Contaminación del Aire y impacto en el Medio Ambiente. PDF

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CONTAMINACION DEL AIREIng. Oswaldo Camasi ParionaEl aire es una mezcla de varios gases que rodea la tierra en una capa de varios kilómetros de altura.Componentes del aire:Gas % Nitrógeno 78. Oxígeno 20. Argón 0. Dióxido de Carbono 0.Neón 0. Helio 0. Kripton 0. Hidrógeno 0. Xenón 0. Ozono Variable Va...

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CONTAMINACION DEL AIRE Ing. Oswaldo Camasi Pariona

El aire es una mezcla de varios gases que rodea la tierra en una capa de varios kilómetros de altura. Componentes del aire:

Gas

%

Nitrógeno

78.48

Oxígeno

20.95

Argón

0.93

Dióxido de Carbono

0.3

Neón

0.0018

Helio

0.0005

Kripton

0.0001

Hidrógeno

0.00005

Xenón

0.000008

Ozono

Variable

Vapor de agua

variable

El aire es un elemento esencial para la vida de todo ser vivo. Diariamente los pulmones filtran 15 kg. De aire atmosférico, mientras que solo absorbemos 2.5 kg. De agua y menos de 1.5 kg de alimentos. Existe contaminación del aire cuando los elementos que lo conforman sufren alteraciones o cuando se presentan sustancias extrañas. Estas sustancias son gases y sólidos que se encuentran suspendidos en la atmósfera.

CONTAMINANTES SOLIDOS DEL AIRE

Uno de los contaminantes sólidos más tóxicos es el plomo. La fuente principal es el tetra etilo de plomo, el que se agrega a la gasolina para evitar explosiones durante la combustión. Las fundiciones de este metal, la industria química y plaguicidas, aportan cantidades de este contaminante a la atmósfera. Entre los principales efectos del plomo se hallan los trastornos en el metabolismo celular y las alteraciones en el sistema nervioso central. Al verterse y depositarse

en cuerpos de agua, destruye la vegetación, los peces, los moluscos, las aves marinas, plancton. El cadmio es otro contaminante sólido, que es liberado a la atmósfera en forma de partículas. Las fundiciones de materiales cádmicos son su principal fuente de producción.

CONTAMINANTES GASEOSOS DEL AIRE

Dióxido de azufre Es uno de los contaminantes más comunes y representativo de la contaminación de ciudades. Proviene de la combustión del carbón y del petroleo. Al ser quemados dichos combustibles, el azufre que éstos contienen es liberado a la atmósfera en forma de Dióxido de Azufre. Cada tonelada de carbón que arde, libera a la atmósfera 40 kg de Dióxido de azufre. Por cada 3000 litros de gasolina quemada por los automóviles, el aire se contamina con 7.5 kg de este gas. El Dióxido de azufre es quemado por automóviles, plantas eléctricas, refinerías y fundiciones. Es el contaminante gaseoso más nocivo para el hombre; daña los pulmones y otras partes del sistema respiratorio. Es un potente irritador de los ojos y de la piel, destruye el esmalte de los dientes. Produce aumento en el número de casos de asma, catarros crónicos, enfisema, ahogo, fatiga y cansancio crónico. También puede causar la muerte de animales y plantas así como daños en las construcciones, pues corroe metales, la pintura y la piedra. En ambientes húmedos, puede combinarse químicamente con el agua, originando ácido sulfúrico.

Monóxido de Carbono Constituye una porción considerable de los gases producidos por los vehículos de combustión interna. Se produce cuando la combustión de las sustancias orgánicas es incompleta debido a la insuficiencia de oxígeno. El CO disminuye la capacidad de la sangre para transportar oxígeno. Esto provoca una sobrecarga en la función del corazón, así como un esfuerzo adicional en la función respiratoria, ya que los pulmones deben suministrar a la sangre una mayor cantidad de oxígeno, lo cual puede causar desde lesiones incurables hasta la muerte. Cuando una persona constantemente respira CO, se crea en ella un estado de intoxicación permanente. Algunos síntomas de esta intoxicación son náuseas, debilidad, dolor de cabeza y mareo.

