temperatura es más alta que en el exterior porque entra más energía de la que sale, por la misma estructura del habitáculo, sin necesidad de que empleemos calefacción para calentarlo.


En el conjunto de la Tierra de produce un efecto natural similar de retención del calor gracias a algunos gases atmosféricos. La temperatura media en la Tierra es de unos 15ºC y si la atmósfera no existiera sería de unos -18ºC. Se le llama efecto invernadero por similitud, porque en realidad la acción física por la que se produce es totalmente distinta a la que sucede en el invernadero de plantas.


El efecto invernadero hace que la temperatura media de la superficie de la Tierra sea 33ºC mayor que la que tendría si no existieran gases con efecto invernadero en la atmósfera.


¿Por qué se produce el efecto invernadero?


El efecto invernadero se origina porque la energía que llega del sol, al proceder de un cuerpo de muy elevada temperatura, está formada por ondas de frecuencias altas que traspasan la atmósfera con gran facilidad. La energía remitida hacia el exterior, desde la Tierra, al proceder de un cuerpo mucho más frío, está en forma de ondas de frecuencias mas bajas, y es absorbida por los gases con efecto invernadero. Esta retención de la energía hace que la temperatura sea más alta, aunque hay que entender bien que, al final, en condiciones normales, es igual la cantidad de energía que llega a la Tierra que la que esta emite. Si no fuera así, la temperatura de nuestro planeta habría ido aumentando continuamente, cosa que, por fortuna, no ha sucedido.


Podríamos decir, de una forma muy simplificada, que el efecto invernadero lo que hace es provocar que le energía que llega a la Tierra sea "devuelta" más lentamente, por lo que es "mantenida" más tiempo junto a la superficie y así se mantiene la elevación de temperatura.



Gases con efecto invernadero



Acción relativa Contribución real

CO2 1 (referencia) 76%
CFCs 15 000 5%
CH4 25 13%
N2O 230 6%



Como se indica en la columna de acción relativa, un gramo de CFC produce un efecto invernadero 15 000 veces mayor que un gramo de CO2, pero como la cantidad de CO2 es mucho mayor que la del resto de los gases, la contribución real al efecto invernadero es la que señala la columna de la derecha


Otros gases como el oxígeno y el nitrógeno, aunque se encuentran en proporciones mucho mayores, no son capaces de generar efecto invernadero.


Aumento de la concentración de gases con efecto invernadero


En el último siglo la concentración de anhídrido carbónico y otros gases invernadero en la atmósfera ha ido creciendo constantemente debido a la actividad humana:


A comienzos de siglo por la quema de grandes masas de vegetación para ampliar las tierras de cultivo.

En los últimos decenios, por el uso masivo de combustibles fósiles como el petróleo, carbón y gas natural, para obtener energía y por los procesos industriales.
La concentración media de dióxido de carbono se ha incrementado desde unas 275 ppm antes de la revolución industrial, a 315 ppm cuando se empezaron a usar las primeras estaciones de medida exactas en 1958, hasta 361 ppm en 1996.
Los niveles de metano se han doblado en los últimos 100 años. En 1800 la concentración era de aproximadamente o.8 ppmv y en 1992 era de 17. ppmv

La cantidad de óxido de dinitrógeno se incrementa en un 0.25% anual. En la época preindustrial sus niveles serían de alrededor de 0.275 ppmv y alcanzaron los 0.310 ppmv en 1992.



Cambio climático


Por lógica muchos científicos piensan que a mayor concentración de gases con efecto invernadero se producirá mayor aumento en la temperatura en la Tierra. A partir de 1979 los científicos comenzaron a afirmar que un aumento al doble en la concentración del CO2 en la atmósfera supondría un calentamiento medio de la superficie de la Tierra de entre 1,5 y 4,5 ºC.


Estudios más recientes sugieren que el calentamiento se produciría mas rápidamente sobre tierra firme que sobre los mares. Asimismo el calentamiento se produciría con retraso respecto al incremento en la concentración de los gases con efecto invernadero. Al principio los océanos más fríos tenderán a absorber una gran parte del calor adicional retrasando el calentamiento de la atmósfera. Sólo cuando los océanos lleguen a un nivel de equilibrio con los más altos niveles de CO2 se producirá el calentamiento final.


