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Dpto. de Biología y Geología del I.E.S. Trassierra Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente ____________________________________________________________________________________________________________________ 1 Tema 5 La contaminación atmosférica Contaminación atmosférica Se entiende por contaminación atmosférica la presencia en el aire de sustancias o formas de energía en niveles tales que impliquen riesgo, daño o molestia grave para las personas, animales, vegetación o bienes e cualquier naturaleza. Naturales: originadas por la actividad volcánica, partículas debidas a la erosión, incendios forestales de origen natural, procesos de descomposición de la materia orgánica en el suelo, esporas, pólenes, etc. Antrópicas: derivados de las actividades humanas. La mayor parte de la contaminación procede del uso de combustibles fósiles en el hogar, transporte y procesos industriales, incineración de residuos sólidos, la agricultura y ganadería, el uso intensivo de fertilizantes, campos de arroz, ganado vacuno, provocan un aumento en la atmósfera de gases de efecto invernadero como el metano. Los contaminantes atmosféricos más frecuentes Contaminantes químicos Atendiendo a su origen, distinguimos entre contaminantes primarios y secundarios Contaminantes primarios: aquellos que proceden directamente de las fuentes de emisión. Los más representativos son los óxidos de azufre, óxidos de carbono, amoniaco, sulfuro de hidrógeno, óxidos de nitrógeno, compuestos orgánicos volátiles, CFCs, partículas en suspensión… Contaminantes secundarios: se forman por la interacción química entre los contaminantes primarios y compuestos habituales de la atmósfera, como el vapor de agua, la radiación solar, etc. Los contaminantes secundarios más importantes son el ácido sulfúrico, el ácido nítrico, ozono, peroxiacetilnitrato (PAN),… Se denomina precursor a aquel contaminante emitido directamente a la atmósfera, el cual tras varias reacciones da lugar a contaminantes secundarios. Contaminantes físicos o formas de energía Las formas de energía se dividen en tres tipos: radiaciones ionizantes, radiaciones no ionizantes y el ruido. a) Radiaciones ionizantes: son radiaciones electromagnéticas (X y Y) o corpusculares (α, β, p + , e - ), capaces de ionizar átomos o moléculas de la materia sobre la que inciden. Su origen natural se encuentra en procesos radiactivos y en las radiaciones cósmicas, mientras que su origen antrópico se encuentra en fugas de centrales nucleares, rayos X, centros de investigación donde se emplean isótopos radiactivos. b) Radiaciones no ionizantes: (UV, infrarrojas,, microondas y radiofrecuencias). No modifican la estructura de la materia al no provocar la ionización de los átomos. Son las radiaciones ultravioleta producidas por el Sol, tubos fluorescentes, lámparas germicidas,…; radiaciones infrarrojas generadas por cuerpos incandescentes, ondas de radio, TV,…; y microondas emitidas por radares, hornos, comunicaciones,… c) Ruido: se define como un sonido excesivo o súbito que puede producir efectos fisiológicos y/o psicológicos indeseados sobre las personas. Con el desarrollo de la civilización urbana e industrial, ha adquirido una gran importancia como contaminante atmosférico. Sus efectos son muy subjetivos y están condicionados por la frecuencia e intensidad del sonido, el tiempo de exposición al mismo, y la edad del receptor. Destacan la pérdida de audición, alteraciones nerviosas como neurosis, irritabilidad, estrés,…

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Tema 5 La contaminación atmosférica Contaminación atmosférica Se entiende por contaminación atmosférica la presencia en el aire de sustancias o formas de ener gía en niveles tales que impliquen riesgo, daño o molestia grave para las personas, animales, vegetación o bienes e cualquier naturaleza. • Naturales: originadas por la actividad volcánica, partículas debidas a la erosión, incendios forestales de

origen natural, procesos de descomposición de la materia orgánica en el suelo, esporas, pólenes, etc. • Antrópicas: derivados de las actividades humanas. La mayor parte de la contaminación procede del uso

de combustibles fósiles en el hogar, transporte y procesos industriales, incineración de residuos sólidos, la agricultura y ganadería, el uso intensivo de fertilizantes, campos de arroz, ganado vacuno, provocan un aumento en la atmósfera de gases de efecto invernadero como el metano.

