Efectos a largo plazo

Eduardo Gómez

Efectos a largo plazo

Los principales efectos a largo plazo de la contaminación atmosférica son:

1. Alteración del ozono estratosférico

2. Alteración del efecto invernadero natural

1Efectos de la contaminación atmosférica

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Destrucción de la capa de ozono

La capa de ozono se encuentra en la estratosfera, aproximadamente de 15 a 30 Km. sobre la superficie del planeta.

El ozono es un compuesto inestable de tres átomos de oxígeno, el cual actúa como un potente filtro solar evitando el paso de una pequeña parte de la radiación ultravioleta (UV)

El ozono es un gas tan escaso que, si en un momento lo separásemos del resto del aire y que lo atrajésemos al ras de tierra, tendría solamente 3mm de espesor.


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• El espesor de la capa de O3 es máxima en el Ecuador y mínima en los Polos.

• El O3 se transporta de un lugar a otro por la circulación horizontal de la estratosfera

• En condiciones normales las reacciones de ozonogénesis y ozonolísis están equilibradas de forma dinámica.

• El ozono se crea y se destruye y en este proceso absorbe el 90% de la radiación ultravioleta, lo que aumenta la temperatura en esta capa

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• Las reacciones de formación y destrucción de ozono están equilibradas por encima de 30 km.

• Por debajo de 30 km, la mayoría de las radiaciones han sido absorbidas y no se produce ozonolisis, acumulandose el O3

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• Entre los años 1977-1984 se observó una disminución del 40% del ozono en la Antártida.

• Agujero de la capa de ozono

• En polo norte también se produce debilitamiento de la capa de ozono, pero es menos patente.

Eduardo Gómez 7Efectos de la contaminación atmosférica

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Los principales agentes de destrucción del ozono estratosférico, son mayormente el cloro y el bromo libres, que reaccionan negativamente con ese gas

Las concentraciones de cloro y bromo naturalmente presentes en la atmósfera, son escasas especialmente en la estratosfera y por consiguiente, pobres en la generación del agujero de ozono, en cuanto a su extensión y los valores recientemente observados.

El cloro, en las proporciones existentes, debe su presencia en la atmósfera a causas antropogénicas, especialmente desde la aparición de los clorofluocarbonos (CFC) sintetizados por el hombre para diversas aplicaciones industriales.


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Los CFC son una familia de gases que se emplean en múltiples aplicaciones, siendo las principales la industria de la refrigeración y de propelentes de aerosoles. Están también presentes en aislantes térmicos.

Los CFC poseen una capacidad de supervivencia en la atmósfera, de 50 a 100 años. Con el correr de los años alcanzan la estratosfera donde son disociados por la radiación ultravioleta, liberando el cloro de su composición y dando comienzo al proceso de destrucción del ozono.


Hoy se ha demostrado que la aparición del agujero de ozono, a comienzos de la primavera austral, sobre la Antártida está relacionado con la fotoquímica de los Clorofluorocarbonos(CFCs), componentes químicos presentes en diversos productos comerciales como el freón, aerosoles, pinturas, etc.

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La forma por la cual se destruye el ozono es bastante sencilla. La radiación UV arranca el cloro de una molécula de clorofluorocarbono (CFC). Este átomo de cloro, al combinarse con una molécula de ozono la destruye, para luego combinarse con otras moléculas de ozono y eliminarlas.

El proceso es muy dañino, ya que en promedio un átomo de cloro es capaz de destruir hasta 100.000 moléculas de ozono. Este proceso se detiene finalmente cuando este átomo de cloro se mezcla con algún compuesto químico que lo neutraliza.


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Otros compuestos de cloro y bromo, como el tetracloruro de carbono, el metil cloroformo y el bromuro de metilo, también son dañinos para la capa de ozono.

El tetracloruro de carbono, que también se usa para combatir incendios, y

para los pesticidas, la limpieza en seco, es algo más destructivo que el más dañino de los CFC.

El metilcloroformo muy usado para la limpieza de metales, no es tan perjudicial, pero igualmente representa una amenaza, ya que su uso se duplica cada diez años.