Como consecuencia del retraso provocado por los océanos, los científicos no esperan que la Tierra se caliente todos los 1.5 - 4.5 ºC hasta hace poco previstos, incluso aunque el nivel de CO2 suba a más del doble y se añadan otros gases con efecto invernadero. En la actualidad el IPCC predice un calentamiento de 1.0 - 3.5 ºC para el año 2100.



La temperatura media de la Tierra ha crecido unos 0.6ºC en los últimos 130 años


Los estudios más recientes indican que en los últimos años se está produciendo, de hecho, un aumento de la temperatura media de la Tierra de algunas décimas de grado. Dada la enorme complejidad de los factores que afectan al clima es muy difícil saber si este ascenso de temperatura entra dentro de la variabilidad natural (debida a factores naturales) o si es debida al aumento del efecto invernadero provocado por la actividad humana.


Para analizar la relación entre las diversas variables y los cambios climáticos se usan modelos computacionales de una enorme complejidad. Hay diversos modelos de este tipo y, aunque hay algunas diferencias entre ellos, es significativo ver que todos ellos predicen relación directa entre incremento en la temperatura media del planeta y aumento de las concentraciones de gases con efecto invernadero.



Como se citaba en la Introducción la misma IPCC, la institución más relevante en el estudio de este problema y que hasta el año 1995 no había confirmado relación entre los dos fenómenos, en su informe de 1995 incluye un párrafo muy cauto pero significativo:

"el conjunto de evidencias sugiere un cierto grado de influencia humana sobre el clima global"


Consecuencias del cambio climático


No es posible predecir con gran seguridad lo que pasaría en los distintos lugares, pero es previsible que los desiertos se hagan más cálidos pero no más húmedos, lo que tendría graves consecuencias en el Oriente Medio y en África donde el agua es escasa. Entre un tercio y la mitad de todos los glaciares del mundo y gran parte de los casquetes polares se fundirían, poniendo en peligro las ciudades y campos situados en los valles que se encuentran por debajo del glaciar. Grandes superficies costeras podrían desaparecer inundadas por las aguas que ascenderían de 0,5 a 2 m., según diferentes estimaciones. Unos 118 millones de personas podrían ver inundados los lugares en los que viven por la subida de las aguas.


Tierras agrícolas se convertirían en desiertos y, en general, se producirían grandes cambios en los ecosistemas terrestres. Estos cambios supondrían una gigantesca convulsión en nuestra sociedad, que en un tiempo relativamente breve tendría que hacer frente a muchas obras de contención del mar, emigraciones de millones de personas, cambios en los cultivos,

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Ciencias Ambientales - Gases de Efecto Invernadero de Origen Antrópico

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 Gases de Efecto Invernadero de Origen Antrópico

 

DIOXIDO DE CARBONO (C02)

La principal fuente de emisión de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera es la quema de combustibles fósiles y biomasa (gas natural, petróleo, combustibles, leña) en procesos industriales, transporte, y actividades domiciliarias (cocina y calefacción). Los incendios forestales y de pastizales constituyen también una fuente importante de CO2 atmosférico. La concentración del CO2 atmosférico subió desde 280 ppm en el periodo 1000 - 1750, a 368 ppm en el año 2000, lo que representa un incremento porcentual de 31%. Se estima que la concentración actual es mayor que ocurrida durante cualquier periodo en los últimos 420.000 años, y es muy probable que también sea el máximo de los últimos 20 millones de años.

Cabe hacer presente que el carbono en la atmósfera en la forma de CO2 constituye una porción muy pequeña del total de este elemento en el sistema climático. La figura muestra los principales reservorios de carbono en el sistema y los flujos anuales que entre ellos ocurren. El carbono contenido en la atmósfera se estima en 730 PgC mientras que el CO2 disuelto en los océanos es del orden de 38.000 PgC. Por otra parte, en el sistema terrestre se estima que existen unos 500 PgC en las plantas, y que son fijados en la forma de carbohidratos en el proceso de fotosíntesis, y otros 1.500 PgC en materia orgánica en diferente estado de descomposición. Eventualmente todo el carbono transferido desde la atmósfera a la biosfera es devuelto a ella en la forma de CO2 que se libera en procesos de descomposición de la materia vegetal muerta o en la combustión asociada a incendios de origen natural o antrópico.

