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II TÉRMINO 2012 - 2013
ECOLOGÍA Y
MEDIO AMBIENTE
PROBLEMAS DE
ACTUALIDAD Y
DESASTRES
AMBIENTALES
DEPOSICION ACIDA
Que es deposición acida?
Es lluvia, niebla, bruma o nieve con mas acidez de lo normal (pH <= 5.5)
En la atmósfera existen partículas ácidas secas. La
combinación de deposición ácida y la caída de estas
partículas precipitación acida.
DEPOSICION ACIDA
PRECIPITACION ACIDA
LLUVIA ACIDA
PRECIPITACION ACIDA
Las emisiones de SO2 y NO2 reaccionan con los radicales hidroxilos y el vapor de agua de la atmósfera para formar ácidos que caen como deposición ácida o mezclados con agua, llamada precipitación-lluvia ácida, provocando una serie de efectos.
PRECIPITACION ACIDA
Fuentes de deposición ácida
Los óxidos de nitrógeno y azufre entran en la tropósfera en grandes cantidades provenientes de fuentes naturales y antropogénicas.
Existen dos tipos de fuentes causantes de este fenómeno:
Fuentes antropogénicas
Fuentes naturales
LLUVIA ACIDA
Fuentes de deposición
ácida(H2SO4, HNO3) Fuentes antropogénicas
- Emisiones de chimeneas fabriles
- Quema de combustibles
-
- (SO2, NO2) – e.j. plantas de energía
LLUVIA ACIDA
Fuentes de deposición ácida
Fuentes naturales
- Erupciones volcánicas
- Espuma de mar
- Procesos microbianos
- Relámpagos
- Quema de biomasa
LLUVIA ACIDA
AL AÑO 50 -70 MILLONES DE
TONELADAS DE AZUFRE
30 – 40 M.T
Fuentes de deposición ácida
LLUVIA ACIDA
Fuentes de deposición ácida
Las proporciones de estas fuentes varían
Fuentes antropogénicas – concentradas en zonas industriales
- 100 – 130 millones de toneladas de dióxido de azufre
- 60 -70 millones de toneladas de óxidos de nitrógeno
LLUVIA ACIDA
Efectos de la deposición ácida
Efectos en los lagos
Efectos fueron evidentes hace 35 años, principalmente en cuerpos de agua como lagos.
El cambio de pH en el ambiente acuático es crucial afecta el funcionamiento de las enzimas, hormonas y otras proteínas de los organismos que ahí habitan (e.j huevos, crias).
EFECTOS DE LA DEPOSICION ACIDA
Efectos de la deposición ácida en cuerpos hídricos
Cambios en el pH acuático
puede causar la muerte de los organismos o impedir que se reproduzcan.
La acidificación acuática libera metales que se vuelven tóxicos para las plantas y animales que los asimilan (Ej: acumulación de Hg).
Neutralizantes (CaCO3) ayudan a controlar y estabilizar el pH.
EFECTOS DE LA DEPOSICION ACIDA
Efectos en los bosques
El daño de la precipitación acida a los bosques se debe a reacciones químicas con los suelos.
La precipitación les añade nitrógeno y azufre que luego se mezcla con aluminio (toxico) del suelo.
Decadencia de los bosques
EFECTOS DE LA DEPOSICION ACIDA
Efectos de la deposición ácida
Deterioro en piezas de ornato (e.j. monumentos de mármol, piedra caliza, etc)
En el ser humano enfermedades de la piel y respiratorias.
En los suelos asimilación de metales pesados por escurrimientos de sustancias tóxicas llevadas por la precipitación ácida.
EFECTOS DE LA DEPOSICION ACIDA
Medios para reducir las emisiones que forman ácidos
La mitad de las emisiones que forman ácidos provienen de chimeneas de plantas de energía eléctrica a carbón.
Las estrategias de control se centran en estas fuentes. Tenemos:
Limpieza del carbón
Combustión con base de fundente
Cambio de combustible
Empleo de depuradores (filtros)
Plantas de energía alternativa (cambios
Reducción de consumo de electricidad (aparatos eléctricos, sistemas de aislamiento)
Las ultimas estrategias involucran un cambio en políticas energéticas.
LLUVIA ACIDA
Medios para reducir las emisiones que forman ácidos
Adelantos en las políticas
La legislación ambiental inició en los 90’s. Luego del evento de Rio (1992) los temas ambientales tomaron fuerza.
Se han firmado una serie de compromisos internacionales, convenios, acuerdos, protocolos con el ánimo de lograr la reducción de emisiones de gases a la atmósfera (e.j. Protocolo de Kyoto).