Otros compuestos

Efectos de la contaminación atmosférica 12

Eduardo Gómez Efectos de la contaminación atmosférica 13

Los óxidos nitrosos, liberados por los fertilizantes nitrogenados y por la quema de combustibles fósiles, destruyen el ozono y tienen larga vida, pero sólo llegan a la estratosfera en proporciones muy pequeñas. Además, algunas de las sustancias desarrolladas para servir de sustitutos

provisionales a los CFC, los HCFC (hidroclorofluorocarbonos) y los

HBFC (hidrobromofluorocarbonos) también están destruyendo la capa de ozono, pero mucho menos que los CFC.

El bromuro de metilo se utiliza como un fumigante de múltiples aplicaciones y se usa en algunos procesos químicos y en la síntesis orgánica. A diferencia de los CFC y halones, el bromuro de metilo también ocurre en la naturaleza y se cree que alrededor del 50% del bromuro de metilo encontrado en la atmósfera es emitido por fuentes naturales.

Halones (Br, F, C). se usan en la extinción de incendios y son muy destructores.

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El agujero de ozono antárticoDesde hace unos años los niveles de ozono sobre la Antártida han descendido a niveles más bajos que lo normal entre agosto y finales de noviembre.


Se habla de agujero cuando hay menos de 220 DU de ozono entre la superficie y el espacio.

La palabra agujero induce a confusión, y no es un nombre adecuado, porque en realidad lo que se produce es un adelgazamiento en la capa de ozono, sin que llegue a producirse una falta total del mismo.


En la Antártida está comprobado que cada primavera antártica se produce una gran destrucción de ozono, de un 50% o más del que existe en la zona, formándose un agujero.

Los niveles normales de ozono en esta zona son de 300 DU y suele descender hasta las 150 DU, habiendo llegado, en los momentos más extremos de destrucción de ozono, a disminuir hasta las 100 DU.

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El cloro libre en la Estratosfera puede ser neutralizado por el nitrato de cloro, haciendo que el cloro deje de destruir ozono.

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¿Por qué en la Antártida?

El ácido nítrico cae con la nieve y por tanto la atmósfera queda desnitrificada y los óxidos de nitrógeno, por tanto, no pueden reaccionar con el monóxido de cloro, actuando de sumidero

En inverno se sitúa el Anticiclón polar, por lo que aire muy frío se aplasta contra el suelo, no permitiendo la entrada de aire con nuevo ozono.

Como la temperatura es tan baja, la Troposfera se encuentra más baja y por ello se pueden formar nubes en la Estratosfera (NEP).

Estas NEP necesitan de núcleos de condensación (NO2) que al reaccionar con el vapor de agua forman ácido nítrico

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Medidas internacionales frente al agujero de ozono

Años setenta.

Cuando en la década de los setenta se fue conociendo la destrucción del ozono estratosférico se fueron proponiendo diversas medidas. En esos años, las lógicas controversias científicas y el choque de importantes intereses económicos, hicieron que avanzara despacio la implantación de medidas correctoras.

En varios países se prohibió el uso de los CFCs como propelentes en los aerosoles, pero como, a la vez, se fueron descubriendo nuevos usos para los CFCs y productos similares, la producción y emisión a la atmósfera de productos destructores de la capa de ozono crecía rápidamente.


De 1980 a 1985 Conforme aumentaban los conocimientos científicos sobre este problema y se veía que la producción de sustancias dañinas seguía aumentando, la preocupación sobre los efectos nocivos que esta situación podía provocar fue creciendo y llevó a la constitución de la Convención de Viena en 1985. De esta manera se iniciaba un intenso trabajo internacional que culminó en la firma del Protocolo de Montreal

Protocolo de Montreal (1987) El primer Protocolo de Montreal se planteaba la reducción a la mitad de los CFCs para el año 1998. Después de la firma de este primer protocolo (160 países) nuevas mediciones mostraron que en daño en la capa de ozono era mayor que el previsto, y en 1992 , en la Cumbre de Río, la comunidad internacional firmante del Protocolo decidió acabar definitivamente con la fabricación de halones en 1994 y con la de CFCs en 1996, en los países desarrollados. XI Cumbre del Protocolo de Montreal, Pekín, 1999. Nuevas recomendaciones respecto a otros compuestos relacionados y búsqueda de sustitutos.