Bióxido de Carbono Este gas es un componente natural de la atmósfera terrestre. Es el producto normal de procesos como la respiración, la descomposición y la combustión de todos los compuestos orgánicos. Es un elemento necesario para la realización de las funciones vitales de las plantas. Sin embargo el desarrollo agroindustrial y el aumento en la quema de combustibles fósiles como el petróleo y el carbón, han provocado un desequilibrio en el contenido de este gas en el aire, pues los depósitos terrestres no son capaces de absorber el nuevo CO2 con la misma velocidad con la que el hombre lo está produciendo. El bióxido de carbono no es muy tóxico para el organismo humano; no obstante, puede producir efectos en el clima, ya que permite el paso de los rayos solares a la tierra. Cuando el calor producido se refleja en la superficie terrestre, el bióxido de carbono lo atrapa impidiendo su disipación, provocándole calentamiento de la atmósfera. Este fenómeno conocido como efecto invernadero, significa que un aumento en la cantidad de CO2 provocará un aumento en la temperatura de la atmósfera y, por tanto del planeta. Puede producir un derretimiento parcial de los polos elevando el nivel de los mares y provocando la desaparición de regiones costeras.

Hidrocarburos y Óxidos de Nitrógeno Los hidrocarburos son combinaciones de carbono e hidrógeno, mientras que los Óxidos de Nitrógeno son combinaciones de nitrógeno y oxígeno. Estos, junto con el monóxido de carbono, son los contaminantes más frecuentes en la atmósfera. Los Óxidos de Nitrógeno son los que representan mayor peligro. Estos gases son producto de la combustión incompleta en estufas, hornos y quemadores; su fuente principal son los motores de automóviles. La causa es que cada vez que se aumenta o disminuye la velocidad de un automóvil, se reduce la eficiencia de la máquina provocando una combustión incompleta. Este problema se acentúa en ciudades muy transitadas. El humo producido por los automóviles contiene cerca de 200 distintos hidrocarburos. La combustión de una tonelada de carbón produce casi 10 kg de hidrocarburos, algunos son cancerígenos. Entre ellos está el benzopireno. El bióxido de nitrógeno es nocivo para los pulmones y constituye una causa importante de irritación de los ojos cuando la contaminación atmosférica sobrepasa los niveles. El Oxido Nítrico disminuye la capacidad de la sangre para transportar oxígeno.

Nitratos de Peracilo

Forman parte del smog característico de ciudades. Se originan por combinaciones químicas de hidrocarburos y óxidos de nitrógeno en presencia de luz solar (smog fotoquímico), este tipo de reacciones producen ozono. Ambos son dañinos para las plantas y en el hombre producen lagrimeo y dificultad en la respiración.

Ozono Es un gas muy complejo que se encuentra en las capas altas de la atmósfera. Se forma cuando una masa de oxígeno se somete a una alta cantidad de energía eléctrica. Este gas tiene la capacidad de absorber la radiación ultravioleta proveniente del sol, impidiendo que llegue en exceso a los seres vivos, la radiación provoca en el hombre graves enfermedades de la piel, así como serios daños en plantas y animales. Se sabe que el empleo de productos en aerosol que contienen clorofluorocarburos es la principal causa de la destrucción de la capa protectora de ozono. Sin embargo, cuando este gas se encuentra aún en concentraciones relativamente bajas en las capas inferiores de la atmósfera, irrita los ojos, causa tos y dolor de pecho, dificulta la respiración y afecta a los vegetales pues aumenta la respiración de las hojas y mata a la planta agotando su alimento (alfalfa, vid, trigo, piña, maíz).

El problema de la contaminación atmosférica puede agravarse por varias causas. Una de las causas es la concentración de población en un área reducida. La mayor parte de la contaminación, proviene de los automóviles. El problema de la contaminación se acentúa debido a que la difusión de las impurezas en la atmósfera depende de los cambios de viento y de temperatura que ocurren en el aire de las zonas urbanas. Las altas montañas impiden el flujo de corrientes de aire dispersen los contaminantes de la atmósfera. No esperemos a que un desastre nos haga entender la gravedad del problema. Con el fin de proteger la salud de la población de la contaminación atmosférica en la ciudad de México, el gobierno a través de sus dependencias ha diseñado un programa continuo de monitoreo de calidad del aire con instrumentos de medición instalados en lugares estratégicos. Este sistema de monitoreo, pretende obtener un valor numérico que indique la concentración de contaminantes en la atmósfera y permita evaluar sus posibles efectos en la salud, considerando las normas nacionales e internacionales de calidad de aire. El valor obtenido se denomina Indice METROPOLITANO DE LA Calidad del Aire (IMECA) que se basa en los siguientes valores:

Escala 0-50

Efectos en la salud Situación muy favorable para la realización de todo tipo de actividades físicas.