Los contaminantes atmosféricos más frecuentes Contaminantes químicos Atendiendo a su origen, distinguimos entre contaminantes primarios y secundarios � Contaminantes primarios: aquellos que proceden directamente de las fuentes de emisión. Los más

representativos son los óxidos de azufre, óxidos de carbono, amoniaco, sulfuro de hidrógeno, óxidos de nitrógeno, compuestos orgánicos volátiles, CFCs, partículas en suspensión…

� Contaminantes secundarios: se forman por la interacción química entre los contaminantes primarios y

compuestos habituales de la atmósfera, como el vapor de agua, la radiación solar, etc. Los contaminantes secundarios más importantes son el ácido sulfúrico, el ácido nítrico, ozono, peroxiacetilnitrato (PAN),… Se denomina precursor a aquel contaminante emitido directamente a la atmósfera, el cual tras varias reacciones da lugar a contaminantes secundarios.

Contaminantes físicos o formas de energía Las formas de energía se dividen en tres tipos: radiaciones ionizantes, radiaciones no ionizantes y el ruido. a) Radiaciones ionizantes : son radiaciones electromagnéticas (X y Y) o corpusculares (α, β, p+, e-), capaces

de ionizar átomos o moléculas de la materia sobre la que inciden. Su origen natural se encuentra en procesos radiactivos y en las radiaciones cósmicas, mientras que su origen antrópico se encuentra en fugas de centrales nucleares, rayos X, centros de investigación donde se emplean isótopos radiactivos.

b) Radiaciones no ionizantes : (UV, infrarrojas,, microondas y radiofrecuencias). No modifican la

estructura de la materia al no provocar la ionización de los átomos. Son las radiaciones ultravioleta producidas por el Sol, tubos fluorescentes, lámparas germicidas,…; radiaciones infrarrojas generadas por cuerpos incandescentes, ondas de radio, TV,…; y microondas emitidas por radares, hornos, comunicaciones,…

c) Ruido : se define como un sonido excesivo o súbito que puede producir efectos fisiológicos y/o psicológicos

indeseados sobre las personas. Con el desarrollo de la civilización urbana e industrial, ha adquirido una gran importancia como contaminante atmosférico. Sus efectos son muy subjetivos y están condicionados por la frecuencia e intensidad del sonido, el tiempo de exposición al mismo, y la edad del receptor. Destacan la pérdida de audición, alteraciones nerviosas como neurosis, irritabilidad, estrés,…

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Principales contaminantes químicos Óxidos de carbono (CO, CO 2): ambos son contaminantes primarios que proceden de la combustión de combustibles fósiles, incendios forestales, incineración de basuras. El CO2 No se considera contaminante pues es un componente natural de la atmósfera. Óxidos de azufre (SO 2): proceden de la combustión de combustibles fósiles que contienen azufre, de incendios forestales, industria papelera, erupciones volcánicas. Son precursores de contaminantes secundarios Óxidos de nitrógeno (NOx): proceden de la combustión de combustibles fósiles, abonos agrícolas, desnitrificación bacteriana, incendios forestales, erupciones volcánicas, tormentas. Son precursores de contaminantes secundarios. COV: dioxinas y furanos, son compuestos volátiles. Proceden de la incineración de PVC, industrias petrolíferas y la industria de pesticidas. Partículas en suspensión totales (PST): cenizas, polvo, polen, proceden de las erupciones volcánicas, erosión, minería, incendios forestales, combustiones. Hidrocarburos: e n general, los hidrocarburos presentes en el aire son una mezcla formada por los gases procedentes de los tubos de escape de los automóviles, gas natural y vapor de gasolina. Metales pesados(plomo, mercurio, cadmio, níquel): proceden de erupciones volcánicas, extracción y tratamiento de minerales, industria química. Extremadamente peligrosos, ya que no se degradan ni química ni biológicamente, por lo que se acumulan en los seres vivos, transfiriéndose a través de las cadenas alimentarias. Factores que intensifican la contaminación local Para que se produzca contaminación atmosférica, además de la emisión de los contaminantes, es necesario que se acumulen hasta alcanzar determinadas concentraciones. Por ello, para conocer la evolución de las concentraciones de los contaminantes es importante saber cómo se difunden, cómo se transportan y cuándo se acumulan en la atmósfera, y en estos procesos juega un importante papel la meteorología. La dispersión en la atmósfera de los contaminantes desde las fuentes de emisión depende de los siguientes factores: 1. Características de las emisiones: van a depender del tipo de contaminante, de sus características