Existe legislación a nivel nacional e internacional.
Permisos de emisión y niveles permitidos entran en vigencia.
LLUVIA ACIDA
Calentamiento Mundial – Procesos de Calentamiento
Actualmente el incremento de gases de invernadero está ocasionando un aumento en la Temperatura a nivel global
CALENTAMIENTO GLOBAL
CALENTAMIENTO MUNDIAL
Calentamiento Mundial – Procesos de Calentamiento
A escala mundial, el dióxido de carbono (CO2), vapor de agua y pequeñas cantidades de otros gases en la atmósfera tienen una función similar a la de los cristales de los invernaderos
CALENTAMIENTO MUNDIAL
Calentamiento Mundial – Procesos de Calentamiento
La energía luminosa pasa por la atmósfera y es absorbida por la Tierra y convertida en calor en la superficie.
La energía calórica IR, por radiación retorna a la atmósfera.
Los gases de invernadero que en forma natural se encuentran en la tropósfera absorben parte de la radiación y la devuelven a la superficie.
CALENTAMIENTO MUNDIAL
La luz solar es absorbida y convertida en radiación IR. Cuando esta “rebota” (albedo) hacia el espacio parte de ella es absorbida por los gases de invernadero.
Esto produce una forma aislante sobre la Tierra provocando el aumento de temperatura en la Tropósfera.
CALENTAMIENTO MUNDIAL
Efecto Invernadero
Propiedades de los Gases de invernadero
Los gases de invernadero son como una manta eléctrica: aíslan la Tierra y demoran el escape de radiación IR al espacio.
Sin este aislamiento el promedio de temperatura sería 33 grados mas frío.
CALENTAMIENTO MUNDIAL
Temperaturas Atmosféricas Son un equilibrio entre factores que enfrían y calientan la misma. Algunos gases favorecen el calentamiento (CO2) y otros el enfriamiento (dióxido de azufre). Las nubes y sulfatos influyen en el equilibrio térmico.
CALENTAMIENTO MUNDIAL
Gases de Efecto Invernadero
El principal gas de efecto invernadero lo constituye el Dióxido de carbono (CO2).
Las concentraciones de este gas en la atmósfera se ha incrementado debido a las actividades antropogénicas, especialmente por emisiones producidas por:
•Transporte (automóviles, buses, motos)
•Industrias
CALENTAMIENTO GLOBAL
La historia del dióxido de carbono
Los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera se han incrementado significativamente.
Estos han aumentado de forma exponencial en los últimos años.
CALENTAMIENTO GLOBAL
La historia del dióxido de carbono
El origen del aumento en los niveles de CO2 es el uso de combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural).
Cada Kg de combustible que se consume produce alrededor de 3 kilos de CO2.
CALENTAMIENTO GLOBAL
Emisiones de CO2 a nivel mundial El mayor porcentaje de CO2 emitido a la atmósfera lo realizan los países industrializados o países con economías en desarrollo como EEUU, Japón, China, entre otros.
CALENTAMIENTO GLOBAL
La historia del dióxido de carbono
Los océanos sirven de sumideros de CO2, estos toman parte del CO2 emitido. La capacidad de estos es limitada, ya que solo los primeros 300 m intercambian gases con la atmósfera. Los bosques no constituyen un sumidero de CO2 ya que estos se talan y se queman a un ritmo de 2% anual.
CALENTAMIENTO GLOBAL
Otros Gases de Efecto Invernadero
Existen otros gases de efecto invernadero además del CO2, entre estos tenemos:
Metano-CH4
Oxido Nitroso-N2O
Hidrofluorcarbono-HFCs
CFCs y otros halocarburos
Perfluorcarbono-PFCs
Sulfuro Hexafluorido-SF6
vapor de agua
Estos son producidos por actividades como industrias químicas, agricultura, rellenos sanitarios (descomposición de materia orgánica), plantas eléctricas, entre otros.
CALENTAMIENTO GLOBAL
Efectos del Calentamiento Global
Incremento de la Temperatura A partir de los años 70s ha existido un alarmante incremento de la temperatura a nivel global. Existe una tendencia al calentamiento de mas de 0.7 grados en los últimos 100 años. Los modelos matemáticos ayudan a proyectar los escenarios futuros sobre el clima a nivel mundial. Este incremento en la temperatura causa un serie de efectos a nivel mundial.
