La atmsfera es la capa gaseosa que rodea la Tierra; en funcin de distintas caractersticas (densidad, temperatura, reaccione

La contaminacin atmosfrica

Ingeniera Sanitaria. ITOP

La atmsferaLa atmsfera es la capa gaseosa que rodea la Tierra; en funcin de distintas caractersticas (densidad, temperatura, reacciones qumicas que ocurren, radiaciones incidentes y reflejadas, etc.), se distinguen varias capas. No obstante, desde el punto de vista de la calidad de la atmsfera, interesan especialmente las dos capas ms prximas a la superficie terrestre, es decir, la troposfera y la estratosfera; ms all se extienden otras regiones (mesosfera, termosfera o ionosfera, exosfera y magnetosfera), hasta ms all de unos 2000 Km. de la superficie terrestre.

La troposfera tiene un espesor medio de poco ms de 10 Km. oscilando entre unos 7000 metros en los Polos y alrededor de 17000 en la regin ecuatorial, por lo que es, en comparacin con el total de la atmsfera, una capa delgada, a pesar de lo cual rene las tres cuartas partes de su masa total. En esta capa ocurren los fenmenos meteorolgicos y es donde tienen lugar los movimientos horizontales y verticales del aire. La densidad y la temperatura del aire descienden con la altura.

La estratosfera es una capa que llega hasta una altura de alrededor de 50 Km. y contiene la llamada capa de ozono, una regin con una densidad relativamente superior de ozono (O3), que absorbe la radiacin ultravioleta, lo cual resulta de gran importancia para el mantenimiento de la vida terrestre tal y como es actualmente.

El intercambio de gases entre la troposfera y la estratosfera es muy limitado, debido a la existencia de una capa de inversin trmica entre ambas regiones. Tambin es lento el intercambio de gases y partculas entre los hemisferios norte y sur de la troposfera, en este caso debido al rgimen de circulacin atmosfrica.

La contaminacin del aire es un problema de importancia en la mayor parte de las ciudades y frecuentemente es un problema de dimensiones regionales y transfronterizas. La atmsfera recibe emisiones naturales y de origen humano y, aunque existen mecanismos naturales de depuracin, stos se desbordan en ocasiones debido a la concentracin de determinados contaminantes. Adems, se ha generado una problemtica de orden global a partir de determinados contaminantes.

RadiacionesEl principal origen de las radiaciones incidentes en la Tierra es el Sol. La radiacin solar tiene en su mayor parte una longitud de onda de entre 200 y 2000 nm e incluye, por tanto, los espectros ultravioleta, visible e infrarrojo.

Los distintos gases que conforman la atmsfera absorben hasta un 20% de la radiacin solar incidente. Las radiaciones de mayor energa -es decir, las de menor longitud de onda-, son absorbidas en las capas ms externas de la atmsfera, provocando reacciones de fotodisociacin y fotoionizacin. A menor altura, en la estratosfera, el ozono se encuentra presente en densidad elevada y absorbe los rayos ultravioleta de mayor longitud de onda -hasta 340 nm- y en la troposfera, los gases invernadero -dixido de carbono especialmente, pero tambin metano, monxido de dinitrgeno y otros-, absorben parte de la radiacin infrarroja. Como resultado de estos procesos de absorcin, la mayor parte de la radiacin que incide en la superficie terrestre pertenece a la regin del espectro visible.

Por otra parte, tambin en la atmsfera se producen dispersin y reflexin de la radiacin solar, de hasta un 30% de la incidente. Casi las tres cuartas partes de la reflexin y dispersin se debe a las nubes, por lo que hay variaciones locales y estacionales en estos procesos; el resto es dispersado por los aerosoles atmosfricos.

Por consiguiente, alrededor de un 50% de la radiacin solar llega efectivamente a la superficie terrestre. Por otra parte, tambin sta emite radiacin, en la regin del infrarrojo y, en menor medida, por procesos convectivos y de circulacin atmosfrica del agua; por estos procesos, la superficie terrestre pierde temperatura. No obstante, al igual que ocurre con la radiacin incidente, los gases de efecto invernadero presentes en la atmsfera absorben parte de la radiacin emitida en el infrarrojo y posibilitan el mantenimiento de una temperatura mnima adecuada para la vida en las regiones ms bajas de la troposfera; es lo que se denomina efecto invernadero natural.

El proceso por el que se produce la absorcin de radiacin infrarroja es mediante la afeccin al momento dipolar de las molculas gaseosas. Puesto que dicho momento es nulo en los gases ms abundantes en la atmsfera (oxgeno y nitrgeno moleculares), no absorben la radiacin infrarroja. Ese momento, sin embargo, s queda afectado en molculas biatmicas heteronucleares (monxido de carbono, monxido de nitrgeno y cloruro de hidrgeno) y en las poliatmicas (dixido de carbono, agua, compuestos clorocarbonados, xidos de nitrgeno, etc.). Por lo tanto, el incremento de la concentracin de compuestos con momento molecular dipolar supondr un mayor efecto invernadero, con las consecuencias que se tratarn ms adelante.

Procesos fotoqumicos

La radiacin ultravioleta, en especial la de menor longitud de onda, es muy energtica, por lo que al ser absorbida por los gases atmosfricos, provoca procesos fotoqumicos, formndose molculas excitadas, iones y radicales libres.

Las molculas excitadas tienen una vida corta y liberan de nuevo la energa por radiacin, disocindose, ionizndose o reaccionando con otros elementos o molculas.

Los radicales libres son muy reactivos y se forman por fotolisis de diversas molculas, en especial agua y ozono y, en menor medida de cido nitroso, monxido de carbono, dixido de azufre, metano y monxido de nitrgeno:

H2O + hv OH- + H+ HNO2 + hv OH- + NO O3 + hv O2 + O-H2O + O- 2 OH-

El radical ms comn es el hidroxilo (HO-), pero tambin se forman otros tales como el metilperxido o el oxiperxido. Posteriormente, estos radicales intervienen en otras reacciones en las que los reactivos son otros gases que se encuentran presentes en la atmsfera, bien sea de forma natural, bien va antropognica.

La fotoionizacin se produce por absorcin de luz, generalmente ultravioleta, y prdida de la energa por radiacin de un electrn; como consecuencia se generan tomos o molculas ionizadas de las especies presentes, principalmente oxgeno molecular o atmico, nitrgeno, monxido de nitrgeno o hidrgeno.

La fotodisociacin genera, igualmente por prdida de energa, tomos a partir de diferentes molculas, como oxgeno, nitrgeno, xidos de nitrgeno, agua, etc.

Finalmente, la absorcin de radiacin ultravioleta de longitud de onda comprendida entre 240 y 300 nm en la capa de ozono estratosfrica produce una serie de reacciones cclicas con absorcin de energa, emisin de calor y regeneracin del ozono inicial:

O2 + hv 2OO + O2 O3 + calorO3 + hv O2 + O-O + O O2 + calor

En la primera de las reacciones, la luz es de 240 nm de longitud de onda, mientras que en la tercera es de entre 240 y 300 nm.

Clima

Se encuentra determinado fundamentalmente por la aportacin energtica del Sol y por la circulacin global, tanto a nivel atmosfrico como a nivel ocenico e influye, adems, la presencia de nubes y de aerosoles. El sistema es muy dinmico, presentando interacciones entre atmsfera, ocano y biosfera, aparte de reacciones qumicas en la atmsfera; adems, existen fenmenos de retroalimentacin entre la circulacin atmosfrica, las nubes y partculas y las temperaturas, por un lado, y entre la concentracin de dixido de carbono, las temperaturas, la presin de vapor de agua y la cantidad de agua presente en la atmsfera, por otro.

Ciclos biogeoqumicosLa composicin qumica de la atmsfera depende de procesos biogeoqumicos cclicos, que afectan a los diferentes elementos y que, en ocasiones, se encuentran interconectados; estos ciclos son los que, de manera global, mantienen relativamente constante la composicin de aquella.

Los principales ciclos son los siguientes:

1.- Ciclo del carbono.

Los reservorios de carbono son la corteza terrestre (rocas calcreas y combustibles fsiles), los ocanos (dixido de carbono disuelto y caparazones de moluscos), la biosfera (humus y seres vivos) y la atmsfera (dixido de carbono).

El ciclo es fundamentalmente gaseoso y orgnico, de tal manera que la movilizacin del carbono secuestrado en los diferentes tipos de rocas es muy lenta, al igual que el proceso inverso. Los organismos auttrofos sintetizan materia orgnica a partir del dixido de carbono disuelto en aire o agua, en su mayor parte mediante el proceso fotosinttico a partir de la luz solar. Se genera dixido de carbono por la respiracin de los seres vivos y descomposicin de la materia orgnica, as como por los procesos de combustin que afectan tanto a diferentes combustibles fsiles como a la materia vegetal.

El hombre interviene en el ciclo mediante la utilizacin masiva de combustibles fsiles, la deforestacin, el cambio de usos del suelo y la produccin de cemento, que origina la descomposicin de caliza. En estos procesos se emite dixido de carbono, que forma parte del ciclo, pero tambin se emiten otros gases que intervienen en l, tales como metano -en procesos de combustin, descomposicin de materia orgnica y determinados usos intensivos agrcolas (arroz) y ganaderos (rumiantes) - y monxido de carbono -originado principalmente por combustin incompleta-.

2.- Ciclo del nitrgeno.

Las principales reservas de nitrgeno son la atmsfera (fundamentalmente nitrgeno molecular pero tambin algunos compuestos de nitrgeno), suelos y materia viva y ocanos.

Se produce fijacin del nitrgeno atmosfrico tanto biolgica (por bacterias, hongos y microorganismos del suelo) y su posterior entrada en la red trfica y fsico-qumica, mediante descargas elctricas o actividades antropognicas, tales como combustiones a temperaturas elevadas y determinados procesos industriales. El nitrgeno vuelve a la atmsfera fundamentalmente por descomposicin de la materia orgnica. Otros gases que intervienen minoritariamente en el ciclo son el amoniaco, el monxido de nitrgeno y el dixido de nitrgeno.

El hombre interviene en el ciclo mediante procesos de combustin en vehculos de transporte y en generacin energtica y en procesos industriales tales como la fabricacin de abonos y de amoniaco.

3.- Ciclo del azufre.

Es un ciclo sedimentario en el que las principales reservas son el suelo y el agua y, en bastante menor medida, la atmsfera -sulfuro de hidrgeno y dixido de azufre y aerosoles de sulfato formados a partir de este ltimo-. Estos gases se originan tanto en erupciones volcnicas como en la descomposicin anaerbica de la materia orgnica, en el caso del sulfuro de hidrgeno. Ambos gases son fijados por diferentes microorganismos y, adems, las plantas superiores absorben el dixido de azufre.

