Tema 7 Impactos en la atmósfera. Dispersión de los contaminantes 1.La mayor parte de los...

Tema 7 Impactos en la atmósfera

Dispersión de los contaminantes1. La mayor parte de los

contaminantes se difunden en la parte baja de la troposfera, donde interactúan entre sí y con los demás compuestos presentes, antes de su deposición.

2. Otros ascienden a alturas considerables y son transportados hasta lugares muy alejados del foco emisor.

3. Un tercer grupo, más reducido, puede llegar a traspasar la tropopausa e introducirse en la estratosfera.

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Eduardo Gómez 2Contaminación en la atmósfera

Dispersión de los contaminantes

Los contaminantes que se difunden en la parte baja de la troposfera presentan un ciclo de emisión-deposición que se puede resumir en tres etapas:

1. Mezcla de contaminantes. Una vez emitidos los compuestos químicos (contaminantes primarios), se mezclan en los primeros kilómetros de la troposfera, donde se desplazan libremente, se incorporación a las masas circulantes de aire y se distribuyen de forma homogénea, lo que favorece las transformaciones químicas.

2. Procesos químicos y fotoquímicos. En estos procesos participan los con taminantes que pueden generar nuevos compuestos (contaminantes secundarios), cuyas propiedades son, por lo general, muy diferentes de las de sus precursores.

3. Deposición. Los contaminantes, transformados o no, retornan a la superficie terrestre, donde se incorporan a los océanos y al suelo.


En general, se considera que en las áreas continentales se encuentran los focos emisores, mientras que los océanos, por su extensión, son los principales depósitos de retorno.

Este retorno sucede por deposición húmeda (los contaminantes retornan a través de la lluvia, la nieve la niebla o el rocío) o, en menor medida, por deposición seca (debida a fenómenos gravitacionales y de adsorción).



TransporteIndustrias

Medio Urbano

Emisión MezclaTransporte

Sol Vapor de agua

Transformación

Deposición

Seca Húmeda

InmisiónInmisión



Si los niveles de inmisión no son los adecuados, disminuye la calidad del aire y se originan efectos negativos en los receptores:

• Seres humanos

• Animales

• Vegetales

• Hongos

Estos niveles de inmisión van a depender de una serie de factores:

• Condiciones meteorológicas y climáticas

• Características geográficas y topográficas

• Características de las emisiones


Condiciones meteorológicas y climáticasEstratificación del aire.

Temperatura ºC

Alti

tud

(m)

GVTGAS

Temperatura ºC

Alti

tud

(m) GVT

GAS

Temperatura ºC

Alti

tud

(m) GVT

GAS

GVT < GAS GVT > GAS GVT = GAS

Estable Inestable Indiferente

La Tª del aire contaminado es inferior a la del aire que le rodea. Es más densa, no puede subir e incluso baja

La Tª del aire contaminado es superior a la del aire que le rodea. Se favorecen los movimientos verticales y la dispersión de los contaminantes

Las Tª son similares y su variación con la altura es la misma. No se favorece ningún movimiento


Condiciones meteorológicas y climáticas

Inversiones

Son situaciones en las que se impide la circulación vertical del aire y por lo tanto los contaminantes se acumulan en las capas inferiores de la atmósfera.

• Inversiones térmicas• Inversiones de subsidencia• Inversiones adventicias


Condiciones meteorológicas y climáticas

Inversiones térmicas

Normalmente, el aire caliente de la superficie terrestre asciende y el aire de la parte superior de la atmósfera —más frío— cae, con lo cual se crea una circulación natural que dispersa los contaminantes superficiales del aire. Una inversión ocurre cuando las capas de aire de la atmósfera inferior son más frías que las superiores. La circulación natural sufre una interrupción y tanto el aire superficial acumulado como los contaminantes del aire se concentran alrededor de sus fuentes


El humo de las calefacciones o chimeneas no puede ascender debido a la inversión térmica


Inversiones de subsidencia

La inversión por subsidencia generalmente está asociada con los anticiclones. El aire de un anticiclón desciende y fluye hacia afuera con una rotación que sigue la dirección de las agujas del reloj. A medida que el aire desciende, la mayor presión existente en altitudes menores lo comprime y calienta en el gradiente vertical adiabático seco.


Inversiones de subsidencia

Los días despejados y sin nubes característicos de los anticiclones propician las inversiones por radiación, de modo que se puede producir una inversión superficial durante la noche y una elevada durante el día. Si bien la capa de mezcla que se encuentra debajo de la inversión puede variar diariamente, nunca será muy profunda.