51-100

Situación favorable para la realización de todo tipo de actividades.

101-200

Aumento de molestias e intolerancias en personas sensibles

201-300

Aumento de molestias e intolerancias relativas al ejercicio en personas con padecimientos respiratorios y cardiovasculares; aparición de ligeras molestias en la población en general.

301-500

Aparición de diversos síntomas e intolerancia al ejercicio en la población sana.

Mayores de 500

Peligro potencial para toda la población.

Cuando este índice alcanza un valor riesgoso (entre 250 y 300 puntos) las autoridades responsables aplican un plan de contingencia cuyas medidas se hacen conocer a la población a fin de mejorar la calidad de aire, especialmente en invierno cuando se presentan las temperaturas más bajas, aumentando la frecuencia del fenómeno inversión térmica, que es favorecida por las características topográficas del valle. Otras acciones son la verificación semestral de los vehículos; programa de “hoy no circula”, proyectos de mejoramiento de gasolina, utilización de equipo que reduce las emisiones tóxicas, como los convertidores catalíticos, la utilización de filtros especiales en las chimeneas de fábricas, la sustitución de gasolina por gas licuado, con el fin de mejorar la eficiencia de los vehículos y reducir la cantidad de emisiones contaminantes a la atmósfera.

Principales Contaminantes del aire, su origen y efectos. Contaminante

Fuente

Principales efectos

Plomo

Automóviles, fundiciones, Ind. Qca., plaguicidas

Trastornos en el metabolismo celular, alteraciones en el sistema nervioso central.

Cloro y Bromo

Automóviles

Alergias específicas

Bióxido de Azufre

Automóviles, Plantas eléctricas, Refinerías, Fundiciones.

Daños en pulmones, irritación de ojos y piel, destrucción del esmalte de los dientes, Asma, enfisema, ahogo, fatiga, cansancio y catarro crónico.

Cadmio

Fundiciones

Enfermedades cardiacas

Monóxido de Carbono

Automóviles

Disminuye la capacidad de la sangre para transportar oxígeno, náuseas, debilidad, dolor de cabeza y mareo.

Bióxido de Carbono

Combustión de compuestos orgánicos

Calentamiento de la superficie terrestre.

Hidrocarburos

Automóviles

Cancerígenos

Oxido de nitrógeno

Automóviles

Daños en pulmones, irritación de ojos, disminuye la capacidad de la sangre para transportar Oxígeno.

Nitratos de peracilo

Reacciones fotoquímicas en atmósfera

Irritación de ojos y piel.

Ozono

Reacciones electroquímicas en la atmósfera

Irritación de ojos, tos y dolor de pecho

Fuente: Aurora Adame R., contaminación Ambiental.

CONTAMINACION ATMOSFERICA EN LIMA Y CALLAO Los factores de la contaminación atmosférica son por una parte, la actividad industrial, la población y los medios de transporte y por otra, las condiciones topográficas y meteorológicas. Los primeros constituyen las fuentes de contaminación y los últimos son responsables de las condiciones, ya sean de estabilidad que facilitan la acumulación de contaminantes, o de inestabilidad que favorece la dispersión, dilución y remoción. INDUSTRIAS COMO FUENTES DE CONTAMINACIÓN DEL AIRE Todas las industrias producen contaminación atmosférica, desde un mínimo como la industria textil hasta el máximo como la industria de cemento. Los contaminantes de la atmósfera provenientes de la industria son: plomo, cadmio, zinc, hierro, cloruros, arsénico, Bióxido de Carbono, Monóxido de