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Incremento del efecto invernadero

A la superficie de nuestro planeta llega una pequeña parte de la radiación solar. Esta radiación es absorbida por la tierra salvo una pequeña parte que es reflejada, acumulándose en forma de calor, y por la noche es devuelta al espacio.

Sin embargo, hay una diferencia muy importante entre esta radiación y la que provenía del sol: la radiación que emite la superficie terrestre pertenece en su mayor parte a la zona del infrarrojo, es decir, es una radiación eminentemente térmica. Sólo una pequeña parte de la misma es capaz de atravesar la troposfera pues la mayor parte es absorbida por los componentes naturales del aire que hemos señalado, quedando retenidas entre la tropopausa y la superficie de la tierra, lo que provoca un calentamiento de esta zona de la atmósfera.

Efecto invernadero natural


El principal gas de causa este fenómeno es el CO2

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Otros gases de efecto invernadero


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• Evolución de los principales gases de efecto invernadero en los últimos 1000 años

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METANO (CH4)o La principal fuente natural de producción de CH4 son

los pantanos.

o El CH4 se produce también en la descomposición anaeróbica de la basura en los rellenos sanitarios; en el cultivo de arroz, en la descomposición de restos animales; en la producción y distribución de gas y combustibles; y en la combustión incompleta de combustibles fósiles.

o Se estima que su concentración aumentó entre 700 ppb en el periodo 1000 - 1750 y 1750 ppb en el año 2000, con un aumento porcentual del 151% (incertidumbre de +/- 25%)

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DIOXIDO DE NITROGENO (NO2)


o El aumento del NO2 en la atmósfera se deriva parcialmente del uso creciente de fertilizantes nitrogenados.

o El NO2 también aparece como sub-producto de la quema de combustibles fósiles y biomasa, y asociado a diversas actividades industriales (producción de nylon, producción de ácido nítrico y emisiones vehiculares).

o Un 60% de la emisión de origen antropogénico se concentra en el Hemisferio Norte.

o Se estima que la concentración de NO2 atmosférico creció entre 270 ppb en el periodo 1000 - 1750, a 316 ppb en el año 2000 (un 17 +/-5% de aumento)

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HALOCARBONOS


o Los halocarbonos son compuestos gaseosos que contienen carbono y algunos de los siguientes elementos: cloro, bromo o fluor.

o Estos gases, que fueron creados para aplicaciones industriales específicas, han experimentado un significativo aumento de su concentración en la atmósfera durante los últimos 50 años.

o Una vez liberados, algunos de ellos son muy activos como agentes intensificadores del efecto invernadero planetario.

o Como resultado de la larga vida media de la mayoría de ellos, las emisiones que se han producido en los últimos 20 o 30 años continuarán teniendo un impacto por mucho tiempo.

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Cambio climático


Se llama cambio climático a la modificación del clima con respecto al historial climático a una escala global o regional. Tales cambios se producen a muy diversas escalas de tiempo y sobre todos los parámetros climáticos: temperatura, precipitaciones nubosidad, etcétera. Son debidos a causas naturales y, en los últimos siglos se sospecha que también a la acción de la humanidad.

El término suele usarse, de forma poco apropiada, para hacer referencia tan solo a los cambios climáticos que suceden en el presente, utilizándolo como sinónimo de calentamiento global.

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Efectos cambio climático

TemperaturaEl aumento proyectado en la temperatura media del planeta, a nivel de superficie entre 1990 y el 2100, oscila entre + 1.4°C en el escenario más optimista, y + 5.8°C en el más pesimista. Esta tasa de aumento es entre 2 y 10 veces el observado durante el siglo XX, y de acuerdo a estudios paleoclimáticos es muy probable que no tenga precedente por lo menos en los últimos 10.000 años.

PrecipitacionesComo resultado de un ciclo hidrológico más activo, se espera que los promedios globales anuales de precipitación y evaporación aumenten. Por otra parte, el ambiente más cálido permitirá una mayor concentración de vapor de agua en la atmósfera, a nivel global.

ASPECTOS GLOBALES


Nivel del mar

Como resultado de la expansión térmica de los océanos y de pérdida de masa de los campos de hielos y glaciares se proyecta hasta el año 2100 un aumento del nivel medio del mar entre + 8cm y + 88 cm. De todos modos, existe una considerable incertidumbre acerca de la magnitud de este cambio.