En la atmsfera se produce cido sulfrico a partir del dixido de azufre, con participacin de radicales hidroxilo y perxido y en parte se neutraliza con partculas de amonaco y carbonato clcico. Tanto las partculas de sulfrico como sus sales son higroscpicas y actan como ncleos de condensacin, depositndose finalmente por el agua de lluvia o la nieve.

El hombre interviene en el ciclo a travs de la utilizacin de combustibles con azufre, de manera que se emiten cantidades masivas de dixido de azufre a la atmsfera, superiores a las emisiones naturales (se estimaron 58 millones de toneladas en 1999).

4.- Ciclo del oxgeno.

Es un ciclo gaseoso; la principal reserva es la atmsfera. Se origina en la fotosntesis y es eliminado en la respiracin, en procesos de combustin y en la descomposicin aerobia de la materia orgnica. El oxgeno interviene en diferentes procesos de oxidacin en la atmsfera y en la formacin del ozono estratosfrico.

El hombre interviene fundamentalmente sobre el ozono: en la troposfera incrementando su concentracin y en la estratosfera disminuyndola, en ambos casos a travs de la emisin de diversos contaminantes.

Contaminacin atmosfrica

Por contaminacin se entiende la incorporacin y permanencia temporal en la atmsfera de materias en cualquier estado, o de formas de energa, que sean ajenas a su composicin natural o se encuentren en proporcin superior a sta. Es decir, los contaminantes no tienen por qu ser exclusivamente sustancias slidas, lquidas o gaseosas y pueden ser contaminantes sustancias que se encuentren presentes en la composicin natural de la atmsfera.

Como emisin se conoce la concentracin de contaminantes que vierte un foco determinado, medido en la salida de ste. Por su parte, inmisin sera la concentracin de contaminantes presentes en una atmsfera determinada y a los que se encuentran expuestos seres vivos y materiales; los valores de inmisin dependen tanto de los valores de emisin como de los fenmenos de mezcla, transporte, deposicin y reacciones qumicas. Dado que los diferentes contaminantes no producen iguales efectos, se relativiza la importancia de uno concreto a travs de un factor de efecto, que lo pone en relacin al contaminante menos txico de todos ellos, el monxido de carbono. Multiplicando el factor de efecto por la masa emitida de cada contaminante, se tiene el efecto de emisin.

Dado que la atmsfera es un medio fluido, presenta una dinmica que hace poco previsibles la dispersin y el transporte de los contaminantes, de manera que no existe una relacin clara entre la cantidad de contaminantes que son emitidos y la presencia de stos en el aire en un momento y lugar determinados.

Tipos de contaminacin1.-Contaminacin fsica que, a su vez, puede ser de diferentes tipos:

contaminacin acstica: ruidos y vibraciones; se miden en decibelios (dB);

contaminacin por radiacin electromagntica, especialmente de baja frecuencia, que puede causar alteraciones fisiolgicas en seres vivos;

contaminacin radiactiva: existe cierto nivel radiactivo natural debido a la erosin; tambin se producen istopos radiactivos, especialmente 222Rn. La principal problemtica de las radiaciones viene dada por la gran dificultad para aislarlas.

Los efectos dependen de la energa de las radiaciones que, a su vez, dependen del elemento radiactivo en cuestin, de la longitud de onda y de la frecuencia. Su procedencia podra venir dada por el nmero de centrales nucleares de fisin, la propia minera extractiva de los combustibles y los centros de tratamiento de stos, as como por los depsitos de residuos y los procesos de fin de vida de las centrales.

2.- Contaminacin qumica: debida a contaminantes primarios, que son los emitidos directamente a la atmsfera (principalmente monxido de carbono, CO, xidos de nitrgeno, NOX, xidos de azufre, SO2, metano, CH4, y otros hidrocarburos o compuestos orgnicos voltiles, as como partculas; tambin otros tales como amonaco, NH3, sulfuro de hidrgeno, H2S, halgenos, dixido de carbono, CO2, metales en estado atmico, etc.) y secundarios, que son los producidos mediante reacciones de los anteriores entre s y/o con componentes naturales y radiaciones en el seno de la atmsfera (ozono, O3, oxidantes fotoqumicos, sulfatos, nitratos, cloratos, etc.).

Las unidades en que se expresa la contaminacin qumica son de dos tipos:

en volumen/volumen: partes por milln o ppm (cm3/m3) o partes por billn o ppb (mm3/m3)

en masa/volumen: mg/m3, o g/m3

3.-Contaminacin microbiolgica

ContaminantesHay un nmero elevado de contaminantes de origen antropognico; sin embargo, difieren segn su importancia cuantitativa o cualitativa o por sus efectos. stos pueden ser crnicos, que se asocian a niveles moderados de inmisin pero durante perodos dilatados de tiempo, y agudos, que son los producidos por niveles de inmisin elevados en un perodo de tiempo reducido. Tambin hay que considerar la naturaleza y la estructura de las fuentes contaminantes, as como la posterior evolucin de estas sustancias y de la posibilidad de que acten sinrgidamente.

Los principales grupos de contaminantes atmosfricos son: compuestos de azufre (SO2, H2S, H2SO4 mercaptanos, sulfuros, etc.), de nitrgeno (xidos -NOx-, amonaco, NH3, etc.), de carbono (CO, CO2, CH4, hidrocarburos), halgenos y compuestos derivados (Cl2, HCl, HF, clorofluorocarbonados, etc.), oxidantes fotoqumicos (ozono -O3-, perxidos, aldehdos, etc.) y partculas. Por otro lado, los contaminantes atmosfricos pueden clasificarse a partir de su procedencia en contaminantes primarios, que seran los que proceden directamente de una fuente de emisin y secundarios, que seran los originados en la atmsfera a partir de reacciones en las que se veran involucrados los anteriores

Monxido de carbono (CO) xidos de nitrgeno (NOx) Hidrocarburos o compuestos orgnicos voltiles y oxidantes fotoqumicos xidos de azufre (SOx) Sulfuro de hidrgeno (H2S) Partculas o aerosoles Dixido de carbono (CO2) Clorofluorocarbonos y anlogos Ozono Otros contaminantesMonxido de carbono (CO)

Caractersticas: gas incoloro, inodoro e inspido, menos denso que el aire y muy poco soluble en agua. Resulta txico a concentraciones elevadas en exposiciones cortas de tiempo

Fuentes: ms del 90% del CO atmosfrico proviene de fuentes naturales, de manera muy especial la oxidacin del metano. Entre las fuentes antropognicas destaca el transporte y, en menor medida, las plantas de combustin, las instalaciones de tratamiento y distribucin de combustibles fsiles. No obstante, el aumento de la cabaa ganadera provoca tambin un incremento del metano en la atmsfera, que es producido en la digestin de los rumiantes.

Procesos de formacin:

1. Combustin incompleta de compuestos carbonados: la principal causa de emisin de CO, tiene lugar en dos etapas, ocurriendo la primera a velocidad muy superior a la de la segunda, por lo que la emisin de CO es ordinariamente elevada: 2 C + O2 2 CO 2 CO + O2 2 CO22. Reaccin entre CO2 producido en combustin y el carbono del combustible, a temperaturas muy elevadas, en diversos procesos industriales: C + CO2 2 CO3. Disociacin de CO2 a temperatura elevada: CO2 CO + OEvolucin:

1. Oxidacin a CO2 en la atmsfera, a partir de radicales hidroxilo procedentes, a su vez, de la reaccin entre agua y oxgeno, que proviene de la descomposicin fotoqumica del ozono: O3 + hv O- + O2 H2O + O- 2 HO- 2 CO + HO- CO2 + H-2. Eliminacin biolgica, por absorcin de CO por hongos en el suelo y por plantas superiores, que lo oxida a dixido de carbono.Efectos:Principalmente sobre animales con sistema respiratorio basado en hemoglobinas, que tienen una afinidad superior por el CO que por el oxgeno, formndose carboxihemoglobina. En funcin de la concentracin de sta en sangre, los efectos van incrementndose (a partir de 2-5%, afecta a la vista y algunas funciones psicomotoras; entre 5 y 10% se producen alteraciones cardiacas y pulmonares; por encima del 10%, cefaleas, fatiga, somnolencia y, a concentracin elevada, coma, fallo respiratorio y muerte). La concentracin de carboxihemoglobina en sangre depende de la concentracin de CO en la atmsfera a la que se est expuesto, expresada en ppm, segn la ecuacin % COHb en sangre = 0.16 * [CO] + 0.5

xidos de nitrgeno (NOx)De los ocho xidos que puede formar el nitrgeno, slo tres aparecen en la atmsfera, ya que el resto son inestables: monxido de dinitrgeno (N2O), monxido de nitrgeno (NO) y dixido de nitrgeno (NO2), los tres en estado gaseoso.

Caractersticas:

N2O, incoloro, no txico ni inflamable

NO, incoloro e inodoro, no inflamable, txico, que interviene en procesos fotoqumicos troposfricos

NO2, pardo-rojizo, txico y asfixiante, que interviene en procesos fotoqumicos troposfricos.

Fuentes: El N2O procede fundamentalmente de fuentes naturales y actividades agrcolas; la principal es la desnitrificacin microbiana del nitrgeno de origen proteico. El NO y el NO2 tienen un origen principalmente antropognico, en especial en reacciones de combustin a temperatura elevada.

Proceso de formacin a travs de dos reacciones, siendo la primera muy endotrmica, es decir, que slo ocurre a temperatura muy elevada; el equilibrio de la segunda se desplaza de forma rpida hacia la izquierda conforme se reduce la temperatura, por lo que es de esperar una mayor proporcin de NO: N2 + O2 2NO 2 NO + O2 2 NO2

Ciclo fotoltico de los xidos de nitrgeno: ocurre en la atmsfera, por accin de la luz solar (hv, de longitud de onda, = 380 nm), incrementndose la proporcin de NO presente y apareciendo el ozono como contaminante secundario: NO2 + hv O + NO O2 + O O3 O3 + NO NO2 + O2

Evolucin en la atmsfera:

Oxidacin diurna, a partir de radicales hidroxilo (HO-) e hidroxiperoxilo (HO2-), que se ve favorecida en reas con presencia de monxido de carbono: HO- + NO HNO2 HO- + NO2 HNO3 HO2- + NO NO2 + HO- HO2- + NO2 O2 + HNO2

Oxidacin nocturna, a partir de ozono: O3 + NO2 NO3 + O2 NO3 + NO2 2 HNO3

Eliminacin en el suelo.

Efectos: afeccin a la fotosntesis, clorosis, lesiones y necrosis en plantas; en animales es ms txico el NO2 que, a concentracin relativamente elevada, causa irritacin ocular y respiratoria, posteriormente problemas respiratorios, edemas pulmonares y muerte; los xidos de nitrgeno y nitratos derivados afectan tambin a tintes y fibras textiles y aleaciones de cupronquel. La principal problemtica viene dada por la contribucin de estos xidos al smog o niebla fotoqumica, as como por la formacin de cido ntrico y de lluvia cida por disolucin de ste; en la estratosfera, contribuyen a la destruccin de la capa de ozono.