fisicoquímicas y de la fuente emisora.

� Tipo de contaminante: si es gaseoso, permanecerá en la atmósfera más tiempo que si es líquido o sólido pues en estos casos las partículas se depositarán más rápidamente.

� Temperatura de emisión: en el caso de os contaminantes gaseosos, si la temperatura a la que son

emitidos es mayor que la del aire circundante, el contaminante ascenderá hasta las capas altas, facilitándose así su dispersión. En caso contrario, se acumulará en las capas bajas de la atmósfera.

� Velocidad de emisión: a mayor velocidad, más rápidamente ascenderá, y e situaciones de inversión

térmica, tiene más posibilidades de atravesar esa capa de inversión y dispersarse fácilmente.

� Altura del foco emisor: a mayor altura, mayor facilidad para que se produzca la dispersión. 2. Condiciones atmosféricas locales:

• La temperatura del aire y sus variaciones con la al tura (gradiente vertical de temperatura GVT): determina los movimientos de las masas de aire y, por tanto, las condiciones de estabilidad o inestabilidad atmosférica. Las situaciones anticiclónicas o de estabilidad atmosférica dificultan la dispersión de los contaminantes y aumentan la concentración de los mismos. Las situaciones de borrasca o de inestabilidad atmosférica facilitan la dispersión de la contaminación.

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Asimismo, estas variaciones verticales de temperatura pueden dar lugar a situaciones de inversión térmica , lo que dificulta la dispersión de la contaminación. Cuando una masa de aire cálido se instala sobre otra más fría, impide que las masas de aire con contaminantes asciendan, con lo cual se eleva su concentración en las capas bajas hasta límites peligrosos. La inversión térmica es una de las situaciones meteorológicas más perjudiciales para que aumenten los niveles de contaminación, ya que no se da la dispersión de los contaminantes. Las inversiones térmicas son frecuentes en noches de invierno sin viento que favorecen un enfriamiento muy rápido de las masas de aire cercanas a la superficie. En las últimas décadas se han construido chimeneas muy altas y con grandes velocidades de salida de los humos para enviarlos por encima de las capas de inversión y con ello evitar su efecto de barrera. Estas chimeneas evitan la contaminación local, pero la desplazan a otros países. (contaminación transfronteriza).

• Los vientos: relacionados con la dinámica horizontal atmosférica, elementos de gran importancia en la dispersión de contaminantes, en función de esas características: dirección, velocidad y turbulencia. La Dirección nos señala la zona hacia la que se pueden desplazar los contaminantes; la velocidad está en relación directa con la capacidad de dispersión, a mayor velocidad, mayor dispersión de los contaminantes; y la turbulencia provoca una acumulación de contaminantes.

• Precipitaciones: que producen un efecto de lavado sobre la atmósfera al arrastrar parte de los

contaminantes al suelo. El efecto de lavado dependerá de la intensidad de las precipitaciones, del tamaño de las partículas contaminantes y del tamaño de las gotas de agua.

