3. Fundamentación teórica

La atmósfera terrestre es la masa de aire que rodea la Tierra y que hace posible la vida en el planeta. Constituye un filtro que impide que lleguen a la superficie terrestre las radiaciones solares en toda su intensidad y que mantenga, gracias al efecto invernadero de los gases que la componen, la temperatura del planeta sin grandes oscilaciones.

La composición de la atmósfera ha ido cambiando desde sus orígenes a través de fenómenos enormemente complejos.

Evolución de la atmósfera terrestre

Concentraciónde los diversosgases atmosféricos

Tiempo

100 %

75 %

50 %

25 %

Hace 4.500millonesde años

Hace 4.000millonesde años

Hace3.000

millonesde años

Hace2.000

millonesde años

Hace1.000

millonesde años

¡¡Hoy!!

METANO, AMONIACO

NITRÓGENO

OXÍGENO

DIÓXIDO DE CARBONO

AGUA

Atmósferadesconocida

?

En sólo un millón de años el manto terrestre expulsó el 85 % de los gases que hoy componen la atmósfera

El resto se liberó de forma lenta pero continua durante los 4.400 millones de años siguientes. El CO 2

el gas más abundante, seguido del N, luego Nh ...3

Aparecen los primeros organismo, que podían vivir sin oxígeno (anaerobios)

Los organismos fotosintéticos arcaicos, en pocos millones de años, generaron el oxígeno hasta llegar a la proporción actual.

Adaptado de EL AIRE EN CASTILLA Y LEÓN. 1996Junta de Castilla y León

6 El aire que nos rodea

Las capas de la atmósfera

TERMOSFERA

TROPOSFERA

ESTRATOSFERACAPA DE OZONO

MESOSFERA

Altitud

100 Km

80 Km

60 Km

40Km

20 Km

0 Km

T R O P O P A U S A

E S T R A T O P A U S A

M E S O P A U S A

Composición y evolución de la atmósfera terrestre.La atmósfera primitiva estaba compuesta, principalmente, de vapor de agua, dióxido de azufre, anhídrido

carbónico y nitrógeno, resultante de las emanaciones volcánicas; un medio falto de oxígeno en el que la vida tal como hoy la conocemos no se podría haber desarrollado.

El planeta se fue enfriando, se condensó el vapor de agua y surgieron los océanos. Los primeros organismos que vivieron en los océanos evolucionaron en un ambiente carente de oxígeno. Más tarde aparecieron las primeras bacterias capaces de realizar la y, por tanto, de producir oxígeno, el cual fueron liberando a la atmósfera durante millones de años. Una vez que se acumuló suficiente cantidad de oxígeno, producto de la fotosíntesis en las capas altas de la atmósfera, se transformó en .

La que rodeaba la tierra fue creciendo. Cuando su espesor fue suficiente como para impedir la entrada de los nocivos rayos ultravioleta, hubo una explosión de vida en el planeta que colonizó los océanos y todos los continentes. Estas formas de vida nacieron y evolucionaron en un medio ya rico en oxígeno. La atmósfera primitiva ya había cambiado.

La actual mezcla de gases que componen la atmósfera se ha formado a lo largo de 4.500 millones de años, mediante un lentísimo proceso químico y biológico. Este equilibrio en la composición de gases de la atmósfera se está viendo sometido a una rápida transformación en los últimos doscientos años desde los comienzos de la revolución industrial, con la aparición de la máquina de vapor y la utilización en grandes cantidades de los (carbón y petróleo).

fotosíntesis

ozono

capa de ozono

combustibles fósiles

7 El aire que nos rodea

Esquema de composición dela atmósfera en el tiempo

Esquema del poderde apantallamiento de la atmósfera

Relación entre el aumento de dióxido de carbono y la temperatura a lo largo del tiempo

1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

4

2

0

-2

-4

-6

-8

370

360

350

340

330

320

310

300

290

280

VARIACIÓN DE TEMPERATURA RESPECTO ALA MEDIA DE 1950 - 1979 (Grados Celsius)

CONCENTRACIÓN DE DIÓXIDO DECARBONO (PARTES POR MILLÓN)