A nivel anual, los flujos de carbono atmósfera-océano y atmósfera-sistema terrestre son aproximadamente nulos. Esto significa que unos 90 PgC se intercambian en ambos sentidos entre la atmósfera y los océanos y unos 120 PgC entre la atmósfera y el sistema terrestre. Cabe hacer notar que estos intercambios representan una fracción considerable del total acumulado en la atmósfera, por lo cual es importante conocer la forma como la actividad humana puede modificarlos.

 

 

 

Se estima que entre 1990 y 1999 el hombre emitió a la atmósfera un promedio de 6.3 PgC de carbono por año (1 PgC = 1 Peta-gramo de carbono = 1000 millones de toneladas). Por otra parte, en el mismo periodo la tasa anual de traspaso de carbono atmosférico hacia la biosfera se estimó en 1.4 PgC/año, y hacia el océano en unos 1.9 PgC/año. De esta forma el hombre contribuyó a aumentar la concentración del carbono en el reservorio atmosférico a una tasa de 3.0 PgC/año durante este periodo.

 

Referencia figura: informe IPCC 2001

 

METANO (CH4)


La principal fuente natural de producción de CH4 son los pantanos. El CH4 se produce también en la descomposición anaeróbica de la basura en los rellenos sanitarios; en el cultivo de arroz, en la descomposición de fecas de animales; en la producción y distribución de gas y combustibles; y en la combustión incompleta de combustibles fósiles. Se estima que su concentración aumentó entre 700 ppb en el periodo 1000 - 1750 y 1750 ppb en el año 2000, con un aumento porcentual del 151% (incertidumbre de +/- 25%)

 

DIOXIDO DE NITROGENO (NO2)


El aumento del NO2 en la atmósfera se deriva parcialmente del uso creciente de fertilizantes nitrogenados. El NO2 también aparece como sub-producto de la quema de combustibles fósiles y biomasa, y asociado a diversas actividades industriales (producción de nylon, producción de ácido nítrico y emisiones vehiculares). Un 60% de la emisión de origen antropogénico se concentra en el Hemisferio Norte. Se estima que la concentración de NO2 atmosférico creció entre 270 ppb en el periodo 1000 - 1750, a 316 ppb en el año 2000 (un 17 +/-5% de aumento)

 

 

 

 

OZONO TROPOSFERICO Y ESTRATOSFERICO (O3)


El ozono troposférico se genera en procesos naturales y en reacciones fotoquímicas que involucran gases derivados de la actividad humana. Su incremento se estima en un 35% entre el año 1750 y el 2000, aunque con una incertidumbre de +/- 15%. El ozono estratosférico es de origen natural y tiene su máxima concentración entre 20 y 25 km de altura sobre el nivel del mar. En ese nivel cumple un importante rol al absorber gran parte de la componente ultravioleta de la radiación solar. Se ha determinado que compuestos gaseosos artificiales que contienen cloro o bromo han contribuido a disminuir la concentración del ozono en esta capa, particularmente alrededor del Polo Sur durante la primavera del Hemisferio Sur (información adicional sobre este tema en la sección "Estructura y composición de la atmósfera").

 

HALOCARBONOS


Los halocarbonos son compuestos gaseosos que contienen carbono y algunos de los siguientes elementos: cloro, bromo o flúor. Estos gases, que fueron creados para aplicaciones industriales específicas, han experimentado un significativo aumento de su concentración en la atmósfera durante los últimos 50 años. Una vez liberados, algunos de ellos son muy activos como agentes intensificadores del efecto invernadero planetario. Como resultado de la larga vida media de la mayoría de ellos, las emisiones que se han producido en los últimos 20 o 30 años continuarán teniendo un impacto por mucho tiempo.

 

 

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Ciencias Ambientales - Gases de Efecto Invernadero y su Impacto

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Gases de Efecto Invernadero y su Impacto

El sistema climático de la Tierra, en el cual se integran la atmósfera, la hidrosfera (océanos, lagos, ríos), la criosfera (glaciares y campos de hielo) y la biosfera (terrestre y marítima) ha experimentado cambios significativos desde la era pre-industrial, tanto a nivel global como regional. Algunos de estos cambios son atribuibles, al menos en forma parcial, a actividades humanas.