Hidrocarburos o compuestos orgnicos voltiles y oxidantes fotoqumicos

En principio son contaminantes primarios muy diversos, entre los que destaca el metano -CH4- , que forman posteriormente oxidantes fotoqumicos, con efectos ms acusados y graves. De stos, los ms importantes parecen ser el ozono y los nitratos de peroxiacilo y de peroxibenzolo.

Fuentes: la mayor parte del metano tiene origen natural, a partir de la descomposicin anaerobia de la materia orgnica y, en menor medida, de las actividades agrcolas, el tratamiento y eliminacin de residuos y de combustibles fsiles; tambin es producido por los rumiantes. El resto de hidrocarburos tiene origen natural -terpenos- y antropognico -combustibles no quemados, disolventes, etc-.

Formacin de oxidantes fotoqumicos: el metano reacciona con radicales hidroxilo, oxgeno y xidos de nitrgeno, produciendo agentes oxidantes como formaldehdo, monxido de carbono e hidroperoximetilo. El resto de hidrocarburos reacciona con radicales hidroxilo, ozono y oxgeno atmico, dando como productos finales nitratos de peroxiacilo (hidrocarburos alifticos) y de peroxibenzolo (hidrocarburos aromticos). En el proceso se produce adems dixido de nitrgeno y, de forma indirecta, un incremento del ozono troposfrico.

Efectos: los hidrocarburos aromticos presentan una mayor toxicidad que los alifticos, pero tienen efectos ms nocivos los oxidantes fotoqumicos, que producen necrosis en plantas, menor crecimiento y produccin y, en el hombre y otros animales, cefaleas, irritacin del aparato respiratorio y otros daos; finalmente, pueden afectar a materiales orgnicos, alterando los enlaces insaturados y modificando las propiedades de dichos materiales.

Dentro de este grupo de compuestos han de destacarse:

Formaldehdo (CH2O): sustancia muy reactiva, se utiliza como componente en diversos materiales -contrachapados, aislamientos de fibra de vidrio, etc.-; causa irritacin ocular y respiratoria a bajas concentraciones y otros sntomas -sequedad de garganta, nauseas, cefaleas y problemas respiratorios-; es adems un agente potencialmente cancergeno.

Se produce como contaminante secundario a partir de la oxidacin parcial del metano, al igual que la combustin de etanol. Por tanto, el uso de ste como combustible en automviles incrementara las emisiones de formaldehdo.

Benceno: es el hidrocarburo con molcula cclica ms sencilla, derivado del crudo y con uso amplio en las industrias qumica, petroqumica y de manufacturas; la mayor parte de la produccin de benceno se utiliza para fabricar estileno y fenol; una pequea parte se aade en gasolinas. Consecuentemente, las principales fuentes de benceno como contaminante son las prdidas en procesos industriales y el trfico rodado; tambin se produce a partir del tabaco. Se ha probado que es un agente causal de leucemia.

Hidrocarburos aromticos policclicos: son compuestos con un mayor o menor nmero de anillos bencnicos condensados, que se forman a partir de la combustin de carbn y tambin se encuentran en las partculas de holln emitidas por los motores diesel.

xidos de azufre (SOx)Caractersticas: se pueden formar dos xidos de azufre: dixido (SO2) y trixido de azufre (SO3), si bien aqul se presenta en una proporcin mucho ms elevada en las emisiones estables, siendo el trixido un compuesto inestable. Las dos especies son gases incoloros, teniendo el SO2 olor acre e irritante.

Fuentes: el dixido de azufre, SO2, procede prcticamente a partes iguales de fuentes naturales -oxidacin del sulfuro de hidrgeno, H2S, en el metabolismo anaerobio de la materia orgnica- y de fuentes antropognicas, fundamentalmente procesos de combustin estacionaria -en especial plantas termoelctricas y, con menor importancia, plantas de combustin industrial-.

Formacin: se producen SO2 y SO3 en la combustin de toda sustancia que contenga azufre a partir de dos reacciones; en la segunda de ellas, el equilibrio se halla desplazado hacia el dixido de azufre, debido a la inestabilidad del trixido, en especial si existe un metal que catalice la reaccin:

S + O2 SO2 2 SO2 + O2 2 SO3

Evolucin en la atmsfera:

Oxidacin heterognea, en fase acuosa o sobre la superficie de partculas, catalizada por sales de hierro y manganeso presentes en cenizas procedentes de combustin: SO2 + H2O H2SO3 H2O2 + H2SO3 H2SO4 + H2O

Oxidacin homognea:

Fotooxidacin directa, con luz de longitud de onda de entre 240 y 400 nm: SO2 + hv + O2 SO3 + O

Reaccin con oxidantes en fase acuosa, para dar cido sulfrico, H2SO4.

Efectos: los xidos de azufre producen necrosis en plantas en funcin de la dosis, alteracin en los contenidos de azcares y protenas y prdida de productividad; causan irritaciones oculares y respiratorias en animales a dosis elevadas; ms efecto parecen tener los sulfatos secundarios. Sin embargo, el principal efecto viene dado por las reacciones que originan, produciendo cido sulfrico disuelto, origen principal de la lluvia cida, que es la deposicin hmeda de cidos; tambin existe la deposicin cida seca.

La constitucin de la lluvia cida puede variar, pero sus principales componentes son cidos -tanto sulfrico como clorhdrico o ntrico-, as como sales de stos; el componente en mayor proporcin es el sulfrico por su mayor solubilidad. De esta manera, el pH del agua de lluvia -que en circunstancias normales es ligeramente bsico, entre 5.5 y 5.7-, llega a tomar valores prximos a 4.0.

Ms adelante se trata la lluvia cida como consecuencia global de la contaminacin, pero se adelantan aqu los principales efectos que la lluvia cida ocasiona sobre:

ecosistemas: acidificacin de aguas dulces, especialmente lagos, afectando muy negativamente a diversas especies, especialmente pisccolas, y acidificacin de suelos, causando lixiviacin o arrastre de nutrientes y movilizacin de metales pesados, que pueden incorporarse a las redes trficas, as como daos importantes en la vegetacin -decoloracin y prdida de follaje, deterioro de corteza y muerte-;

materiales: aumento de la velocidad de corrosin de metales, deterioro de materiales calizos (denominado mal de la piedra), mediante la formacin en superficie de sulfato clcico hidratado, lo que provoca desintegracin y disolucin del material, segn la reaccin CaCO3 + H2SO4 CaSO4 + H2O + CO2

La lluvia cida constituye un importante problema en Europa centro-oriental y septentrional y en la parte oriental de Amrica del Norte, as como en reas urbanas, en las que adquiere mayor importancia la deposicin seca.

En contraposicin a la lluvia cida, existe tambin la lluvia alcalina, con elevada concentracin de calcio, que se forma en reas con elevado aporte de partculas calizas.

Sulfuro de hidrgeno (H2S)

Caractersticas: el sulfuro de hidrgeno es un gas incoloro y con un fuerte olor a huevos podridos.

Fuentes: las principales son las emisiones antropognicas, cuyo origen principal se encuentra en instalaciones de fabricacin de pasta de papel, refineras, industrias de curtidos y depuradoras de aguas residuales.

Efectos: este gas resulta extraordinariamente molesto por su olor. Adems, el lmite de concentracin a partir del cual es detectado por el ser humano resulta ser muy bajo, del orden de 2 ppb (2 partes por billn), de tal manera que origina molestias a partir de un nivel de presencia muy reducido. Por otra parte, resulta txico a concentraciones elevadas an en exposiciones cortas de tiempo.

Partculas o aerosolesCaractersticas: como partculas se engloban tanto diminutos fragmentos slidos como gotas de lquido de pequeo tamao, que pueden tener composicin qumica diversa. Pueden distinguirse partculas primarias, emitidas directamente a la atmsfera, y secundarias, producto de reacciones que ocurren en sta. La concentracin de partculas en aire se expresa en mg o g de partculas por m3 de aire.

Fuentes: alrededor de un 80% de las partculas presentes en la atmsfera tienen origen natural -aerosoles marinos, producto de las olas al romper, arrastre de polvo por el viento, erupciones, incendios, polen, etc.-; las fuentes antropognicas ms importantes son los procesos de combustin y las prdidas en procesos extractivos e industriales, fundamentalmente minera, canteras, fbricas de cemento, tratamientos de residuos, etc. Tambin es importante cuantitativamente la formacin de aerosoles secundarios a partir de contaminantes gaseosos primarios.

Evolucin en la atmsfera: las partculas acaban depositndose, de dos maneras:

deposicin seca, por sedimentacin, que afecta a alrededor de un 20% del particulado atmosfrico;

deposicin hmeda, mediante arrastre de las partculas por agua de lluvia; adems, el particulado puede favorecer la condensacin del agua, causando por tanto precipitaciones.

Efectos: variarn segn:

el tamao de las partculas: el dimetro puede estar comprendido entre menos de una micra y alrededor de un milmetro.

la composicin: metlicas, tanto en estado atmico como en sales, fundamentalmente de aluminio y calcio, pero tambin de plomo -actualmente en menor medida al reducirse su uso en pinturas y gasolinas- y hierro; otras sales, especialmente sulfatos y nitratos; y compuestos orgnicos, tanto de origen natural -terpenos y aceites esenciales- como antropognico -hidrocarburos-.

Por s mismas, sin tener en cuenta su composicin, las partculas se depositan sobre las plantas, disminuyendo la eficacia estomtica y afectando a su produccin; puede afectar al aparato respiratorio de animales; incrementa la corrosin y erosin de los materiales y la suciedad, alterando secundariamente la naturaleza de aquellos al afectar al intercambio gaseoso y la permeabilidad; puede disminuir notablemente la visibilidad. Tambin afectan al balance de radiacin terrestre y a la salud humana; en concreto, las fibras de asbestos -presentes en aislamientos y materiales antiincendios relativamente antiguos-, son cancergenas.

Determinadas partculas adsorben en su superficie sustancias txicas y en ellas pueden ocurrir reacciones en las que se originan contaminantes secundarios -en especial la formacin de cido sulfrico-. Determinadas partculas pueden contener metales traza (entre ellos ocho considerados txicos: berilio, mercurio, plomo y nquel, en especial, pero tambin cadmio, estao, antimonio y bismuto).

Si, adems, se tienen en cuenta la composicin de las partculas y, fundamentalmente, las especies que pueden ir en disolucin en su superficie, se incrementaran los efectos citados, que son meramente fsicos, con los efectos qumicos anteriormente comentados (lluvia o deposicin cida, principalmente).