CALENTAMIENTO GLOBAL
Efectos del Calentamiento Global
Entre los efectos del Calentamiento Global tenemos: Cambios Climáticos Regionales
Deshielos de los polos Ascenso del nivel del mar Inundaciones Mayor incidencia de fenómenos naturales como El Niño
Cambios en actividades como agricultura Sequías
CALENTAMIENTO GLOBAL
Efectos del Calentamiento Global
CALENTAMIENTO GLOBAL
Efectos del Calentamiento Global
Uno de los mas impactantes efectos del calentamiento global son los cambios en los glaciales y nevados del mundo donde cada vez es menor el porcentaje de hielo que los cubre.
CALENTAMIENTO GLOBAL
Efectos del Calentamiento Global
Muchos de estas consecuencias se llevan a cabo como un efecto en cadena.
Ejemplo:
CALENTAMIENTO GLOBAL
Deshielos > Nivel del mar Inundaciones Afectación a la Agricultura
Deterioro de la Capa de Ozono
La capa de ozono ubicada en la Estratosfera sirve como un escudo protector de la Tierra contra la radiación UV producida por el Sol.
Esta capa absorbe mas del 99% de la radiación UV permitiendo de esta manera la vida en la Tierra, de otra forma todo se “cocería”.
CAPA DE OZONO
Naturaleza e Importancia de la Capa de Ozono
Deterioro de la Capa de Ozono
La radiación UV puede ser UVA y UVB.
La longitud de onda de la UVB va de 280 a 320 nm. La UVA va de 320 a 400 nm.
Mientras mas corta la longitud de onda mas enérgica y peligrosa esta será UVB mas peligrosa.
CAPA DE OZONO
Naturaleza e Importancia de la Capa de Ozono
Formación y Descomposición de la Capa de Ozono
El ozono de la estratosfera es un producto de la acción de la radiación UV y las moléculas de oxigeno (O2).
La elevada energía de la radiación hace que parte de este oxigeno molecular se separe en átomos libres (O).
CAPA DE OZONO
O2 + UVB O + O
O + O2 O3
Formación y Descomposición de la Capa de Ozono
No todas las moléculas de oxigeno se convierten en ozono, algunos átomos libres se combinan con otras de ozono y forman dos de oxigeno.
Cuando el ozono absorbe UVB se convierte de nuevo en moléculas y átomos libres de oxigeno
CAPA DE OZONO
O + O3 O2 + O2
O3 + UVB O + O2
Formación y Descomposición de la Capa de Ozono
La cantidad de ozono de la estratosfera es dinámica debido al ciclo constante de reacciones de formación y destrucción.
La concentración de ozono es mayor en el ecuador y disminuye con la latitud y según la estación.
La presencia de otras sustancias químicas en la estratosfera trastornan el equilibrio normal del O3.
CAPA DE OZONO
Halógenos en la atmosfera
Los clorofluorocarbonos (CFCs) son hidrocarburos halogenados. Estos son moléculas que no reaccionan, ininflamables e inocuas en las que átomos de cloro y fluor reemplazan algunos de hidrógeno.
Los halógenos son gases a presión normal pero se licuan fácilmente, desprenden calor y se enfrían.
Estas propiedades hace que los CFCs sean ampliamente utilizados.
HALOGENOS EN LA ATMOSFERA
Hidrocarburos Halógenos en la atmósfera
HALOGENOS EN LA ATMOSFERA
Los hidrocarburos halogenados son compuestos orgánicos (basados en carbono) en los que uno o mas átomos de hidrógeno han sido reemplazados por átomos halógenos (Cl, F, Br, I). Los mas comunes son lo de cloro (hidrocarburos clorados).
Usos de los CFCs
Los CFCs se emplean con los siguientes propósitos
En los refrigeradores, acondicionadores de aire
Fabricación de espumas plásticas Industria electrónica para limpiar partes de computadoras
Agente presurizador en las lastas de aerosoles.
HALOGENOS EN LA ATMOSFERA
Presencia de CFCs en la atmósfera
Los CFCs se liberan fácilmente en la atmósfera cuando:
Los refrigeradores, acondicionadores de aire se dañan los CFCs escapan a la atmósfera
Una vez formada la espuma plástica
los CFCs escapan al aire
Una vez aplicados los CFCs en la
industria electrónica pasan a la atmósfera
Se liberan CFC con cada aplicación de aerosol
HALOGENOS EN LA ATMOSFERA
Características de los CFCs
Estos compuestos son muy peligrosos para la salud porque no son biodegradables y tienden acumularse.