 

GASES DE EFECTO INVERNADERO Y SU IMPACTO

El clima de la Tierra está condicionado por la presencia de gases naturales de efecto invernadero, que absorben parcialmente la emisión de radiación infrarroja que emite la superficie, re-emitiendo radiación del mismo tipo (infrarroja), tanto al espacio exterior como hacia la superficie. Estos gases, entre los cuales están el dióxido de carbono (CO2), el vapor de agua y el ozono (O3), regulan la temperatura del planeta, contribuyendo que a nivel del mar ésta sea considerablemente mayor que la que se observaría si la atmósfera no tuviera estos componentes.

El efecto invernadero ha estado siempre presente desde el momento que se formó la atmósfera, contribuyendo en forma determinante al desarrollo de la vida sobre la Tierra. Lo que está en juego por acción del hombre es su intensificación, y el impacto negativo que esto puede representar. Para una descripción más completa de este fenómeno ver Estructura y Composición de la Atmósfera en la sección Temas.

La actividad del hombre, principalmente la actividad industrial, ha producido una significativa emisión a la atmósfera de gases de efecto invernadero, que no estaban presentes en la era pre-industrial. Su capacidad de influir sobre el clima global se explica por la larga vida media de muchos de ellos, que a pesar de una emisión localizada, terminan distribuyéndose en toda la atmósfera.

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Ciencias Ambientales - La Atmósfera - Su Papel Protector y Contaminación

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 La Atmósfera Su Papel Protector y Contaminación

 

Todos los procesos que tienen lugar sobre nuestro planeta, excepto los fenómenos radiactivos y los originados por el calor interno de la Tierra, tienen su origen último en la energía que dimana del Sol. Las radiaciones solares calientan los continentes y los océanos, especialmente en las zonas de los trópicos, estableciendo un gradiente de temperaturas entre los polos y el ecuador, que provoca un complicado sistema de corrientes circulatorias, marinas y atmosféricas. Sin embargo, la acción de la atmósfera ofrece asimismo un papel protector, puesto que el ozono actúa a modo de filtro ante las longitudes de onda más energéticas de la radiación ultravioleta procedente del Sol, que pueden resultar letales. Otra acción atmosférica importante es el efecto invernadero, que mantiene la temperatura global media de la Tierra dentro de los límites de habitabilidad.

En estos días posteriores a la celebración de la Cumbre de la Tierra, hemos de aprovechar la actitud más receptiva de los dirigentes de los países más desarrollados hacia las alteraciones de la atmósfera debidas a la contaminación, causantes de diversos daños, para demandar las posibles medidas de seguridad que debemos adoptar de forma inmediata si verdaderamente queremos seguir contando con la protección de nuestra atmósfera.


2. Composición de la atmósfera


La atmósfera, masa de aire que envuelve a la Tierra y alienta la vida, es una mezcla gaseosa desarrollada a lo largo de 4500 millones de años. Está constituida principalmente por nitrógeno (78%), oxígeno (21%), argón (0,9%), dióxido de carbono (0,03%), vapor de agua, (en cantidad variable, aumentando con la temperatura) y trazas de hidrógeno, ozono, metano, monóxido de carbono y gases nobles. En ocasiones, amoníaco, sulfuro de hidrógeno y óxidos de azufre y nitrógeno, sobre todo cerca de los volcanes, arrastrados por la lluvia o la nieve.

La actual mezcla de gases ha sufrido una lenta evolución, pues la atmósfera primigenia debió de estar compuesta únicamente de emanaciones volcánicas de vapor de agua, dióxido de carbono, azufre y nitrógeno, sin rastro apenas de oxígeno. Hace unos 570 millones de años, el contenido en oxígeno de la atmósfera y los océanos aumentó lo bastante como para permitir la existencia de la vida marina y la evolución de animales terrestres capaces de respirar aire.


Hasta unos 80 km sobre el nivel del mar la composición de la atmósfera es sustancialmente la misma que cerca del suelo, gracias a las corrientes atmosféricas. La capa atmosférica entre 19 y 48 km tiene un mayor contenido en ozono, producido por la radiación ultravioleta del Sol. Pero, incluso en ese estrato, el porcentaje es sólo de un 0,001% en volumen.