Dixido de carbono (CO2)Caractersticas: es un gas que se forma en la combustin de todo combustible, por oxidacin de los tomos de carbono.

Fuentes: los organismos vivos lo emiten como producto final de la oxidacin de azcares y otros compuestos orgnicos que contienen carbono. La emisin de origen antropognico se debe fundamentalmente a los procesos de generacin de energa -tanto elctrica como de calefaccin y otros en instalaciones industriales-, as como en los vehculos de transporte, en plantas de tratamientos de residuos, etc.

Evolucin en la atmsfera: es un gas bastante estable, que puede disolverse en agua formando cido carbnico que, en situacin normal, es el compuesto causante del pH ligeramente cido del agua de lluvia.

Efectos: el dixido de carbono es uno de los gases causantes del efecto invernadero. El incremento de su concentracin en la atmsfera est reforzando dicho efecto, el cual, as como sus consecuencias, se tratan con mayor profundidad ms adelante.

Fundamentalmente, el aumento del efecto invernadero produce una afeccin sobre el clima, alterando el equilibrio de radiacin, dado que permite el paso de la radiacin solar pero absorbe la radiacin infrarroja emitida por la Tierra. El consecuente incremento en la temperatura atmosfrica podra derivar en alteraciones en las corrientes marinas a gran escala, interconectadas con posibles deshielos polares, especialmente en el rtico y, por consiguiente, en una variacin en los regmenes de lluvias de amplias regiones, lo que podra derivar finalmente en una modificacin de ecosistemas y una repercusin sobre la produccin de alimentos.Clorofluorocarbonos y anlogosCaractersticas: se conoce como clorofluorocarbonos (CFCs) a toda una familia de compuestos orgnicos sintticos derivados del metano o del etano, en que los tomos de hidrgeno han sido sustituidos, parcial o totalmente, por tomos de flor, cloro y/o bromo. Las sustancias de mayor incidencia sobre el ozono estratosfrico son determinados freones -grupo que incluye clorofluorocarbonos (CFCs) e hidroclorofluorocarbonos (HCFCs)-, halones -bromoclorofluorocarbonos, bromofluorocarbonos e hidrobromofluorocarbonos- y determinados derivados del metano -halometanos o metilcloroformo- o del etano -tricloroetano-.

Todas estas sustancias son qumicamente muy estables, lo que extendi su aplicacin como refrigerantes, aislantes, propelentes, emulsionantes y limpiadores.

Formacin: son compuestos de origen artificial, que se emiten a la atmsfera principalmente a travs de fugas en los procesos de fabricacin, as como de los elementos de los que forman parte o por degeneracin de los materiales que conforman.

Evolucin en la atmsfera: obviamente, su estabilidad se mantiene cuando son emitidos a la atmsfera, lo que hace que su permanencia en ella sea muy elevada y, si bien el intercambio gaseoso entre troposfera y estratosfera es reducido, esa permanencia permite que accedan a esta ltima capa, donde reacciones fotoqumicas promovidas por luz ultravioleta favorece su descomposicin -fotolisis- liberndose tomos de halgenos, principalmente cloro (en la notacin se seala, para un clorofluorocarbono genrico con "x" tomos de cloro), ocurriendo posteriormente una serie de reacciones:

CFClx + hv CFClx-1 + Cl Cl + O3 ClO + O2 ClO + O Cl + O2

Se trata, por lo tanto, de una reaccin cataltica -la presencia de cloro favorece la formacin de oxgeno molecular a partir de ozono, recuperndose finalmente el tomo de cloro-.

Estas reacciones tienen unas consecuencias muy notables ya que, como se ver ms adelante, se afecta a la capa estratosfrica de ozono lo que origina una mayor incidencia de la luz ultravioleta sobre la superficie terrestre, lo que a su vez origina determinadas consecuencias negativas sobre los ecosistemas y la salud humana.

OzonoCaractersticas: el ozono (O3), tal y como ya se ha sealado, es un gas invisible e incoloro, altamente corrosivo e irritante, componente natural de la estratosfera, en la que desempea un efecto filtrante de la radiacin ultravioleta muy positivo. Sin embargo, es un contaminante en la troposfera.

El ozono es un contaminante secundario, ya que se forma por reaccin entre otros gases contaminantes (xidos de nitrgeno y compuestos orgnicos voltiles) con la participacin de la radiacin solar. Hay, no obstante, una cierta presencia natural de ozono troposfrico, debido fundamentalmente a intrusiones del ozono estratosfrico y al nivel de fondo ocasionado por la reaccin de los xidos de nitrgeno naturales y determinados compuestos de origen vegetal.

Formacin: ya se ha sealado anteriormente que se forma a partir de reacciones en las que participan xidos de nitrgeno, hidrocarburos voltiles y radiacin solar. La participacin de la radiacin solar supone que la concentracin de ozono evoluciona en una atmsfera estable, incrementndose durante las horas centrales del da y en especial en das despejados, as como durante la primavera y el verano..

Evolucin en la atmsfera: el ozono es inestable, presentando una fuerte tendencia a perder uno de los tomos de oxgeno que puede combinarse con otros elementos o compuestos, oxidndolos, lo que justifica su elevado poder oxidante y, consecuentemente, sus efectos corrosivos tanto sobre diferentes materiales y de tipo irritante como sobre las mucosas de los seres vivos.

Otros contaminantesPesticidas.La aplicacin usual de pesticidas se lleva a cabo por medio de fumigaciones, lo que supone la inmediata emisin a la atmsfera de las sustancias utilizadas en dichos procesos, su dispersin y la posible afeccin a seres vivos para los que no eran destinados, inclusive el hombre. Se ha calculado que las prdidas en la aplicacin de fitosanitarios por fumigacin pueden llegar al 80-90%, en funcin del sistema de aplicacin y de las condiciones atmosfricas en que se lleve a cabo sta.

Las previsiones sobre la tendencia de las emisiones de pesticidas en el medio plazo son pesimistas. En efecto, un incremento de la actividad econmica y, en concreto, de la produccin agraria supondr un mayor uso de este tipo de sustancias que se ver contrarrestado solamente de una manera limitada por la eficiencia de su uso, la formacin de los agricultores y el abandono de tierras marginales.

Contaminantes orgnicos persistentes.En este apartado entrara cualquier tipo de sustancia txica, persistente y que fuera bioacumulable o pudiera serlo. Se considera txico todo aquel elemento o compuesto que pueda tener tanto efectos directos causantes de mortalidad como otros que pudieran ser crnicos y que originen enfermedades u otro tipo de efectos deletreos.

El grupo de sustancias que engloba a los contaminantes orgnicos persistentes se caracteriza porque persisten en el medio ambiente y se acumulan en los organismos a travs de las redes alimentarias, causando enfermedades y otro tipo de consecuencias negativas en seres vivos o ecosistemas y producindose en muchos casos, adems, los fenmenos conocidos como bioacumulacin y biomagnificacin, es decir, que siendo sustancias persistentes, su concentracin se va incrementando en los sucesivos escalones de las redes trficas, siendo los efectos finalmente graves. Se sabe ya que diversos contaminantes orgnicos persistentes en dosis subletales pero crnicas pueden reducir la tasa de supervivencia y afectar negativamente a la reproduccin de diferentes especies animales, incluyendo el ser humano.

Aparte del dao directo que estos compuestos pueden ocasionar, resulta de gran inters conocer cmo evolucionan en la atmsfera, ya que pueden dar lugar a compuestos secundarios, con unos efectos no previsibles, normalmente subestimados, y que pueden ser de una mayor peligrosidad que la de los compuestos originales.

Las emisiones de este tipo de sustancias se originan fundamentalmente en procesos de incineracin de residuos urbanos y sanitarios, en la produccin de acero, aluminio y cobre e instalaciones de combustin, tanto de gran tamao como domsticas y plantas de biomasa.

Al igual que se ha sealado con respecto a los pesticidas, las estimaciones acerca de la tendencia de las emisiones de contaminantes orgnicos persistentes en la Unin Europea a medio plazo son pesimistas, debido al previsible incremento de la actividad econmica; por el contrario, se espera que tenga efectos positivos en especial la directiva de prevencin y control integrados de la contaminacin, as como medidas de ahorro energtico y mejora en la eficiencia en los procesos de generacin y transporte energtico.

De entre este tipo de sustancias, merece la pena destacar dos grupos de compuestos:

1. Dioxinas y furanos. Como dioxinas se entiende en realidad a una familia de compuestos, las dibenzodioxinas policloradas o PCDDs; los dibenzofuranos, PCDFs, tienen estructura similar. Estos compuestos se incorporan a la atmsfera en su aplicacin industrial (se utilizan, por ejemplo, en el blanqueado de papel con cloro) o en diferentes biocidas, en procesos de combustin o en la produccin de clorofenoles.En los pases industrializados, los principales emisores son actualmente los incineradores sanitarios y de basuras. La toxicidad de estos compuestos vara, pero es probable que estn asociados a diversos cnceres; existe un cierto riesgo en el proceso de fabricacin (accidente de Seveso, Italia)Si bien la exposicin a estas sustancias por inhalacin del aire es muy reducida, las dioxinas se bioacumulan, es decir, son lipoflicos y se depositan en el tejido graso, producindose una concentracin consecutiva de sustancias conforme se avanza en la red trfica.2. Bifenilos policlorados (PCBs). Proceden de la cloracin de compuestos aromticos de bifenilo. Se han utilizado preferentemente como aislantes en redes de transporte de energa elctrica, como transportadores de calor, plastificantes, etc. Son lipoflicos y se acumulan en los tejidos grasos, por lo que se produce bioacumulacin en los organismos. Estos compuestos se incorporan a la atmsfera adsorbindose a partculas de polvo y, consecuentemente, se desplazan con el viento. Tambin, al igual que otros compuestos orgnicos voltiles, al volatilizarse pueden ser desplazados a largas distancias.Metales pesados.Se consideran metales pesados aquellos metaloides o metales estables y con densidad superior a 4.5 g/cm3 y, en concreto, plomo, cobre, nquel, cadmio, platino, zinc, mercurio y arsnico.

Las emisiones de metales pesados se originan fundamentalmente en grandes instalaciones de combustin, especialmente aquellas que utilizan combustibles slidos, industria de calcinacin y sintetizacin de minerales metlicos, fundiciones, aceras y otras instalaciones metalrgicas, industria de produccin de cemento y vidrio e instalaciones de incineracin de residuos urbanos y sanitarios.

En general, es muy probable que la toxicidad de muchos de los metales pesados se deba a su afinidad por los residuos de cisteina de las protenas, si bien difieren las consecuencias fisiolgicas que producen. Incluso, las consecuencias sobre la salud dependen del estado fsico y qumico del metal, que puede presentar formas txicas y formas inocuas.