HALOGENOS EN LA ATMOSFERA
CFCl3 + UV Cl + CFCl2
Cl + O3 ClO + O2
ClO + ClO 2Cl + O2
En la estratósfera la radiación UV descompone los CFCs y libera átomos de Cl.
Todos los átomos de Cl se desprenden de las moléculas de CFCs a consecuencia de la descomposición fotoquímica. Los átomos de Cl forman con el O3 monóxido de Cl y O2.
Dos moléculas de monóxido de Cl reaccionan y liberan más Cl y otra molécula de oxígeno.
El Cl actúa como catalizador.
Características de los CFCs Cada átomo de Cl tiene la posibilidad de descomponer 100000 moléculas de O3.
Los CFCs son nocivos ya que son agentes de transporte del Cl a la estratósfera y llegan a desaparecer con mucha lentitud.
HALOGENOS EN LA ATMOSFERA
Agujero en la Capa de Ozono
En 1985 se dio a conocer la existencia de un agujero (adelgazamiento) en la capa de ozono sobre el polo Sur, con una concentración del 50% inferior a lo normal.
El agujero se debe al aumento de los niveles de Cl en la estratosfera provocado por un incremento en el uso de los CFCs a nivel mundial.
CAPA DE OZONO
Agujero en la Capa de Ozono
Las erupciones volcánicas también contribuyen con el adelgazamiento de la capa de ozono pero en menor porcentaje que las provenientes de fuentes antropogénicas.
El adelgazamiento de la capa de ozono podría tener consecuencias muy graves.
Entre las principales consecuencias tenemos: incremento de casos de cáncer cutáneo, problemas visuales (ceguera) tanto para humanos como animales.
CAPA DE OZONO
Como enfrentar la destrucción del Ozono
Se han formulado leyes a nivel internacional para tratar de detener el adelgazamiento de la capa de ozono.
En 1987 se firmo el Protocolo de Montreal, 140 países a nivel mundial se comprometían a reducir 50% la producción de CFCs para el 2000.
Debido al precipitado deterioro de la capa de ozono en 1992 se hizo una enmienda al Protocolo adelantando la fecha de suspensión de CFCs a 1996. Actualmente el uso de CFCs es limitado y se han encontrado sustitutos para estos como los HCFCs o HFCs, que son menos dañinos.
CAPA DE OZONO
Aparición de Smog
Smog industrial La Revolución Industrial del siglo XIX produjo un excesivo uso de carbón que provoco una gran contaminación atmosférica a nivel mundial, especialmente en aquellos países industrializados.
La aparición de una neblina gris denominada smog industrial se dio lugar. Este smog es característico de los lugares con alta concentración de industrias.
SMOG
Smog Fotoquimico
La aparición de neblina parda en las ciudades o áreas metropolitanas debido al incremento de automóviles se denomino smog fotoquímico debido a la participación de la luz solar en su formación.
Este smog se produce por reacciones químicas en las que intervienen los humos de los escapes de los autos y el aire atmosférico, en reacción con la luz solar.
SMOG
Efectos del Smog
Los principales efectos del smog a la salud humana son:
Dolores de cabeza
Nauseas
Irritación de ojos y garganta
Agrava problemas respiratorios como asma y enfisema
SMOG
Inversión Térmica
Ciertas condiciones intensifican el smog, entre ellas la Inversión Térmica. En condiciones normales, la temperatura diurna del aire es mayor cerca del suelo, porque los rayos solares inciden en la superficie y el calor absorbido irradia al aire cercano de la superficie.
El aire caliente se eleva con los contaminantes y los dispersa a altitudes superiores.
INVERSION TERMICA
Inversión Térmica
En la noche, cuando el sol no calienta, la corriente cesa.
Esta condición de aire frio abajo y cálido arriba se llama inversión térmica.
Las inversiones suelen tener vida corta, ya que en la mañana siguiente el proceso inicia nuevamente y los contaminantes acumulados en la noche se disipan.
INVERSION TERMICA
Inversión Térmica
En tiempo nublado, el sol no es tan fuerte y resulta mas difícil romper la inversión térmica, permaneciendo estas condiciones durante algunas horas o días.
En estos eventos prolongados las concentraciones de contaminantes alcanzan niveles peligrosos y causan daños en la salud (e.j. dolores de cabeza, naúsea, irritaciones, etc).
INVERSION TERMICA
Efectos de la Inversión Térmica
Los efectos de la contaminación del aire no se limitan a la gente.
Tiene también efectos sobre:
Vegetación y cultivos, ya que los destruye.
Contribuye con la corrosión de metales
Deterioro de caucho, telas y otros materiales
INVERSION TERMICA