Fuente: “El clima”. Investigación y Ciencia

Radiaciones solaresabsorbidas

Radiaciones solaresreflejadas 28%

Capa de ozono 3%Nubes y vapor de agua 22%

Superficie terrestre 21%

Agua 26%

Sol

Fuente: Ministerio de Obras Públicas, Trasporte y Medio Ambiente

8 El aire que nos rodea

La contaminación atmosféricaEl mantenimiento del nivel de desarrollo y crecimiento de las actividades humanas está generando

grandes cantidades de gases que contaminan el aire produciendo molestias o enfermedades en las personas y daños en los bosques, los cultivos y en el patrimonio arquitectónico de las ciudades. La contaminación atmosférica que afecta a todo el planeta se genera fundamentalmente por las grandes industrias y el tráfico de las ciudades.

El nivel de calidad ambiental, sobre todo de las zonas urbanas, está descendiendo progresivamente debido a diversos factores:

\ El aumento continuo de la contaminación acústica producida por el tráfico y las nuevas forma de ocio nocturno.

\ La excesiva concentración de población y la primacía del coche en el diseño urbanístico.

\ La emisión de gases contaminantes a causa del tráfico, la industria y las calefacciones.

Se puede hacer una división de las fuentes de contaminación según sean móviles, fijas o difusas:

a) Fuentes móviles asociadas al tráfico urbano, fundamentalmente centradas en el automóvil, el cual ha tenido una enorme proliferación en los últimos años generando una problemática difícilmente asumible por los entornos urbanos.

b) Como fuentes fijas tenemos instalaciones industriales vinculadas a los sectores químicos, de producción de energía y transformación de petróleo (centrales térmicas, refinerías, petroquímica). A cierta distancia le siguen las industrias siderúrgicas, papeleras, cementeras y agroalimentarias.

c) Por último las fuentes difusas son de origen mixto, tanto urbano como industrial. La calefacción doméstica, el procesado de minerales, las canteras y las actividades de construcción son responsables de la emisión de partículas en suspensión, que afectan de forma variable a las vías respiratorias.

Los problemas ambientales derivados de la contaminación atmosférica son:

o La contaminación acústica.

o La lluvia ácida que afecta a cultivos, bosques y lagos.

o La reducción de la .

o El efecto invernadero.

capa de ozono

9 El aire que nos rodea

Cen

tral

térm

ica

Avi

one

s

O3

Com

bust

ión

vehíc

ulo

s

Cal

efac

ción

vivi

enda

Que

ma

de

rast

rojo

sin

cendio

s fo

rest

ales

, etc

.

SO

x

C

O2

CO

N

Ox

Met

ales

pes

ados

S

OX

C

O2

NO

X

SO

x

C

O2

CO

CO

2

Par

tícu

las

HO 2

La c

on

tam

inació

n a

tmo

sféri

ca10 El aire que nos rodea

Inci

ner

adora

Ver

teder

o

Res

iduo

san

imal

es

Volc

án

C

O2

CO

N

Ox

Dio

xin

as,..

.C

h4

Ch

4

SO

2

C

O2

CO

Par

tícu

las

Contaminación acústicaLa contaminación acústica ha aumentado considerablemente en los últimos años en los pueblos y en las

ciudades, convirtiéndose según distintos estudios en el problema ambiental ante el que más sensible se muestra la población. Los focos principales son la expansión industrial, el efecto de los nuevos modelos de ocio y el incremento del parque automovilístico especialmente de la presencia de motocicletas con los tubos de escape libre y otras fuentes sonoras menos predecibles, como son la recogida de basura, las obras en la vía pública, las sirenas, las alarmas, etc.

Esquema del ruido

Fuente: Diputación de Sevilla

db

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140 Umbral del dolor

Discoteca

Tráfico ciudad

Conversaciónnormal

Bosque

Avióndespegando

Moto

Oficina

Biblioteca

Umbralde audición

Nivel de presión sonora (db)

Estudios de Ecología

****

11 El aire que nos rodea

La lluvia ácidaLa lluvia ácida tiene lugar cuando las emisiones de óxidos de azufre o nitrógeno sufren un

proceso químico en la atmósfera por el cual se convierten en ácido sulfúrico o nítrico. La mayor parte de estas emisiones proceden de la producción industrial o de la generación de energía eléctrica cuando se utilizan para obtenerla (carbón o petróleo). Estos ácidos corrosivos, disueltos en las gotas de lluvia, son transportados por las nubes y se precipitan a gran distancia dañando bosques, cultivos, suelos, lagos, etc...