Todos los metales pesados se transportan por el medio ambiente, atmsfera incluida y para ellos existen ciclos al igual que los que se han sealado anteriormente para otros elementos. Dichos ciclos, al igual que ha ocurrido con estos ltimos, han sido modificados por el hombre. Resulta muy claro que el ritmo actual de extraccin y dispersin masivo de metales, incluidos los pesados, ha incrementado de manera notable su presencia en los sistemas circulatorios, incluido el atmosfrico.

Para el futuro, la evolucin de la emisin de metales pesados a la atmsfera queda en funcin de dos fuerzas motrices divergentes. En efecto, por un lado, las diferentes medidas de control de emisiones supondrn un descenso de stas; por el contrario, las emisiones se correlacionan de forma positiva con la actividad econmica, por lo que un aumento de sta supondr un mayor nivel de emisin. De hecho, se espera a medio plazo un incremento de las emisiones difusas de mercurio y cadmio en la Unin Europea y, en menor medida, de otros metales pesados, lo que en parte ser debido a la ampliacin de la Unin.

No obstante lo anterior, algunas medidas han supuesto una reduccin de las emisiones. Por ejemplo, las de plomo se han reducido en la Unin Europea de una manera extraordinaria como consecuencia de la eliminacin de la gasolina con plomo. Igualmente, la sustitucin de combustibles slidos por gas natural en la generacin elctrica supondr menores emisiones de metales pesados, como beneficio colateral del buscado inicialmente que es el reducir las emisiones de azufre.

Plomo (Pb): metal pesado, slido, que queda en suspensin con otros materiales particulados. Su presencia en la atmsfera est actualmente ligada a procesos de fundicin de plomo y de elaboracin de insecticidas, pinturas, vidrios, cermicas y bateras elctricas. Hace pocos aos se utilizaba como antidetonante en la gasolina de manera generalizada, uso que ha quedado restringido en la actualidad en pases en vas de desarrollo.

Su efecto sobre las plantas no es bien conocido y, si bien no lo acumulan, pueden depositarse en ellas partculas de plomo e incorporarse posteriormente en la dieta del ganado y otros animales o del hombre, entrando en definitiva en la red trfica. En animales, si bien la absorcin es muy lenta, prcticamente no se excreta, de tal forma que tiende a acumularse.

La toxicidad del plomo se debe fundamentalmente a la degeneracin del tejido nervioso central, si bien el mecanismo por el que esto ocurre no est claro hasta el momento; como consecuencia, se producen alteraciones en el crecimiento y en desarrollo mental, as como en el sentido del odo. Tambin puede ocasionar anemia al interferir con el hierro en la formacin de hemoglobina.

Se ha eliminado el principal aporte de plomo a la atmsfera mediante una reformulacin de las gasolinas que hace innecesaria la aplicacin del plomo como antidetonanteMercurio (Hg): es liberado a la atmsfera principalmente durante los procesos de elaboracin de ste y otros metales, en la combustin de carbn y, de manera natural, en la desgasificacin de la corteza terrestre y en procesos bacterianos de detoxificacin. Una vez emitido, debido a la elevada volatilidad tanto del mercurio metlico como del complejo dimetilmercurio, (CH3)2Hg, este metal puede ser transportado a grandes distancias. La forma inorgnica ms txica es el vapor de mercurio.

Las aplicaciones del mercurio son numerosas: fabricacin de bateras y otros equipamientos elctricos y, tanto su uso como su incorrecta eliminacin, por ejemplo, mediante incineracin de bateras, incorpora vapor de mercurio a la atmsfera. Tambin puede emitirse mercurio a la atmsfera en los procesos extractivos de metales preciosos, en los que se forma una amalgama que posteriormente es calentada, emitindose vapor de mercurio.

Su efecto altamente txico sobre el hombre se debe a la acumulacin en el sistema nervioso central, al que causa daos severos y que origina otro tipo de consecuencias motoras y sensoriales.

Cadmio (Ca): es liberado a la atmsfera en forma de partculas por procesos de erosin de aceros galvanizados; de forma un tanto curiosa, se produce emisin a la atmsfera a travs del humo del tabaco, debido a que las plantas acumulan este metal, por la similitud que presenta con el cinc, (Zn), el cual es un microelemento esencial, de forma que los fumadores habituales pueden tener el doble de concentracin de cadmio en sangre que los no fumadores. Tambin se emite cadmio a la atmsfera a partir del quemado de carbn y de la aplicacin de determinados fertilizantes.

La deposicin de cadmio en terrenos agrcolas y su posterior acumulacin en vegetales utilizados como alimento de personas y ganado puede incrementar la presencia de este metal en las redes trficas. Adems, el cadmio es movilizado en el suelo por la acidificacin de ste, por lo que la cantidad disponible se incrementa en reas con deposiciones cidas.

La exposicin crnica al cadmio en el hombre produce enfermedades coronarias y pulmonares, incluyendo cncer de pulmn, supresin del sistema inmune y enfermedades graves de rin y, sobre todo, de hgado.

Vanadio (Va): se emite a la atmsfera principalmente en la combustin de algunos tipos de petrleo. Su acumulacin en animales inhibe la sntesis de colesterol y otros lpidos, as como de aminocidos. Afecta negativamente los procesos energticos celulares.

Arsnico (As): hace unos aos tena aplicaciones en la fabricacin de pinturas, pero determinados hongos producan compuestos derivados -arsina y trimetilarsina-, altamente txicos y acumulativos, por lo que fue suspendida su utilizacin en aquellos procesos. Probablemente la forma ms txica sea el arsenito (AsO33-). Al ser un elemento con propiedades similares al fsforo, puede incorporarse en molculas fosfatadas.

La exposicin crnica al arsnico en el hombre produce diabetes y cnceres, as como daos graves en hgado y rin. Si bien el mecanismo de toxicidad no est totalmente establecido, es posible que pudiera derivarse de un proceso de metilacin que podra afectar finalmente al ADN.

Cloro y derivadosCloro (Cl): gas que se forma en diversas industrias qumicas y petroqumicas, su forma habitual es la molcula biatmica -Cl2-. Es de color amarillo-verdoso y de olor sofocante, txico a partir de determinadas concentraciones. En la atmsfera, interviene en la generacin de lluvia cida mediante la formacin de cloruro de hidrgeno o cido clorhdrico. En la estratosfera, es un catalizador de la disociacin del ozono, provocando la disminucin de la capa de ozono.

Cloruro de hidrgeno (HCl): gas incoloro, irritante, que se emite en diversos procesos de limpieza y decapado de metales, as como en industrias qumicas y petroqumicas y en incineradoras. Interviene directamente en la generacin de lluvia cida.

Emisores de contaminacin

Como resumen de los principales focos emisores de contaminantes a la atmsfera y de los respectivos gases, compuestos o partculas emitidos, se presenta la tabla 1.

En esta tabla se han sealado como COV los compuestos orgnicos voltiles en su conjunto, al igual que los metales pesados, si bien de este grupo se ha desgajado el plomo por su presencia particular como aditivo en determinadas gasolinas.

Principales fuentes emisoras antropognicasSO2NO2COH2SCOVHClCL2PartculasPbOtros metales pesados

Generacin energtica (a partir de gas natural)XXX

Generacin energtica (a partir de combustibles lquidos y slidos)XXXX

Plantas asflticas y cementerasXXXX

Instalaciones extractivasXX

Cremaciones agrcolasXX

Depuradoras de aguas residualesXXX

Extraccin de ridos y mineraX

Fabricacin de cermicaXXXX

Fabricacin de cristalXXXX

Fabricacin de pinturasXX

Fabricacin de pasta de papelXX

FundicionesX

IncineradorasXXXXX

CurtidosX

Industria qumicaXXXX

RefinerasXXXXXX

Transporte (gasolina)XXXX(1)

Transporte (diesel)XXXX

Tabla 1.- Principales emisores de contaminantes atmosfricos y sus respectivas emisiones. (1) Las emisiones de plomo a partir de la gasolina solamente se llevan a cabo en los estados que no han llevado a cabo la sustitucin de este combustible por gasolina sin plomo.

Efectos globalesUna de las consecuencias ms notables de la contaminacin atmosfrica es la globalidad de algunos de sus efectos lo que supone, por ejemplo, que los ciudadanos que sufren dichos efectos en muchos casos no son los que se han beneficiado de alguna manera en crearla. Es decir, las emisiones contaminantes a la atmsfera se producen en pases desarrollados y se correlacionan tanto con el nivel de vida como con el PIB, pero sus efectos traspasan en muchas ocasiones las fronteras y pueden sufrirlos pases del tercer mundo.

En concreto, los efectos globales son el reforzamiento del efecto invernadero natural de la Tierra, el agotamiento de la capa estratosfrica de ozono, la acidificacin, principalmente por lluvia cida, y la eutrofizacin; tambin podra considerarse como tal la formacin del smog fotoqumico que, si bien se presenta de manera local, constituye un problema extendido de forma general. Parte de estos efectos se encuentran interrelacionados, de tal manera que, por ejemplo, los xidos de nitrgeno son contaminantes primarios que influyen en el agotamiento de la capa de ozono, participan en la generacin de lluvia o deposicin cida y pueden generar eutrofizacin; de igual manera, algunos CFCs contribuyen a la destruccin de la capa de ozono y al incremento de efecto invernadero. Todos estos efectos se tratan a continuacin.

Contaminacin atmosfrica transfronteriza

La contaminacin atmosfrica constituye un problema de dimensiones globales o, al menos, de carcter regional, por lo que requiere consecuentemente de soluciones a la misma escala.

Los principales contaminantes con difusin transfronteriza son dixido de azufre, xidos de nitrgeno, compuestos orgnicos voltiles, metales pesados y contaminantes orgnicos persistentes, as como el ozono como contaminante secundario. Ya se ha sealado que dichos contaminantes causan fundamentalmente acidificacin, eutrofizacin, smog o nieblas contaminantes y acumulacin de sustancias txicas.

El problema de la contaminacin atmosfrica transfronteriza viene dado, por ejemplo, por la acidificacin de lagos escandinavos debido a deposiciones cidas provenientes del Reino Unido o de Europa Occidental, de la afeccin a los bosques de la Selva Negra debido a idntica causa o a la incidencia en los estados de la cuenca del Mediterrneo del ozono troposfrico proveniente del norte de Europa e, incluso, de Norteamrica.

A nivel europeo se han diseado diversas medidas de control de emisiones atmosfricas que se han concretado en las correspondientes directivas que, de manera especial, han afectado a las grandes plantas de combustin, al contenido en azufre de gasolinas, la prevencin y control integrados de la contaminacin, el establecimiento de especificaciones de gasolinas y gasleos, la eliminacin del plomo en las gasolinas y las caractersticas de los lugares de almacenamiento de stas.