Durante el día, la capa de inversión resultante de este proceso con frecuencia se eleva a cientos de metros sobre la superficie.

Durante la noche, la base de una inversión por subsidencia desciende debido al enfriamiento del aire superficial.


Inversiones adventicias o frontales

Inversión relacionada tanto con los frentes fríos como con los cálidos. En el avance de cada frente, el aire cálido desplaza al frío, de modo que se produce una circulación vertical mínima en la capa de aire frío más cercana a la superficie .

La fuerza de la inversión depende de la diferencia de temperatura entre las dos masas de aire.

Como los frentes se mueven horizontalmente, los efectos de la inversión generalmente duran poco y la falta de movimiento vertical suele compensarse con los vientos relacionados con el paso frontal.

Sin embargo, cuando los frentes se vuelven estacionarios, las condiciones de inversión pueden prolongarse.


Vientos

Tienen una gran importancia en la dispersión de los contaminantes en función de sus características:

•Dirección•Velocidad•Turbulencias

El viento aleja los contaminantes de la zona de emisión

Viento


Humedad relativa del aire

La humedad favorece la acumulación de contaminantes, y en determinados casos, SO2, SO3, NO2, pueden reaccionar y formar ácidos corrosivos: Pueden formar las llamadas LLUVIAS ÁCIDAS


Precipitaciones

Tienen un efecto de lavado, arrastrando contaminantes hacia el suelo. También pueden ayudar a disolver algunos gases

Insolación

Favorece la formación de contaminantes secundarios mediante reacciones de oxidación fotoquímica


Factores topográficos y geográficos

La topografía influye mucho sobre los movimientos atmosféricos y por lo tanto en la dispersión de los contaminantes.

a) Zonas costeras

b) Valles fluviales y laderas

c) Zonas urbanas

d) Presencia de masas vegetales


Zonas costeras

Se originan brisas durante el día (A) que transportan los contaminantes tierra adentro y por la noche (B) sucede al revés.

Por otra parte, el aire está cargado de la humedad del mar y puede favorecer la acumulación de contaminantes


Zonas de valles fluviales y laderas

Se generan brisas de valle y montaña.

Durante el día se calientan las laderas y se generan corrientes ascendentes, mientras que en el fondo del valle queda el aire frío y contaminado

Durante la noche el aire frío desciende por las laderas, y se acumula en el fondo del valle, llegando a la misma situación anterior.

Además las propias laderas dificultan el movimiento del aire y por lo tanto la dispersión de los contaminantes


Zonas urbanas

Los edificios frenan los movimientos del aire y crean turbulencias. Las propias actividades urbanas (industria, tráfico, calefacciones,…) generan calor y se crea un microclima denominado isla de calor. En la periferia de la ciudad, la temperatura es más fría.

Este fenómeno favorece la formación de brisas urbanas debido al ascenso del aire en el centro de la ciudad, cuyo hueco es ocupado por el aire frío procedente de la periferia.

Se dificulta la dispersión de los contaminantes, formando las cúpulas de contaminación, que se ven incrementadas en situaciones anticiclónicas y que pueden ser dispersadas por efecto de las lluvias y los vientos.

Los contaminantes, por otra parte pueden actuar como nucleos de condensación y la formación de tormentas, más frecuentes que en los alrededores de la ciudad.


Boina de contaminación en las ciudades

Movimiento del aire en una “isla de calor”


Presencia de masas vegetales

Frenan la velocidad del viento y facilitan la deposición de los contaminantes, que quedan retenidos en las hojas.

Además la vegetación absorbe CO2 (actúa como sumidero)

Un kilómetro cuadrado de bosque genera unas 1.000 toneladas de oxígeno anuales, requiriendo el doble de superficie una plantación de césped. También son fijados por la vegetación los óxidos de azufre, oxigenándose el SO2, dando lugar a sulfatos. El plomo se acumula sin transformarse en las plantas, eliminándolo de la atmósfera. Además acumulan entre las hojas, polvo y partículas en suspensión gracias a fenómenos electrostáticos y a la presencia de aceites.


Características de las emisionesDepende de la naturaleza de los contaminantes:

o Gaso Partículas. Se depositan con mayor facilidad

También depende de:

o Temperatura de emisión.- Si es mayor que la del aire del medio, el gas asciende y se dispersa más fácilmente.

o Velocidad de emisión.- Si sale a más velocidad, puede romper las capas de inversión

o Altura del foco emisor. A mayor altura (p. ej. Chimeneas) mayor probabilidad de atravesar las capas de inversión y mayor facilidad de dispersión del contaminante.


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