La preocupación por la lluvia ácida quedó de manifiesto por primera vez en foros internacionales de relevancia, como en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente Humano celebrada en Estocolmo (Suecia) en 1972. En este encuentro, el gobierno sueco presentó una ponencia titulada “Polución del aire a través de las fronteras nacionales: el impacto del azufre del aire y la precipitación sobre el ambiente”. En este estudio se ponía de manifiesto cómo los residuos oxidados de azufre, vertidos al aire por las instalaciones industriales alimentadas por combustibles fósiles situadas lejos de las fronteras suecas (en especial las centrales térmicas británicas), dañaban los del país nórdico al ser arrastrados por los vientos, transformándose en la atmósfera en ácido sulfúrico, y precipitar en el suelo y en las aguas interiores en forma de lluvia ácida.

combustibles fósiles

ecosistemas

Tráfico

Nubes acidificadas

Suelo acidificado

Lluvia ácidaCentralesenergéticas

SOX

CO2

CO

NOX

SO CO CO X 2

H SO HNO · 2 4 3

12 El aire que nos rodea

La reducción de la capa de ozonoEl ozono se produce por la acción de la luz solar sobre el oxígeno. El ozono, a nivel de suelo es malo para

la salud pero en las altas capas de la atmósfera constituye un filtro que impide el paso de las cancerigenas radiaciones ultravioletas.

El espesor de la capa de formada durante millones de años está disminuyendo drásticamente en los últimos años. A finales de los años setenta, se detectó en la Antártida una pérdida de ozono en las capas superiores de la atmósfera por encima de este continente. El llamado “agujero de la capa de ozono” aparece durante la primavera antártica, y dura varios meses antes de cerrarse de nuevo. Estos estudios llevaron a que, en 1987, varios países firmaran el para limitar la producción de las sustancias que agotan la .

Son muchos los gases causantes del deterioro de la capa de , pero son los clorofluorcarbonos, los , los máximos responsables. Estos gases se utilizaban en los botes de spray (hoy prohibida está

utilización en los países europeos), en los aparatos de aire acondicionado y en los frigoríficos como refrigerantes. Al ser liberados a la atmósfera estos productos químicos que contienen cloro, ascienden hasta la capa de ozono y se descomponen por acción de la luz solar, tras lo cual el cloro reacciona con las moléculas de ozono y las destruye.

Los C F C y otras sustancias químicas que destruyen el ozono pueden permanecer en la atmósfera durante décadas, por lo que a pesar del progreso que se ha logrado en los países en desarrollo para eliminar gradualmente estos productos, la destrucción de la capa de ozono continuará en los próximos años. Hasta el año 2040 los países en vías de desarrollo no dejaran de utilizar los no obstante los científicos prevén que a mediado de este siglo la capa de ozono puede estar recuperada por completo.

ozono

Protocolo de Montreal capa de ozono

ozonoC F C

C F C,

Aerosoles

Aparatos deaire acondicionado

Capa de ozono

CFC

Rayos ultravioletaSol

Espumaextintoresplásticos

Frigoríficos

Volcán

13 El aire que nos rodea

Tráfico

Radiacióntérmica

Radiación solar

Gases con efecto invernadero

Ciudad

Fábricas

Residuos orgánicos

Industrias

El efecto invernaderoExiste un mecanismo natural por el cual algunos gases presentes en la atmósfera permiten mantener

constante la temperatura media en la superficie de la Tierra. La emisión desmedida de gases que producen efecto invernadero ( , metano, óxidos de nitrógeno, CFC,...) afecta a este mecanismo y conlleva un aumento de la temperatura del planeta, provocando el a escala planetaria con consecuencias difícilmente previsibles en los , en los cultivos y en el aumento del nivel de agua en los océanos.