Eutrofizacin

De ordinario, la velocidad de un proceso natural se encuentra determinada por la concentracin de uno o varios elementos limitantes, que son aquellos que, siendo esenciales para dicho proceso, se encuentran en una menor concentracin en relacin al resto de elementos, cuya presencia est garantizada por exceso.

La eutrofizacin como proceso general consiste en el enriquecimiento en nutrientes de un ecosistema. El origen de estos nutrientes puede ser natural, si es debido a aportes procedentes de reservorios que se encuentran en otros ecosistemas o cultural o de origen antropognico si proviene de actividades humanas. Consecuentemente, estos aportes aceleran diferentes procesos de los ecosistemas, fundamentalmente el crecimiento de vegetales.

El fenmeno particular ms conocido de eutrofizacin es el que ocurre en sistemas lacustres, y que conlleva la colmatacin final de stos por sedimentos, causada a su vez por los aportes de residuos de los seres vivos que los habitan. En este caso los elementos limitantes son nitrgeno y, especialmente, fsforo y, si bien la eutrofizacin de los lagos es un proceso natural, los aportes adicionales de origen antrpico de dichos elementos acelera el proceso, de manera que se produce un crecimiento intenso de algas, el oxgeno pasa a ser el elemento limitante y las condiciones de vida se hacen anaerbicas, producindose la muerte en masa de algas y animales conforme dichas condiciones se hacen ms estrictas e incrementndose notablemente la velocidad de formacin de sedimentos. El metabolismo anaerbico produce, adems, emisiones malolientes, principalmente xidos de azufre, sulfuro de hidrgeno e hidrocarburos.

A pesar de que la eutrofizacin de lagos es el fenmeno de este tipo mejor conocido, el proceso de eutrofizacin puede producirse en cualquier ecosistema; en efecto, un exceso de aportes de un elemento limitante puede suponer una aceleracin del crecimiento de vegetales. De hecho, la eutrofizacin puede afectar a ecosistemas terrestres, de agua dulce, a ecosistemas costeros y a mares poco profundos.

En el caso de la eutrofizacin de suelos, los que son aireados permiten el desarrollo de microorganismos aerbicos y seres superiores; no obstante, el aporte de factores limitantes, fundamentalmente nitrgeno, puede originar que el oxgeno pase a ser limitante en las capas superficiales del suelo, favorecindose el desarrollo de microorganismos anaerbicos, afectando el desarrollo de vegetales superiores y, en definitiva, a ecosistemas enteros. En concreto, este fenmeno es especialmente evidente sobre suelos cidos y las consecuencias pueden ser notables ya que se ha observado una regresin en la superficie ocupada por los brezales centroeuropeos, que son formaciones de matorral acidfilo, es decir, que se desarrollan sobre suelos cidos en los que la disponibilidad de nitrgeno es reducida, debido a los aportes atmosfricos de nitrgeno de origen antrpico que originan finalmente un cambio en la composicin de la vegetacin.

En general, tanto en ecosistemas terrestres como marinos, el factor limitante suele ser el nitrgeno. La solubilidad y movilidad del nitrgeno son elevadas, lo que supone que se lava fcilmente del suelo y se acelera su ciclo mediante la evaporacin de amoniaco o diversas reacciones a partir de emisiones antropognicas de xidos de nitrgeno procedentes de combustiones, tanto de vehculos a motor como de procesos de generacin elctrica y otras actividades industriales -fabricacin de abonos, amoniaco, etc.-, as como de los sectores agrcola y ganadero.

Los gases emitidos en tales procesos -amoniaco, monxido de dinitrgeno, monxido de nitrgeno y dixido de nitrgeno- son los precursores que, a travs de diversas reacciones, originan posteriormente a cido ntrico que, a su vez, puede formar nitratos. stos son los que finalmente, al depositarse, en enriquecen suelo o agua en nitrgeno disponible para los vegetales.

En el ao 2000 la deposicin de sustancias eutrofizantes fue ms elevada que las previsiones existentes para ese momento. De hecho, las reducciones en las emisiones de nitrgeno en Europa han sido hasta ahora limitadas y dispersas. En dicho ao, el amoniaco y los xidos de nitrgeno contribuyeron casi a partes iguales en el total de emisiones europeas de sustancias eutrofizantes a la atmsfera.

En cuanto a los sectores que ms contribuyen a estas emisiones en Europa, el transporte por carretera es responsable del 23% de las emisiones eutrofizantes y los procesos de generacin elctrica, del 12%, en ambos casos a travs de las emisiones de xidos de nitrgeno; por su parte, el sector agrcola-ganadero, emite el 44% de los precursores eutrofizantes, mediante las emisiones de amoniaco; otros procesos industriales originan tambin emisiones de xidos de nitrgeno.

Uno de los aspectos ms problemticos de la eutrofizacin va atmosfrica es la elevada dispersin potencial de los xidos de nitrgeno, de manera que la deposicin de los compuestos eutrofizantes puede tener lugar a gran distancia de los puntos de emisin de los gases precursores.

Los ecosistemas presentan una capacidad de absorcin potencial de nitrgeno; cuando es sobrepasada dicha capacidad potencial por los aportes de nitrgeno, comienzan los daos. Dicha capacidad se mide en trminos de utilizacin e inmovilizacin del nitrgeno. Si se comparan la tolerancia o capacidad potencial de absorcin de nitrgeno por los ecosistemas y los aportes de origen antropognico de compuestos nitrogenados, se determina lo que podra denominarse grado de proteccin de los ecosistemas a la eutrofizacin. ste resulta ser reducido o muy reducido en toda la Europa Central (Francia, Alemania, Polonia, Chequia, Eslovaquia) y tambin en los dos tercios orientales de la Pennsula Ibrica; es decir, que estas reas son especialmente sensibles a la eutrofizacin va atmosfrica de origen antropognico.

Para evitar la eutrofizacin por va atmosfrica es imprescindible reducir las emisiones de xidos de nitrgeno y de amoniaco. Como resulta obvio, una reduccin en las emisiones de nitrgeno tendra efectos positivos tanto en cuanto a que se reduciran los aportes eutrficos como tambin sobre otros problemas como la lluvia cida, el ozono troposfrico y la destruccin de la capa de ozono.

Ozono troposfrico y smog fotoqumico

La defoliacin de las copas de los rboles es un indicador tanto de la situacin del suelo y del humus como de la posible deposicin cida y de metales pesados y de la concentracin de determinados contaminantes atmosfricos. Lgicamente es un indicador til de la entrada de determinados contaminantes, como diferentes metales trficos en las redes trficas.

Las copas de los rboles de los bosques europeos han venido deteriorndose en los ltimos aos, en algunos casos de forma notable; este deterioro ha sido ms severo en zonas con deposicin cida. Por otra parte, la eutrofizacin originada por la deposicin de nitrgeno y de otros elementos ha supuesto en ocasiones una acidificacin del suelo y una evolucin de determinados ambientes, por ejemplo, de brezales hacia praderas. La exposicin crnica de los cultivos agrcolas durante el perodo de crecimiento afecta negativamente la produccin.

Recientemente se ha detectado un incremento notable de la concentracin de ozono troposfrico en Europa durante el verano en lo que se podra denominar concentracin de fondo, hasta valores superiores a los que pueden afectar de manera negativa a la vegetacin. Las previsiones son que este nivel de fondo seguir incrementndose en el futuro, dado que se prevn incrementos en las emisiones de xidos de nitrgeno, monxido de carbono y metano. En este sentido, ya se ha sealado que los regmenes de viento transportan estos precursores a gran distancia, formndose finalmente ozono en regiones alejadas de aquellas en que fueron emitidos; tambin el propio ozono se transporta de esta manera. Estas corrientes discurren tanto a nivel europeo -en sentido noroeste-sur del continente- como desde el noreste de Amrica hacia Europa y desde aqu hacia Asia, donde los niveles de contaminantes se sumaran a los generados en diferentes reas industriales de este continente. Es, por lo tanto, un problema global que exige soluciones globales.

El smog o neblina txica, en general, se forma en la parte inferior de la troposfera, en las proximidades de la superficie terrestre y est compuesto fundamentalmente por ozono, pero tambin por otros oxidantes agresivos. Causa daos tanto sobre la salud como en la vegetacin -en particular en las cosechas- y en diversos materiales. Este ltimo aspecto ha originado inters en los ltimos tiempos. As, se ha sealado que la corrosin de diversos materiales de construccin -pero tambin de cauchos, diferentes revestimientos y materias textiles- se debe en gran medida al dixido de azufre presente en la atmsfera y a los compuestos derivados. No obstante, se dan fenmenos sinrgicos entre dicho compuesto, los xidos de nitrgeno y el ozono; es decir, que el efecto global debido a la presencia de los tres compuestos y, en su caso, de los originados por diversas reacciones, es muy superior a la suma de los efectos que cada uno de ellos origina de forma individual. Se ha estimado que el coste por daos en materiales podra llegar a ser de 1500 /Tm emitida de dixido de azufre.

Se observan tanto fenmenos de neblinas locales, debidos a la coincidencia de estabilidad atmosfrica, con ausencia de vientos y presencia de cielos despejados; la ausencia de viento permite un incremento de la concentracin de contaminantes primarios, fundamentalmente xidos de nitrgeno y compuestos orgnicos voltiles y la radiacin solar aporta la energa para las diversas reacciones fotoqumicas que originan los distintos oxidantes.

Este tipo de episodios son ms frecuentes en verano, estacin en la que la concentracin de ozono es mucho ms elevada que en el resto del ao, debido a la presencia de precursores -que, fundamentalmente, son emitidos por vehculos de transporte- y por la longitud del fotoperodo, pero pueden ocurrir tambin en invierno, con ocasin de inversiones trmicas. Adems, el fenmeno se complica y magnifica con la presencia de partculas lquidas de cidos, principalmente sulfrico y, en menor medida, ntrico.

Aparte de los episodios locales de neblinas oxidantes, la dispersin de contaminantes origina "nubes" troposfricas de ozono y otros compuestos oxidantes que pueden recorrer grandes distancias en funcin de la circulacin atmosfrica, de tal manera que pueden detectarse concentraciones elevadas de ozono en reas alejadas de las fuentes de emisin principales de los contaminantes primarios. De hecho, la variabilidad de las condiciones meteorolgicas, tanto espaciales como temporales, origina niveles variables de ozono segn los aos y lugares, en especial en lo referente a niveles mximos.

En general, y a gran escala, parece que la concentracin estival de ozono troposfrico tiende a aumentar en Europa desde el noroeste hacia el centro y de las zonas de baja altitud hacia las regiones montaosas; parece tambin que los valores mximos tienden a ser superiores en el sur del continente que en reas ms septentrionales; dada la localizacin de las principales fuentes emisoras de contaminantes primarios -las emisiones son superiores, en general, en los pases ms industrializados y con mayor nivel de renta-, todo ello debe estar motivado en buena medida por la circulacin atmosfrica en la troposfera.