• Insolación: favorece las reacciones entre los precursores de los contaminantes secundarios,

aumentando la concentración de los mismos. 3. Características geográficas y topográficas: la situación geográfica y el relieve tienen una influencia en el

origen de brisas, que arrastran los contaminantes o provocan su acumulación.

• Las brisas marinas: se originan en las zonas costeras y durante el día desplazan los contaminantes hacia el interior, mientras que durante la noche, al invertirse la circulación de las mismas, la contaminación se desplaza hacia el mar, en un movimiento cíclico que se repite cada día. El carácter cíclico de estos movimientos impide que la contaminación se disperse por completo.

• Topografía: en zonas de valles fluviales y laderas se generan las llamadas brisas de valle y montaña,

como consecuencia del diferente calentamiento de las laderas y valles y del periodo día-noche. Durante el día, las laderas se calientan y se genera una corriente ascendente de aire caliente, mientras que en el fondo del valle se acumula una masa de aire frío y se origina una situación de inversión térmica que impedirá la dispersión de los contaminantes. Durante la noche sucede lo contrario, formándose las brisas de montaña, que también dan lugar a la misma situación de inversión térmica. El suelo cede calor a las masas de aire circundante y asciende; en su lugar desciende aire frío al fondo del valle, donde se acumula. Además, las laderas de las montañas son un obstáculo para el movimiento de las masas de aire, favoreciendo la acumulación de contaminantes.

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• La presencia de masas vegetales disminuye la cantidad de contaminación en el aire al frenar la velocidad de viento, facilitando la deposición de las partículas que quedan retenidas en las hojas de forma mayoritaria. Además, la vegetación absorbe CO2 para realizar la fotosíntesis, actuando como un sumidero y, por tanto, con una función reguladora del mismo.

• La presencia de núcleos urbanos: contribuyen a disminuir o frenar la velocidad del viento, gracias a

la existencia de edificios. En situaciones de estabilidad atmosférica (sin viento y con cielo despejado), puede ocurrir que haya una diferencia de temperatura de hasta 9ºC más en las zonas urbanas que en parajes rurales. Este fenómeno es conocido por os meteorólogos como isla de calor. En contra de lo que pudiera pensarse, las islas de calor no tienen su origen en el funcionamiento de las calefacciones y el tráfico, sino en los mismos edificios que componen la ciudad, pues las construcciones almacenan el calor que reciben y lo emiten por la noche, pero de forma mucho más lenta que en los espacios abiertos. En estos últimos, el descenso de la temperatura tras la puesta del Sol es mucho más brusca, lo que demuestra que os materiales de construcción acumulan mayor cantidad de energía que la vegetación y el suelo. Las islas de calor urbano se presentan en aquellas zonas donde predomina el cemento y la edificación en altura, son centros que condicionan la circulación solenoidal (masas de aire ascendentes en el centro de la ciudad y descendentes hacia la periferia). Dependiendo de su tamaño, del volumen de la población, de la cantidad de vegetación y de la urbanización, una ciudad puede tener una o varias islas de calor.

Factores que intervienen en la formación de islas d e calor:

� Presencia de estructuras como el asfalto de las calles, los techos y otras superficies oscuras que absorben e irradian calor. Cuando predominan en áreas urbanas pueden subir las temperaturas unos 3 a 5ºC durante el tiempo seco.

� El aumento de zonas industriales y de automóviles, que emiten gases hacia la atmósfera,

contribuyendo de esta forma a aumentar el problema del efecto invernadero. La contaminación de industrias y de motores (camiones, maquinaria de construcción,…) agrava el problema porque los productos químicos en el aire reaccionan con el calor y la luz del Sol.

Medidas correctoras � Aumentar las zonas verdes : las plantas toman del aire el calor necesario para llevar el agua del

estado líquido al gaseoso y así evaporarlo al aire mediante la transpiración. Si la cubierta vegetal es de un 30% la disminución de la temperatura es desorden de 4ºC.