Al papel que cumple la atmósfera en el calentamiento de la superficie terrestre se le denomina “efecto invernadero”. La atmósfera deja pasar gran parte de la radiación solar de onda corta, que es absorbida por la superficie de la Tierra. Gran parte de esta radiación se vuelve a emitir desde la superficie de la Tierra hacia el espacio exterior, con una longitud de onda correspondiente a los rayos infrarrojos, pero es reflejada de nuevo hacia la superficie terrestre por los “gases invernadero” presentes en la atmósfera. Este efecto de incremento de la temperatura esta en la base de las teorías relacionadas con el calentamiento global del planeta.

El principal gas con efecto invernadero es el que se produce en la combustión de carbón, petróleo, bosques, etc.. Se calcula que desde 1750 se ha incrementado su cantidad en la atmósfera en un 30%, lo que lleva a un incremento global de la temperatura del planeta que según los distintos modelos informáticos se estima entre 1 y 5 ºC para el año 2.100.

Dióxido de carbonocambio climático

ecosistemas

dióxido de carbono

14 El aire que nos rodea

Convenios internacionalesEl problema del cambio climático es una cuestión que afecta a todos los países del planeta. Para reducir

las emisiones de gases con efecto invernadero se reunieron en 1997 en Kioto representantes de los países integrantes de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el , creada en el seno de la Cumbre sobre la Tierra, celebrada en Río de Janeiro en 1992. En el Protocolo de Kioto se estableció que los países desarrollados debían reducir sus emisiones de gases causantes del efecto invernadero en un 5,2% para el año 2012 respecto a las emisiones del año 1990. Sin embargo, este protocolo debe ser ratificado al menos por 55 países y la suma de sus emisiones de gases de efecto invernadero deben ser de al menos un 55% del total. En agosto de 2.002 se celebró la Cumbre de Johanesburgo en la que ya fueron 94 países los que ratificaron el protocolo, pero la suma de sus emisiones no llega al 55% con lo cual no entrará en vigor hasta que países como Rusia, Canadá o Estados Unidos le ratifiquen.

La contaminación atmosférica en AndalucíaLa calidad del aire que se respira en Andalucía es buena. La contaminación atmosférica es un problema

relativamente nuevo para las ciudades andaluzas. Lo tardío del proceso industrial y su localización concentrada han supuesto la casi ausencia de crisis de contaminación atmosférica, salvo hechos puntuales y muy aislados.

Las principales áreas problemáticas de la región, por sus mayores niveles de contaminación atmosférica, son:

a. Complejo químico del Polo de Huelva

b. Complejo petroquímico de la Bahía de Algeciras

c. Bahía de Cádiz

d. Centrales térmicas de Peñarroya-Pueblonuevo en Córdoba y Carboneras en Almería

e. Industrias cerámicas de Bailén

f. Industrias del cemento y de la construcción en Málaga capital, en Alcalá de Guadaira (Sevilla) y Carboneras (Almería)

Los problemas de contaminación atmosférica industrial se van corrigiendo paulatinamente a partir de la década de los ochenta, gracias a la mayor concienciación social sobre las necesidades del control de las emisiones, al desarrollo de iniciativas de prevención, eficiencia e incorporación de nuevas tecnologías en la producción, a la aprobación de normativas sectoriales cada vez más rigurosas y a la creación de instrumentos más eficientes de control y lucha contra la contaminación (Red de Control y vigilancia de la Contaminación Atmosférica de Andalucía).

Por otra parte la Administración Andaluza, consciente de que la reducción de nuestras emisiones es probablemente el mayor reto de la política ambiental española pero también una oportunidad inmejorable para avanzar hacia la sostenibilidad real de nuestro modelo económico, ha elaborado la “Estrategia Autonómica de Cambio Climático”, primera estrategia elaborada en España y aprobada el 3 de Noviembre de 2002 en el Consejo de Gobierno de la Junta de Andalucía, en la que se plantean medidas tendentes al ahorro energético y disminución de las emisiones de gases efecto invernadero.