La ausencia de datos acerca de las concentraciones y efectos directos de los diversos oxidantes secundarios que aparecen en este tipo de neblinas supone que en la prctica solamente existen datos sobre estos parmetros en el caso del ozono, por lo que se han diseado diversos indicadores de exposicin con objeto de proponer medidas de control.

Parece claro que la concentracin de ozono en la troposfera se ha incrementado de manera notable en relacin a la etapa preindustrial. Se considera, a nivel global, que se ha producido ya una modificacin de la composicin qumica del aire troposfrico de fondo, consecuencia principalmente del enorme incremento en las emisiones de xidos de nitrgeno, tanto de focos industriales como de vehculos a motor.

Cambio climtico

Qu es el cambio climtico?En la atmsfera que envuelve nuestro planeta, hay una serie de gases (sobre todo el vapor de agua y el dixido de carbono) que tienen un efecto invernadero, es decir, absorben y reemiten la radiacin infrarroja. De esta forma, impiden que parte de esta radiacin escape de la tierra y contribuyen a que la temperatura media del aire superficial del planeta sea de unos , una temperatura apta para efecto invernadero es, pues, un fenmeno natural de la atmsfera.

El problema actual es que la cantidad de estos gases naturales de efecto invernadero en la atmsfera ha aumentado y que, adems, se han emitido gases de efecto invernadero no presentes de forma natural en admite que este cambio pone en peligro la composicin, la capacidad de recuperacin y la productividad de los ecosistemas naturales, y el propio desarrollo econmico y social, la salud y el bienestar de la humanidad.

Gases de efecto invernaderoLos gases de efecto invernadero son componentes gaseosos de la atmsfera, tanto naturales como de origen antropognico, que absorben y reemiten radiacin infrarroja.

A medida que se incrementa la concentracin de estos gases, la radiacin infrarroja es absorbida en la atmsfera y reemitida en todas direcciones, lo que contribuye a que la temperatura media de la Tierra aumente. Este fenmeno se conoce con el nombre de efecto invernadero porque la absorcin y posterior emisin de radiacin infrarroja tambin la realizan el cristal y ciertos plsticos con los que se fabrican los invernaderos.

Los gases atmosfricos que contribuyen al efecto invernadero son:

el dixido de carbono (CO2),

el metano (CH4),

el xido nitroso (N2O),

el vapor de agua,

el ozono,

los halocarburos: los hidroclorofluorocarburos (HCFC), los perfluorocarburos (PFC) y el hexafluoruro de azufre (SF6).

Los cuatro primeros se encuentran de forma natural en la composicin de actividad industrial y la actividad de trasnporte, al quemar combustibles fsiles, desprende grandes cantidades de dixido de carbono y xido de nitrgeno. El metano se genera como resultado de la actividad agrcola y ganadera. Los halocarburos son de origen antropognico y se empezaron a fabricar a partir de los aos cuarenta. Dixido de carbono (CO2) El CO2 no sera el gas con mayor efecto invernadero de no ser por su elevada concentracin, que hace que contribuya en un 55% al cambio climtico. El CO2 se genera al oxidarse el carbono o cualquier compuesto que lo contenga. Este es el caso de la combustin de los hidrocarburos de los automviles y las calefacciones la antracita y la hulla de las centrales trmicas, los incendios forestales y, en menor grado, el gas.

El aumento de CO2 durante el siglo XX se debe en un 70% a estos motivos, mientras que el 30% restante se atribuye a la deforestacin (la tala de rboles no genera CO2, pero s que limita la capacidad de la biosfera para reducirlo mediante la fotosntesis)Metano (CH4)El metano surge fundamentalmente de la descomposicin de la materia orgnica en ambientes pobres en oxgeno (ciclo digestivo del ganado, determinados cultivos, vertederos, etc.).

La reduccin del metano fruto de las actividades humanas es ms factible que la de otros gases, porque su supervivencia en la atmsfera es corta doce aos y puede ser utilizado como fuente alternativa de energa. El xido nitroso (N2O)El xido nitroso es liberado por la degradacin de fertilizantes nitrogenados y restos de ganado. Su concentracin en la atmsfera es baja, pero una molcula de N2O tiene un poder de calentamiento global 230 veces superior a una de CO2.Halocarbonos A efectos de la aplicacin del Protocolo de Kioto, los halocarbonos considerados son: los hidrofluorocarburos (HCFC), los perfluorocarburos (PFC) y el hexafluoruro de azufre (SF6).

Todos estos gases son de origen industrial y no estaran presentes, de forma natural, en la atmsfera, de no ser por la actividad humana. Los HCFC y PFC se utilizan como productos substitutivos de las substancias que agotan la capa de ozono, como los clorofluorocarburos (CFC), que se estn eliminando gradualmente en virtud del Protocolo de Montreal. El SF6 se utiliza en algunos procesos y en equipos elctricos.Consecuencias del cambio climtico Las consecuencias del cambio climtico pronosticadas por los cientficos del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climtico son las siguientes:

aumento de la temperatura media de 5,8 grados centgrados durante este siglo,

desertificacin de ciertas zonas del planeta,

lluvias de carcter torrencial en otras zonas,

subida del nivel del mar de entre 9 y para el ao 2100, que inundara zonas hoy densamente pobladas,

difusin de ciertas enfermedades de tipo tropical en zonas que hoy tienen un clima templado.

Disminucin de la capa de ozono

Existe en la estratosfera una concentracin de ozono -molcula con tres tomos de oxgeno, O3- superior a la que existe en el resto de la atmsfera. As mismo, existe un ciclo del ozono estratosfrico, de manera que en ausencia de intervencin humana, su concentracin es constante:

O2 + hv 2O O + O2 O3 O3 + hv O + O2 O + O O2

siendo la segunda y la cuarta reaccin exotrmicas y requiriendo la primera y la tercera radiacin solar en longitud de onda ultravioleta.

Consecuencia de este ciclo es la accin de filtraje de rayos ultravioleta que llegan a la atmsfera, de manera que solamente una pequea parte de la radiacin ultravioleta incide sobre la superficie terrestre.

Diversas causas de origen antropognico han producido en la segunda mitad del siglo XX un descenso en la concentracin de ozono estratosfrico, a travs de dos tipos de compuestos:

xidos de nitrgeno.

Estas sustancias catalizan la reaccin de descomposicin de ozono y, si bien las emisiones procedentes de focos terrestres es difcil que lleguen a la estratosfera, s que son emitidos por focos mviles como motores supersnicos de aviacin y lo fueron por explosiones nucleares; las reacciones que ocurren son las siguientes:

O3 + NO NO2 + O2 O + NO2 NO + O2

Clorofluorocarbonos y anlogos.

Como ya se ha sealado anteriormente, los clorofluorocarbonos (CFCs) son una familia de compuestos orgnicos sintticos derivados del metano o del etano, en los que los tomos de hidrgeno han sido sustituidos por tomos de flor, cloro y/o bromo, lo cual aporta una enorme estabilidad a la molcula. Estos compuestos inciden sobre la capa estratosfrica de ozono, disminuyendo la concentracin de esta molcula. Las sustancias de mayor incidencia son algunos freones -que incluyen clorofluorocarbonos (CFCs) e hidroclorofluorocarbonos (HCFCs)-, ciertos halones - bromoclorofluorocarbonos, bromofluorocarbonos e hidrobromofluorocarbonos-, el metilcloroformo y los halometanos, derivados del metano, y el tricloroetano, derivado del etano.

Estas sustancias son qumicamente muy estables, por lo que tuvieron un amplio uso en el sector industrial, emplendose como refrigerantes, por ejemplo en refrigeradores domsticos, propelentes de aerosoles, emulsionantes y limpiadores en sistemas de precisin; tambin tuvieron un uso extendido en aislamientos.

Como consecuencia de dicha estabilidad, la permanencia de estas molculas en la atmsfera es elevada y la principal problemtica ocurre cuando los CFCs acceden a la estratosfera. En principio, el intercambio gaseoso entre troposfera y estratosfera es reducido, pero esa permanencia permite que, finalmente, los CFCs terminen accediendo a esa ltima capa, donde ocurren reacciones fotoqumicas, promovidas por luz ultravioleta incidente, lo que favorece la descomposicin de esas molculas, lo que se denomina fotolisis. En esta reaccin se liberndose tomos de halgenos, principalmente cloro, pero tambin flor y bromo, ocurriendo posteriormente las siguientes reacciones, en las que se indica un clorofluorocarbono genrico con "x" tomos de cloro:

CFClx + hv CFClx-1 + Cl Cl + O3 ClO + O2 ClO + O Cl + O2

Estas reacciones son catalticas, es decir, que la presencia de cloro favorece la formacin de oxgeno molecular a partir de ozono, recuperndose finalmente el tomo de cloro, por lo que el proceso puede continuar posteriormente.

El efecto directo que ocasiona la reduccin de la concentracin estratosfrica de ozono es un incremento de la radiacin ultravioleta que llega a la superficie terrestre, lo cual podr originar afecciones sobre la salud humana (aumento de determinadas afecciones oculares, como cataratas y de la incidencia de cncer de piel y debilitamiento del sistema inmunolgico) y sobre los ecosistemas, tanto terrestres como marinos, fundamentalmente un descenso en la productividad primaria y una mayor incidencia de necrosis en vegetales, con las consiguiente afecciones secundarias sobre las diferentes redes trficas y sobre determinados sectores econmicos que, en concreto, se traduciran en una menor produccin pesquera y agrcola.

Los compuestos responsables del descenso de la concentracin de ozono son principalmente los CFCs, que representan alrededor del 41% del contenido estratosfrico de cloro y bromo, pero tambin el tetracloruro de carbono (CCl4) y el metilcloroformo (CH3CCl3), cada uno de los cuales supone un 11% de la presencia de haluros estratosfricos. Los halones supondran un 9% y el bromuro de metilo (CH3Br) de origen antrpognico, el 3%. En este sentido, hay que sealar que tambin existe una cierta emisin de origen natural de cloruro y bromuro de metilo, que originan casi el 24% de la presencia de haluros en la estratosfera.

El potencial de destruccin del ozono vara segn las molculas (Tabla 2). Dicho potencial se calcula a partir del efecto que 1 Kg. de estos compuestos tiene sobre el ozono estratosfrico. Como puede observarse, las sustancias con mayor efecto son halones cuya presencia en la atmsfera es, adems, relativamente importante, tal y como se ha sealado. Los compuestos sustitutivos, HCFCs y HFCs, son ms inocuos en este sentido, pero en contrapartida resultan ser gases con efecto invernadero, tal y como ya se ha indicado anteriormente.