� Aclarar los techos : los tejados oscuros absorben e irradian el calor, lo que hace que la

temperatura exterior aumente, contribuyendo así al efecto de la isla de calor. Sustituyendo el material del tejado por otro que posea un albedo más alto, las temperaturas interiores permanecerán moderadas durante el verano.

� Jardines en techos y azoteas verdes : los jardines en techos también aclaran el paisaje urbano y

agregan espacios verdes. En algunos países europeos, los jardines en techos han estado desde hace siglos. Hasta son obligatorios en países como Suiza, donde se requiere reemplazar espacio verde por el espacio construido.

� Pavimentos claros: los pavimentos claros reflejan la luz, haciendo la zona más fresca que el

asfalto.

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Efectos locales de la contaminación del aire Se deben a cambios en la composición atmosférica a nivel local como consecuencia de la incorporación de contaminantes al aire. Nieblas contaminantes o smogs El smog (del inglés smoke = humo y fog = niebla) es un fenómeno de contaminación atmosférica típico de las áreas urbanas y zonas industrializadas, que se caracteriza por la formación de nieblas con sustancias nocivas para la salud y el medio ambiente. Existen dos tipos de smog: el clásico (ácido) y el oxidante (fotoquímico). □ Smog clásico, ácido o invernal: está formado por una nube de aerosoles debidos a las emisiones de

humos y óxidos de azufre que se generan en la combustión del carbón y otros combustibles con un alto contenido en azufre. Se produce en ciudades frías y humedad, principalmente en invierno (situaciones anticiclónicas) y los contaminantes que lo forman son primarios. Las partículas actúan como núcleos de condensación del vapor de agua, que junto con el SO2, forman los aerosoles. Este tipo de smog produce afecciones respiratorias e irritaciones oculares, y deteriora las hojas de las plantas decolorándolas y endureciéndolas. El caso más grave de smog ácido (puré de guisantes) se dio en Londres en 1952 y causó la muerte de 4.000 personas.

□ El smog fotoquímico o estival: se origina en situaciones

anticiclónicas, con mínima dispersión de los contaminantes, y con fuerte insolación. En estas condiciones, se genera una intensa actividad fotolítica entre los contaminantes presentes (NOx y COVs) y el oxígeno atmosférico, dando lugar a la aparición de contaminantes secundarios muy oxidantes (O3, PAN y radicales libres). De los compuestos formados el más destacado es el O3 y la medida de su concentración se utiliza como referencia para determinar el nivel de contaminación atmosférica El O3 se forma a partir del NO2, la radiación solar y el O2 atmosférico, pero se destruye al reaccionar con el NO, dando NO2 y O2 en una serie de reacciones cíclicas, de manera que no se acumularía en la atmósfera (ciclo fotolítico del NO 2). Cuando existen hidrocarburos (HC), el ciclo se desequilibra al reaccionar los radicales libres generados por ellos con el NO, oxidándolo a NO2 y originando radicales activos, lo que produce un aumento en la concentración de ozono, puesto que no interviene en la oxidación del NO a NO2.

TIPO SMOG COMÚN SMOG FOTOQUÍMICO

Condiciones meteorológicas Baja insolación Vientos flojos Temperatura inferior a 0ºC

Alta insolación Vientos flojos Temepratura alrededor de 18ºC

Principales causas Combustión del carbón con alto contenido en azufre

Transporte

Principales contaminantes SO2 NOx, O3, PAN, aldehídos, hidrocarburos

Ambiente químico Reductor Oxidante

Estación característica Invierno (situaciones anticiclónicas)

Verano (fuerte insolación y anticiclón)

Horario característico Cerca del amanecer Mediodía

En la gráfica se representa la variación de los niveles de ozono, junto con la de otros contaminantes urbanos a lo largo de una jornada..