Enlace para la simulación de la subida del nivel del mar: http://flood.firetree.net/?ll=36.9850,-5.9106&z=8&t=2

Glaciares y campos de hielo

Es muy probable que los glaciares alejados de los Polos continúen retrocediendo durante el siglo XXI. Asimismo, debido al calentamiento proyectado, existe una alta probabilidad que las áreas cubiertas de nieve o permafrost, así como las los hielos marinos disminuyan en extensión.


Es muy probable que la mayoría de las áreas continentales experimenten una tasa de calentamiento superior a la que se proyecta a nivel global.

Este efecto será particularmente importante en la zonas continentales de latitudes medias y altas del Hemisferio Norte (Norteamérica y Asia) donde los modelos sugieren que el calentamiento puede exceder en un 40% la tasa media global.

Los cambios regionales de precipitación, tanto por aumento o disminución, se estiman que serán entre un 5% y un 20%.

Específicamente la precipitación debería aumentar en las latitudes altas de ambos hemisferios, tanto en verano como en invierno. También se proyectan aumentos invernales en latitudes medias del Hemisferio Norte, así como sobre Africa tropical y la Antártica, y de verano en las regiones austral y oriental de Asia. Por otra parte, la precipitación invernal debería disminuir en Australia, Centroamérica, y en el sur de Africa.

ASPECTOS REGIONALES

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Como todo fenómeno geográfico las consecuencias del cambio climático depende de la escala, en este caso de la escala temporal, ya que hablamos de un cambio climático global.

¿Qué consecuencias tiene el cambio climático para el planeta?

Es evidente que ninguna. El planeta existirá incluso sin atmósfera. Para él el cambio climático es irrelevante.

¿Qué consecuencias tiene el cambio climático para la vida?

Es evidente que ninguna. La vida comenzó con otra atmósfera en la Tierra, ha sobre vivido a todos los cambios de clima que en la Tierra han sido, adaptándose sin problemas.


¿Qué consecuencias tiene el cambio climático para el ecosistema mundial actual?

Aquí empezamos a encontrar interacciones de importancia entre el clima y las especies naturales. Si al final el cambio de clima no se produce la distribución de las especies no variará, pero se tenderán a fortalecer las especies secundarias de cada biocenosis que estén más adaptadas a las condiciones extremas. Si el cambio de clima se produce esto significará una rápida redistribución de las especies naturales, comenzando por las más oportunistas y las más amoldables. Habrá un importante estrés climático, pero al final se habrá de alcanzar un nuevo sistema de equilibrio en el que quizá desaparezcan ciertas especies, pero en el que se favorecerán otras.


¿Qué consecuencias tiene el cambio climático para el ser humano?

La capacidad de adaptación del ser humano al medio está sobradamente demostrada. Incluso ha conseguido sobrevivir, hasta cierto punto, independientemente del clima. Sin lugar a dudas el ser humano se adaptaría a las nuevas condiciones del clima y sobreviviría, como ya lo hizo la especie al «atravesar» la última glaciación.

¿Qué consecuencias tiene el cambio climático para nuestra civilización?

Si cierto es que no hay duda de que el ser humano sobrevivirá a un cambio de clima también es cierto que esto implicaría una nueva relación con el medio, con lo cual las claves de nuestra civilización deberán de cambiar. Sospechamos, con cierta seguridad, que ha habido en la historia civilizaciones que han desaparecido, o cambiado tan radicalmente que no son reconocibles, debido a los cambios climáticos que a lo largo de la historia ha habido. No será de extrañar que la civilización occidental sufra cambios similares, por ejemplo buscando formas de aprovechamiento de la energía más eficaces.


¿Qué consecuencias tiene el cambio climático para el sistema económico actual?

En este sentido los cambios en el clima, aunque sean pequeños, han de ser catastróficos.

Debemos tener en cuenta que nuestra economía depende mucho de las previsiones de futuro. Se invierte en función de los beneficios que se confía tener. Si las previsiones no se cumplen tenemos una crisis económica, que puede afectar a una sola empresa o a toda la economía.

Estas previsiones se hacen confiando en que las características externas a la empresa se mantienen: políticas, legales, geográficas y etc. Si alguna de estas características falla, el proyecto suele fracasar. Entre estas características se encuentra el clima; que debe de ser regular; lo más cercano a los valores medios históricos que se han venido recogiendo.