La atmósfera se divide en varios niveles. En la capa inferior,
troposfera, hasta unos 8 a 18 km, la temperatura disminuye con la altura y se forman las nubes. A continuación encontramos la estratosfera, cuya temperatura aumenta ligeramente con la altitud. En su parte superior (la capa de ozono) la temperatura aumenta más rápidamente, y a unos 50 km sobre el nivel del mar, es prácticamente igual a la de la superficie terrestre. El estrato llamado mesosfera, desde los 50 a los 80 km, se caracteriza por un marcado descenso de la temperatura. A partir de los 80 km, las radiaciones solares ionizan la atmósfera, que se convierte en conductora de la electricidad. Esta capa, que se extiende hasta los 640 km, recibe el nombre de ionosfera o termosfera, pues alcanza altas temperaturas. Tras ella se extiende la exosfera hasta unos 9600 km, que podríamos considerar el límite de la atmósfera.

En torno a los 5,6 km la presión atmosférica es de unos 380 mm de Hg, es decir, la mitad de todo el aire presente en la atmósfera se encuentra por debajo de este nivel, mientras que a una altitud de 80 km la presión es sólo de 0,007 mm de Hg.


3. Balance energético terrestre y circulación atmosférica


La radiación solar se mide con piroheliómetros. La luz solar incide sobre la superficie ennegrecida de un disco de platino, aislado contra el calor, con un termómetro muy sensible. Conocido el aumento de temperatura se puede calcular el número de calorías absorbidas, arrojando un valor medio de 1,938 cal/min cm
2, denominado constante solar.

No obstante, la existencia de los casquetes de hielo polares y del caluroso ecuador terrestre, además de las diferencias de temperaturas entre verano e invierno, son debidas a los diferentes ángulos con que los rayos solares alcanzan la superficie de la Tierra. Al incidir más radiación solar por unidad de superficie, las temperaturas de las regiones cercanas al ecuador serán más altas que en las polares. Cada seis meses, la orientación del eje terrestre permite una inversión en las estaciones, al darse unas condiciones contrarias en cada hemisferio.


Además, el calentamiento desigual de la superficie terrestre por el Sol provoca una compleja circulación atmosférica que produce la transferencia de calor desde las regiones más cálidas hacia los polos. En los trópicos, la circulación atmosférica sigue un patrón meridional, llamado célula tropical de Hadley, en el que el aire desciende en cinturones situados en torno a los 30º de latitud Norte y los 30° de latitud Sur y asciende en las inmediaciones del ecuador. A latitudes medias y altas, los rasgos más notables de la circulación atmosférica, que casi siempre procede del Oeste, son los ciclones y anticiclones migratorios. Los continentes ejercen también una notable influencia en el hemisferio norte, donde el contraste entre la temperatura de las masas terrestres y la de los océanos es máximo. La corriente en chorro es una banda estrecha de viento del Oeste de alta velocidad que sigue un curso ondulante de Oeste a Este. Sopla a una altitud media de 12200 km en invierno y de 13700 km en verano con una velocidad del viento que puede superar los 400 km/h.

4. Papel protector de la atmósfera


Existe un efecto invernadero “natural”, como resultado de la envoltura de aire que nos rodea, beneficioso, y que tenemos que diferenciar del provocado por la actividad humana.


La mayor parte de la energía del Sol se emite en el espectro visible. Esta radiación atraviesa la atmósfera y es absorbida en parte, calentando la capa superior de continentes y océanos. Como sabemos, todo cuerpo radia calor en función de su temperatura, siendo dicha emisión de frecuencias menores (y longitudes de onda mayores) cuanto menor sea la temperatura. Puesto que la superficie terrestre posee una temperatura muy inferior al Sol, radiará energía electromagnética de longitudes de onda más largas, en la banda del infrarrojo. Esta radiación es absorbida por el vapor de agua y el dióxido de carbono presentes en la atmósfera y es la responsable del calentamiento natural del aire. En esto consiste el efecto invernadero.


No es menos importante para nosotros la acción de la capa de ozono, que protege la vida del planeta absorbiendo la radiación ultravioleta cancerígena procedente del Sol. Su importancia es, por lo tanto, inestimable. Sin embargo, en la década de 1970, se descubrió que ciertos productos químicos llamados
clorofluorocarbonos, o CFC, usados como propelentes en los aerosoles, representaban una posible amenaza para dicha capa. Se descomponen por acción de la luz solar y el cloro destruye las moléculas de ozono. Actualmente existe un acuerdo internacional para limitar el uso de dichos productos y otros similares.