Carbono, Bióxido de Azufre, Óxidos de Nitrógeno, Manganeso, solventes, materias orgánicas y niveles de ruido en la comunidad. Por sus chimeneas, las industrias inyectan el aire, humo y gases provenientes de la combustión. Lima tiene alrededor de 2000 chimeneas. En el humo se encuentra: Carbón, ceniza, hulla, Hidrocarburos, y gases como óxidos de Carbono, Nitrógeno y Azufre. En Lima y Callao se encuentra aproximadamente el 75 % de la actividad industrial del país, dando origen a múltiples problemas debido al crecimiento desordenado y a la falta de planificación. Al procesar inmensa cantidad de materias primas se generan subproductos que a su vez se transforman en elementos contaminantes de aire suelo y agua. CRECIMIENTO URBANO La gran Lima ha sobrepasado los 10 millones, este desmedido crecimiento poblacional ha dado origen al crecimiento urbano que a su vez, ha originado la formación de pueblos jóvenes que en la actualidad cuentan con una población mayor. Estas viviendas casi no disponen de facilidades sanitarias, contribuyendo a agudizar el problema de contaminación atmosférica. VEHICULOS MOTORIZADOS En Lima y Callao circulan alrededor del 65 % de vehículos motorizados del total del país; los cuales son los principales causantes de la contaminación debido a la alta proporción de unidades usadas, cuyos motores por el desgaste conducen a una combustión incompleta de la gasolina y petróleo con la formación de gases como el Monóxido de Carbono (CO). También influyen directamente las calles estrechas y los altos edificios, que impiden la dispersión o dilución de los contaminantes. Los contaminantes provenientes del tránsito son el polvo producido por el suelo, las llantas y asbestos de los frenos. La contaminación por el tránsito se deriva de los humos provenientes de la combustión que contienen gasolina evaporada, compuestos de plomo, gases de la combustión total (SO2, CO 2, NO2, ), los residuos de la combustión incompleta (Carbón, CO, Aldehídos, Cetonas, Hidrocarburos). CONDICIONES METEOROLÓGICAS Y TOPOGRÁFICAS Lima y Callao por estar situados en el valle del Rímac, presentan condiciones topográficas y meteorológicas que hacen propicia la contaminación de su atmósfera. Topográficamente la cadena de cerros la rodea impidiendo la dispersión horizontal de los contaminantes. Meteorológicamente, su atmósfera se caracteriza por inversiones a baja altura en verano, vientos con dirección sur a norte, con calmas en primeras horas de la madrugada, que se forman en vientos con dirección norte-sur, nieblas que avanzan desde la costa en las primeras horas de la mañana. En invierno la

inversión es más constante con temperaturas más bajas y altas humedades relativas.

RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN DE CONTAMINANTES EN LA ATMÓSFERA DE LIMA Y CALLAO

N°

Contaminantes

Concentración

Estándar

1

CO

2 ppm

20 ppm

2

SO2

11.26 ug/m3

150 ug/m3

3

NO2

70.53

200

4

PTS

211.95

350

5

Pb

0.237

1.5

6

Zn

3.53

-

7

Cu

0.048

-

8

Mn

0.0103

-

9

Cd

0.012

-

10

Cr

0.008

-

11

Fe

3.313

-

12

Ca

3.313

-

13

Mg

0.197

-

14

SiO2

0.396

-

En la propuesta de patrones de calidad del aire en el Perú, no están establecidos aún los estándares de concentración para estos contaminantes RECOMENDACIONES El control de la contaminación atmosférica tendrá que efectuarse por medio de medidas de orden legal que autoricen las operaciones, los medios técnicos para eliminar y/o reducir los contaminantes, servicios de inspección y vigilancia,, medidas de control entre los niveles de Gobierno, sector industrial y público en general. MÉTODOS Y PRÁCTICAS 1. Adopción de medidas de planificación urbana mediante el uso de suelo con zonificación, señalando áreas residenciales, comerciales, industriales y rurales de tal modo que se logre la mayor dispersión de los contaminantes antes de que sean llevados por el aire a la comunidad. 2. Mejoramiento de los medios de transporte, descongestionamiento del tráfico (amplitud de calles, vías rápidas).

3. Prohibición de una excesiva densidad de fuentes de contaminación, prohibición de la incineración de la basura. 4. Adopción de medidas de fuentes de contaminación: No podemos purificar el aire una vez contaminado. Por medio de control en las fuentes se trata de interrumpir las etapas de contaminación atmosférica (producción, emisión, transporte, recepción). 5. El control por sustitución de materias primas y combustibles: El empleo de combustibles de bajo contenido de azufre permitirá reducir en ciudades el contenido de SO2. En la atmósfera. 6. Las medidas de control de la contaminación atmosférica por cambio de equipos, métodos de producción y diseño adecuado de equipos de combustión; disminuyen las pérdidas de materia prima. 7. Referente al control por técnica de operación y mantenimiento; la máxima eficiencia está asociada a una baja en la emisión de contaminantes. 8. El control por dilución mediante el uso de chimeneas altas, descarga los contaminantes a una altura suficiente para evitar concentraciones peligrosas....