Así, un empresario agrícola siembra un determinado cultivo porque confía en que la tierra es buena, tiene los medios de cultivo y el clima, normalmente, es favorable. Si ese año hay una sequía la inversión se pierde. Y fíjense que he dicho la inversión y no la cosecha, ya que debido a un mercado mundial y diversificado una mala cosecha en un punto no implica subalimentación en nuestro mundo moderno

En realidad no sólo las pérdidas de inversiones se han de producir en la agricultura. He puesto este ejemplo porque es el más obvio y porque los márgenes de los cultivos suelen ser muy estrechos; pero también puede haber pérdidas en la inversión en el turismo, si el cambio del clima hace que la región deje de ser un destino favorable, en las redes de comunicaciones, si se ven afectadas por los valores extremos del tiempo, o en la industria, si por un cambio climático pierden los recursos del factor tierra.

Lo peor podría ser, de seguir subiendo rápidamente el nivel del mar, que las ciudades costeras, con toda la inversión que hay allí acumulada, quedasen inundadas. Así pues, donde más radicalmente incidirían los cambios en el clima serían en nuestro sistema económico capitalista.

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Medidas contra el cambio climático


1. Eliminación de CFC, controlar emisiones de origen agrícola,

ganadero y frenar la deforestación.

2. Cumplimiento de los acuerdos del protocolo de Kyoto

3. Reducir emisiones de CO2 potenciando las energías renovables y el

ahorro energético

4. Trabajos de forestación (plantar árboles “de novo”), reforestación y

agroforestación (integración de los árboles en los cultivos).

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Control de la emisión de contaminantes

Se establece en función de unos niveles máximos admisibles de

emisiones procedentes de actividades industriales y vehículos en

relación a NOx, CO, plomo, cloro molecular, ácido clorhídrico,

sulfuro de hidrógeno y partículas sedimentables.

La calidad del aire

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Vigilancia de la calidad del aire


Conjunto de sistemas y procedimientos utilizados para evaluar la presencia de agentes contaminantes en la atmósfera, así como la evolución de sus concentraciones en el tiempo y en el espacio, con el fin de prevenir y reducir los efectos que pueden causar sobre la salud y el medioambiente.

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Red de vigilancia


Conjunto de estaciones de medida de los contaminantes del aire, tanto manuales como automáticos. Hay redes locales, comunitarias (EMEP, CAMP) y mundiales (BAPMON).

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Métodos de análisis


1.Físicos (color, absorción de luz de distinta longitud de onda) y químicos (reacciones de coloración y combinación con reactivos gaseosos que producen fluorescencia)

1.Indicadores biológicos. Basados en la sensibilidad de distintos seres vivos a ciertos contaminantes atmosféricos como fluoruro de hidrógeno, dióxido de azufre, oxidantes fotoquímicos, metales pesados e isótopos radiactivos. Se emplean los líquenes.

1.Empleo de sensores Lídar. Interacción del pulso láser del sensor con los contaminantes atmosféricos, con posibilidad de construir un mapa tridimensional de la contaminación y deducir los focos de emisión.

Tipo de contaminante Medida

SO2 Absorción de fluorescencia UV

CO Absorción por infrarrojo

Partículas Atenuación de la radiación beta

Ozono Absorción en el UV

Hidrocarburos Ionización en llama

NOx Quimioluminiscencia


Medidas preventivas

• Planificación de usos del suelo• Evaluaciones de impacto ambiental• Empleo de tecnologías de baja o nula emisión de residuos• Programas I+D+I• Mejora de la calidad y el tipo de combustibles o carburantes• Medidas sociales de información (educación ambiental)• Medidas legislativas. La UE marca la Directiva Marco de calidad

del aire

Medidas de prevención y corrección


Medidas correctoras

• Concentración y retención de partículas con equipos adecuados (separadores de gravedad, filtros de tejido, precipitadores electrostáticos, adsorbentes húmedos.

• Sistemas de depuración de gases (con líquidos disolventes, sólidos de retención, procesos de combustión y procesos de reducción catalítica)

• Expulsión de los contaminantes por medio de chimeneas adecuadas.

Medidas de prevención y corrección

Efectos a largo plazo

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