5. Alteraciones debidas a la contaminación


Las impurezas naturales del aire se presentan, principalmente, en forma de polvo. Constituyen aerosoles cuyas partículas en suspensión tienen un diámetro medio de 0,01 a 0,1 µ m y proceden de las actividades volcánicas, de las corrientes de aire en forma de torbellinos que actúan sobre el suelo y de la acción del viento sobre las gotas de agua del mar.


Las impurezas artificiales se localizan fundamentalmente en las zonas industriales y en las ciudades y proceden de la combustión de carburantes fósiles, principalmente, y de la contaminación industrial. El dióxido de carbono generado por el uso de combustibles fósiles puede provocar un aumento del efecto invernadero. Otros productos también contribuyen a este efecto y serían más peligrosos de no tratarse de componentes minoritarios, como clorofluorocarbonos, monóxido de dinitrógeno y metano.


La industria química genera decenas de miles de productos diferentes, la mayor parte de los cuales acaba en la atmósfera. Los más importantes son: disolventes clorados, compuestos cloroaromáticos, fluorocarbonados y metálicos, normalmente partículas sólidas. Muchos de estos productos son pesticidas y acaban incorporándose a la cadena alimenticia a través de los herbívoros.


6. Procesos químicos en la atmósfera


a) Procesos químicos en la estratosfera


Formación de ozono por acción de la radiación ultravioleta solar sobre el oxígeno. La concentración de ozono depende de la de O
2, que disminuye con la altura, y de la cantidad de luz muy energética, que aumenta con la altura. Por tanto, será mayor en altitudes intermedias, con un máximo a unos 20 km de altura. Los gases como el metano, los óxidos de nitrógeno y los CFC emitidos a la troposfera se fotodisocian dando especies capaces de detruir el ozono y el oxígeno.

b) Procesos químicos en la troposfera


Los radicales OH son unos oxidantes poderosos que originan un proceso semejante a la combustión, pero a temperaturas mucho menores. Su precursor es el ozono estratosférico ecuatorial, arrastrado por las masas de aire hacia abajo (troposfera) y a los polos, originando radicales OH por efecto de la luz solar.


El agua de lluvia tiene un pH de 5,6 debido a la disolución del dióxido de carbono atmosférico originando ácido carbónico débil, que confiere a la lluvia una ligera acidez que no es perjudicial. Sin embargo, gases, como los óxidos de azufre y de nitrógeno emitidos por las centrales térmicas y los escapes de los vehículos a motor junto con el sulfuro de hidrógeno, al hidrolizarse producen ácidos que son transportados por la circulación atmosférica y caen a tierra, arrastrados por la lluvia y la nieve en la llamada lluvia ácida, o en forma de depósitos secos, que pueden alcanzar un pH inferior a 4,5, dañino para el suelo. Además, la lluvia ácida corroe los metales, desgasta los edificios y monumentos de piedra, daña y mata la vegetación y acidifica lagos y corrientes de agua, sobre todo en ciertas zonas del noreste de Estados Unidos y el norte de Europa.


7. Contaminación urbana


La mayoría de los residuos volátiles se quedan en la capa de mezcla, una zona turbulenta de unos cientos de metros, fruto del contacto del aire y el suelo, que diluye los contaminantes. Tan sólo si el aporte es alto y continuado, y las condiciones climáticas lo favorecen, pueden estancarse el tiempo suficiente. Esto ocurre normalmente en las grandes ciudades y en los polígonos industriales.


El relieve abrupto propio del paisaje urbano favorece la retención de los contaminantes. Además se produce una elevación de temperatura debida al asfalto, al aporte de calor de la industria, al tráfico, a la calefacción doméstica, y a las partículas en suspensión, especialmente las procedentes de la combustión de carburantes fósiles. Éstas últimas absorben la radiación infrarroja del suelo ocasionando una inversión térmica que impide la mezcla vertical. Resulta así un estancamiento que acumula las partículas suspendidas favoreciendo la nucleación y formación de nieblas (smog o niebla de humo), especialmente cuando la humedad ambiental es alta, que pueden producir irritaciones de las mucosas y problemas respiratorios graves.