El descenso en la concentracin de ozono estratosfrico se ha detectado en diversos puntos de la atmsfera, si bien es ms notable en el rtico y, de manera muy especial, en la Antrtida. Este descenso es, adems, especialmente importante en septiembre y octubre, es decir, en la primavera austral, producindose posteriormente una cierta recuperacin. Por tanto, el modelo que se ha esquematizado anteriormente debe complementarse con otros procesos que expliquen este comportamiento de la capa de ozono.

En principio, habra un proceso de formacin de depsitos de cloro en forma de nitrato de cloro, que se obtendra en una atmsfera con presencia de dixido de nitrgeno, a partir de monxido de cloro

ClO + NO2 ClNO3

tambin puede formarse cloruro de hidrgeno -cido clorhdrico- a partir del metano

ClO + CH4 HCl + CH3+

Tanto el nitrato de cloro como el cloruro de hidrgeno son estables y formaran un depsito de cloro; este secuestro del cloro libre de la atmsfera impedira la reaccin disociadora del ozono.

Por otro lado, en el invierno antrtico, se generara un vrtice polar a partir de vientos de gran velocidad que giraran en crculo en torno al Polo Sur y aislaran la atmsfera, impidiendo el intercambio gaseoso con regiones prximas. Esto, junto con la ausencia de luz solar, ocasionara temperaturas muy bajas y una circulacin vertical del aire que generara las denominadas nubes estratosfricas polares en cuya composicin entrara el cido ntrico, formado a partir de xidos de nitrgeno y radicales hidroxilo.

Consecuentemente, se produce una desnitrificacin de la atmsfera, de manera que la ausencia de dixido de nitrgeno impide la formacin de nitrato de cloro, ocurriendo varias reacciones de tipo contrario:

ClH + ClNO3 Cl2 + HNO3

y otras en las que se forma cloro molecular y cido ntrico. Es decir, se reduce la concentracin de xidos de nitrgeno y se libera cloro de los depsitos.

En primavera, la luz solar incide sobre las molculas de cloro, disocindolas, formado cloro atmico y comenzando las reacciones disociadoras del ozono ya indicadas.

Hay que decir que el bromo, un halgeno con parecidas propiedades a las del cloro, tiene un comportamiento similar al sealado para ste cuando se encuentra libre en la atmsfera.

La preocupacin por el deterioro de un factor ambiental y la implementacin de medidas efectivas para su proteccin por parte de la comunidad internacional son paradigmticas en el caso de la capa estratosfrica de ozono.

En efecto, el deterioro de la capa de ozono se detect hacia 1980, inicialmente en la Antrtida, posteriormente en el rtico y en menor medida en latitudes medias. Los valores de concentracin de ozono disminuyeron progresivamente hasta mediados de los noventa del siglo pasado. Tas establecer cientficamente la relacin causa efecto existente entre agentes destructores de ozono y la concentracin atmosfrica de esta molcula y entre la evolucin de dicha concentracin y los posibles efectos negativos sobre la salud humana y los ecosistemas, se lleg en poco tiempo un acuerdo internacional plasmado en el Protocolo de Montreal (que data de 1987 y cuyas propuestas fueron aceleradas en las enmiendas realizadas en las dos sucesivas revisiones (Londres, 1990 y Copenhague, 1992) en los que se acordaron recortes o ceses de produccin de CFCs en unos plazos determinados.

En la Unin Europea, la reduccin en la produccin de las sustancias que agotan la capa de ozono en el decenio comprendido entre 1986 y 1996 fue notable (Grfico 14). El incremento en la produccin de HCFCs se debe a que son sustitutivos de los CFCs, como ya se ha sealado. No obstante, la estabilidad y persistencia de este tipo de compuestos y la duracin del proceso de reduccin y eliminacin de la produccin y uso, establecidos en los calendarios de Montreal y Conpenhague, suponen que su concentracin en la atmsfera siga incrementandose; en efecto, se espera que la concentracin de varios halones llegue a su mximo hacia 2010.

Posteriormente, se espera que la capa de ozono se recupere; sin embargo, no se espera que la concentracin estratosfrica de ozono llegue a los niveles previos a la fabricacin y uso de CFCs antes de 2100, en el mejor de los escenarios, que incluira la ausencia de comercio y utilizacin ilegales de estos compuestos.

Al contrario de lo que ocurre con el efecto invernadero, se han monetarizado los beneficios que supondr la reduccin y, finalmente, eliminacin de la produccin y uso de las sustancias que agotan la capa de ozono y la posterior recuperacin de sta. Se ha calculado que los beneficios podran superar en 200.000 millones de a los costes de reduccin y sustitucin de las sustancias que afectan al ozono. Dichos beneficios seran principalmente sanitarios -menor incidencia de cataratas y cncer de piel-, ms de un 80%, correspondiendo el resto fundamentalmente al mantenimiento de la productividad pesquera y agrcola; no se valor sin embargo el mantenimiento de los servicios ecosistmicos, lo cual supondra un incremento en los beneficios.

Acidificacin

Las emisiones de dixido de azufre, xidos de nitrgeno y amoniaco originan, como ya se ha visto, contaminantes secundarios, que son los finalmente responsables de las deposiciones cidas. Si bien hay emisiones naturales de aquellos gases, su origen es fundamentalmente antropognico y se origina en la generacin elctrica a partir de combustibles fsiles, principalmente fuel y carbn, en los vehculos de transporte terrestres, pero tambin en buques; tambin se originan en los sectores agrcola y ganadero.

La acidificacin causa daos sobre materiales por corrosin y, consecuentemente, en monumentos y edificios, sobre la salud humana y sobre diversos ecosistemas, tanto lagos -especialmente en los que se encuentran sobre lechos neutros o ligeramente bsicos- y ros, como bosques -por defoliacin, reduccin de la productividad primaria, induccin de enfermedades- y mares -reduccin de la produccin pesquera- con una reduccin, en definitiva, de la biodiversidad. Tambin se originan cambios en la composicin del suelo y una movilizacin de metales pesados, que pueden posteriormente integrarse en las redes trficas.

Vigilancia de la contaminacin

Cualquier nivel de inmisin que establezca la normativa debe ser suficientemente reducido como para garantizar una calidad adecuada del aire. La vigilancia de estos niveles se lleva a cabo en ncleos urbanos; por otro lado, los grandes focos emisores deben mantener su propio sistema de control de emisiones.

Adems de lo anterior, hay que considerar que los niveles de inmisin en un rea concreta pueden variar segn las emisiones del entorno y las condiciones meteorolgicas que pueden tanto difundir los contaminantes de estas emisiones como aportar contaminantes de puntos de emisin lejanos. Tambin varan las emisiones segn las actividades industriales y de circulacin de vehculos que se lleven a cabo en la zona. Como consecuencia de todo ello, ser posible detectar diferencias diarias y estacionales en los valores de inmisin de los diferentes contaminantes.

La contaminacin se controla mediante muestreos en los que se obtiene una muestra de aire que es posteriormente analizada en funcin de varios parmetros ambientales (usualmente temperatura y humedad relativa del aire, presin, direccin y velocidad del viento y existencia o no de precipitacin) y de varios contaminantes (normalmente, como mnimo, partculas en suspensin -estableciendo en este caso, adems, clases de tamao-, monxido y dixido de carbono, xidos de nitrgeno, ozono y dixido de azufre). Se utilizan procedimientos analticos para determinar cualitativa y cuantitativamente la presencia en el aire de uno o ms contaminantes.

La estandarizacin de la toma de medidas incluye predeterminar los puntos de muestreo, estableciendo su nmero y ubicacin, atendiendo a diversos factores: focos de emisin, tanto mviles como fijos, caractersticas demogrficas, meteorolgicas, topogrficas y urbansticas de la zona y la posible existencia de zonas sensibles.

Las mediciones pueden llevarse a cabo directamente en los focos de emisin, en caso de interesar los datos procedentes de un foco que se presuponga sea un importante emisor de contaminantes, o en los de inmisin, en cuyo caso seran establecidos fundamentalmente por un inters sanitario o ambiental.

Por otro lado, los muestreos, en relacin a su distribucin temporal, pueden ser continuos, en perodos generalmente anuales, por medio de estaciones automticas, peridicos, si atienden a calendarios preestablecidos, o puntuales, si se llevan a cabo en momentos definidos, por causas concretas.

Hasta el momento solamente se ha legislado acerca de un reducido nmero de contaminantes (benceno, dixido de azufre, xidos de nitrgeno, monxido de carbono, ozono y partculas). No obstante, la previsin acerca de la evolucin de la normativa europea permite afirmar que se va a incrementar el nmero de contaminantes incluido en la legislacin.

Los efectos que pueden causar los contaminantes atmosfricos dependen de la relacin existente entre la dosis y la exposicin al contaminante; tan nocivo puede resultar un nivel de inmisin crnico y moderado como un nivel alto durante un reducido periodo de tiempo. Por consiguiente, la legislacin incluye unos valores mximos de concentracin de contaminantes para diferentes perodos de tiempo:

Las directivas europeas sobre contaminantes incluyen varios tipos de valores:

valor lmite: es un valor mximo de concentracin de un contaminante, tanto a corto como a largo plazo, que debe ser acatado en todo el territorio de los estados miembros; en caso de verse superado ese valor, deben analizarse las causas y proponerse y llevarse a cabo las medidas necesarias para evitar que ocurra de nuevo; se establecen valores lmite anuales o diarios -segn los contaminantes, puesto que sus efectos dependen tanto de la dosis como de la exposicin, que difiere segn el contaminante- en funcin del objetivo previsto (la salud humana o la proteccin de los ecosistemas);

valor gua: suponen un objetivo a medio o largo plazo, en materia de salud o de proteccin de los ecosistemas; se inscriben en un proceso de ordenacin de la actividad industrial segn el cual podran autorizarse nuevos focos emisores en una zona en la que los valores de emisin no superaran los valores gua;

valor de alerta: es una concentracin de contaminante tal que deben tomarse medidas inmediatas para controlar la situacin;

margen de tolerancia: porcentaje en que puede ser sobrepasado el valor lmite;

umbral: definido solamente para el ozono, indica un valor orientativo a partir del cual puede haber algn efecto negativo;

valor de emergencia: concentracin de un contaminante a corto y largo plazo tal que si se sobrepasa se hace necesario realizar una declaracin de situacin de emergencia y aplicar los planes de actuacin especficos.

En general, se fijan los valores lmite y gua a partir de la media (es decir, de la suma de todos los valores medidos dividido por el nmero total de valores), la mediana (que es el punto central de los valores, ordenados de menor o mayor o la semisuma de los dos centrales, si el nmero total de valores es par) y el percentil 98, que sera un valor tal que fuera superior al 98% de los valores, ordenados de menor a mayor.

PAGE 29