La atmósfera y desarrollo sostenibleEl cuidado y el mantenimiento del equilibrio y la estabilidad de la atmósfera desde la perspectiva de la

sostenibilidad tiene tres referentes claves:

1. El cumplimiento de los acuerdos internacionales de Montreal, Kioto y el de autonómico.

2. La incorporación de los nuevos sistemas productivos y de gestión en las industrias que propone la Unión europea y que disminuyen sus emisiones contaminantes

3. Aumentar la conciencia ambiental de la población, que se ha de traducir entre otras medidas en:

- La mayor utilización del transporte público, el desplazamiento a pie y el uso de la bicicleta.

Cambio Climático

Cambio climático

15 El aire que nos rodea

Mapa de zonas industriales de Andalucía

- El menor consumo de energía, con una utilización eficiente y moderada de la calefacción y el aire acondicionado, en el hogar y los centros de trabajo.

- El desarrollo de modelos de ocio no ruidosos y respetuosos con los demás.

- La creación de hábitos en el mantenimiento y la conducción de vehículos que impliquen un menor gasto de combustible.

- La adquisición de lámparas y electrodomésticos de bajo consumo y libres de gases que dañen la capa de ozono.

En definitiva, es necesario que las industrias cumplan escrupulosamente la normativa vigente y que la ciudadanía modifique sus hábitos de consumo incorporando a nuestro comportamiento cotidiano buenas prácticas ambientales que lleven a un ahorro real del consumo de combustibles fósiles y el respeto al medio ambiente y a los demás.

Fuente: Consejería de Medio Ambiente 2002

16 El aire que nos rodea

4. Relación de la Unidad Didáctica “El aire que nos rodea” con los sectores profesionales seleccionados: industria y transporte

Importancia del tema de la contaminación atmosférica en el sector industrial

Importancia del tema de la contaminación atmosférica en el sector del transporte

Una parte importante del impacto negativo del sector industrial en el medio ambiente es consecuencia de la emisión de gases contaminantes a la atmósfera.

En este sector, las áreas formativas más relacionadas con la contaminación atmosférica por emisión de gases son “La producción, transformación y distribución de energía”, “la minería y primera transformación” y “la industria química”. En todas ellas es preciso el cumplimiento estricto de las normativas ambientales la introducción de tecnologías limpias y la instalación de infraestructuras correctoras de los vertidos contaminantes. La puesta en marcha de estas medidas está contribuyendo de una manera muy eficaz a la disminución y al control de las emisiones de gases.

En relación con la contaminación acústica que se produce en los procesos industriales, las áreas formativas en las que tiene más incidencia este factor son:

“La madera y el corcho”, “la industria pesada y de construcciones metálicas” y “edificación y obras públicas”, en todas ellas la utilización de maquinaria “ruidosa” obliga a los trabajadores y trabajadoras a cumplir con rigor todas las precauciones para evitar las consecuencias negativas de los ruidos (pérdida de audición, estrés, falta de concentración, etc.).

“Las industrias agrarias y las alimentarías” son a veces actividades productivas generadoras de malos olores. Así en las granjas de cerdos o gallinas, las vaquerías, las fábricas de aceite y aderezo de aceitunas es preciso la realización de controles periódicos y la implantación de medidas correctoras, aunque este tipo de contaminación no esta incluido en el Reglamento Autonómico de Calidad del Aire.

El movimiento de vehículos es la principal fuente de contaminación atmosférica ya que estos emiten, sobre todo en las ciudades grandes, cantidades de partículas y gases de carbono y nitrógeno, que son gases que contribuyen al efecto invernadero y al .

En las áreas formativas relacionadas con “la automoción y el transporte” todas las estrategias han de ir dirigidas al ahorro de . Así al hacer hincapié en la adopción de buenas prácticas ambientales en la conducción, en la realización de mantenimientos correctos y periódicos a los vehículos y en el desarrollo de líneas de investigación que mejoren el rendimiento de los mismos, se contribuirá a la disminución de la cantidad de combustible necesario. En este ámbito el desarrollo de la investigación y la implantación de los nuevos motores propulsados por gas, por pilas de hidrógeno o por energías renovables forman parte de las alternativas a seguir, caminando hacia fórmulas de transporte más limpias y ecológicas.

cambio climático

combustibles fósiles

17 El aire que nos rodea