8. Medidas de protección


Afortunadamente, la atmósfera posee una capacidad natural de autodepuración. De entre los procesos que reducen la contaminación del aire cabe destacar la acción del vapor de agua y las precipitaciones. En el aire saturado de vapor de agua, como sucede, por ejemplo, cuando hay temperaturas bajas, tanto el polvo fino como muchas sustancias gaseosas solubles, entre las que se encuentra el dióxido de azufre, precipitan igual que si fueran arrastradas por la lluvia o la nieve. Otro proceso que elimina contaminantes del aire es el simple contacto de la atmósfera y el suelo, bien sea por adsorción o por transformaciones químicas y bioquímicas, como la captación de SO
2 y NO2 por las plantas.

Gracias a los fenómenos naturales de limpieza del aire se logra reducir el tiempo de permanencia de las sustancias contaminantes en grados muy significativos. Así, para sustancias solubles como SO
2, NO2, NH3 y HF que permanecerían durante años, los tiempos se reducen a días.

Existen además procedimientos para reducir la contaminación industrial, como:

Separar el contaminante del efluente y reciclarlo, si ello es posible, o inertizarlo.

Por ejemplo, eliminando de ciertos procesos sustancias perjudiciales (el plomo en la gasolina).


Purificar las materias primas.

Así, en el empleo de combustibles, las medidas para reducir al máximo las emisiones de SO
2, óxidos de nitrógeno, dioxinas, furanos y polvo afectan al tratamiento del carbón y los otros combustibles y al proceso de combustión.

En cuanto al carbón, el lavado tradicional sólo permitía eliminar la fracción mineral del azufre contenido en el mismo, pero no la fracción orgánica. Mediante la aplicación de microorganismos se alcanza una depuración del orden del 90%. Gasificando el carbón, es decir, sometiéndolo en un reactor a la acción del vapor de agua a alta temperatura con inyección de aire, se obtiene el llamado gas de síntesis, con lo que no sólo desaparece la emisión de SO
2, sino también la de los óxidos de nitrógeno.

El sistema de depuración más eficaz, válido para carbón, fuel y residuos industriales o urbanos, comprende cuatro técnicas básicas, que se combinan según el tipo de combustión y de combustible. Aplicándolas de manera sucesiva, los gases de combustión recorren el siguiente circuito: primero pasan por la cámara de poscombustión, donde se efectúa la cremación a unos 1000 °C de las sustancias tóxicas que contienen y, acto seguido, llegan al filtro de cenizas, un filtro de tela o placas electrizadas a una tensión de unos 25000 V que retiene las partículas sólidas ionizándolas. Después pasan al reactor catalítico, donde sufren la acción de silicatos o de ciertos óxidos metálicos, que permite descomponer los óxidos de nitrógeno, los furanos o las dioxinas, formados de nuevo al acabar la poscombustión. Este tratamiento también se aplica a los gases de escape de los vehículos. Finalmente, llegan al dispositivo lavador para disolver o neutralizar compuestos como el ácido clorhídrico o el dióxido de azufre mediante lavados por proyección de agua, sosa, cal, etc., sobre los gases.


En el proceso de combustión, las innovaciones se refieren a ciertas modificaciones de las calderas o del mismo proceso. Una de ellas consiste en la adición de absorbentes como la cal, que retiene el azufre, o la aplicación de una corriente de aire ascendente que reduce la temperatura de combustión y, por tanto, la formación de óxidos de nitrógeno. Otro método es la combustión catalítica, donde la superficie de la cámara de combustión actúa como catalizador para reducir la cantidad de óxidos de nitrógeno.

Buscar sustitutos degradables naturalmente.

Por ejemplo, sustituyendo los clorofluorocarbonos (CFC) por isopropano u otros compuestos en los circuitos de refrigeración. Otro caso es la sustitución del carbón y el fuel por gas en las calefacciones

Adoptar tecnologías limpias.

En este último sector, destacan los sistemas de inyección estratificada de carburante en los motores, combinados con regulación electrónica, y otros procedimientos, como los motores rotativos, destinados a reducir el consumo de combustible y las emisiones de gases.


Obviamente, la mejora de la técnica de combustión no resuelve el problema de la emisión de CO
2, para lo cual es necesario fomentar el empleo de otras fuentes de energía en los procesos donde su uso sea viable. De este modo, una solución más radical la proporcionan los motores eléctricos para vehículos urbanos, alimentados con baterías, si bien éstas deben perfeccionarse todavía mucho hasta lograr que los vehículos tengan suficiente autonomía. Y, en general, disminuir el empleo de combustibles fósiles mediante el desarrollo de la energía nuclear y de energías renovables.

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