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A primeras horas de la mañana , cuando tiene lugar la gran afluencia de vehículos por las calles, que origina frecuentes atascos en muchas zonas de la ciudad y las calefacciones comienzan a funcionar, se produce un fuerte incremento en la emisión de hidrocarburos, NO y NO2. A estas horas la insolación es mínima, por lo que la actividad fotolítica es nula. Conforme avanza el día , aumenta la insolación y con ello la actividad fotoquímica de la atmósfera, disminuyendo posteriormente de forma paralela a como lo hace la intensidad de la radiación solar incidente, por lo que el NO se oxida a NO2, aumentando entonces la concentración de NO2. En la gráfica se observa que el valor máximo de NO2 está retrasado con respecto al de NO. Esto es lógico si se tiene en cuenta que el NO2 se forma a partir del NO por oxidación. A su vez, esto origina un aumento de nivel de O3 al combinarse el NO con los radicales libres que se originan a partir de los HC que a estas horas alcanzan valores máximos (ciclo fotolítico del NO2). Este incremento en la generación del ozono se produce a partir de que se alcanzan en la gráfica los valores máximos para el NO2 y los HC. Seguidamente, los niveles de HC inician una disminución gradual, pues se consumen al participar en reacciones químicas que ocurren en la atmósfera urbana. A partir del mediodía la concentración de ozono disminuye a causa de ciertas reacciones químicas en las que el ozono manifiesta su gran poder oxidante. Así, por ejemplo, el ozono transforma el CO en CO2 y determinados hidrocarburos a aldehídos, por lo que se produce una disminución de las concentraciones de O3 y de hidrocarburos. Durante la noche , los niveles de ozono son los más bajos que se alcanzan, puesto que este gas reacciona con los óxidos de nitrógeno presentes en la atmósfera dando como producto final N2O5 que reacciona con el vapor de agua dando ácido nítrico responsable de la acidez de las nieblas matutinas urbanas. Como ya se ha dicho, los niveles máximos de ozono se alcanzan en la parte central del día, cuando la actividad fotoquímica de la atmósfera es también máxima, disminuyendo posteriormente de forma paralela a como ,o hace la intensidad de la radiación solar incidente. Además del ozono, se producen otros contaminantes secundarios, también de carácter oxidante, cuya máxima concentración en la atmósfera también se alcanza durante el medio día, de forma similar a lo que ocurre con el ozono. Estos oxidantes son, principalmente, el formaldehído, el ácido fórmico, el PAN y el ácido nítrico. Dada la similitud en el comportamiento químico en la atmósfera de estos oxidantes respecto al ozono, es por ello que se escoge a este último componente como un elemento de control para conocer el estado real de la polución urbana.

Efectos regionales: lluvia ácida La lluvia ácida es una precipitación acuosa, con un pH inferior a 5,6 , que contiene una disolución de ácidos sulfúrico y nítrico producidos por los óxidos de azufre y de nitrógeno, que se disuelven en las gotas de agua de las nubes y llegan a la superficie con las lluvias. Agentes causantes: esta acidez de la lluvia se debe a la emisión antrópica de SO2 y NO2 de las centrales térmicas y los vehículos. Estos productos interactúan con la luz del Sol, humedad y oxidantes atmosféricos produciendo ácidos sulfúrico y nítrico. Estos contaminantes secundarios pueden mantenerse varios días en la atmósfera y ser transportados a otros países (contaminación transfronteriza) , cayendo al suelo en forma de lluvia ácida. Su deposición puede ser también seca, y es tan dañina como la húmeda. Algunas de las reacciones que dan origen a la lluvia ácida son las siguientes: SO2 + H2O ------- H2SO3

SO3 + H2O ------- H2SO4

2NO2 + H2O ------- HNO3 + NO2

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Transporte de la lluvia ácida: está condicionado por la circulación atmosférica, y se puede ver frenado por os cationes Na+, K+, Ca++, Mg++ y NH4

+ que básicamente proceden de la evaporación en los océanos. Por ello, la lluvia ácida se transporta preferentemente en el mismo continente, y se frena en los océanos. Las altas chimeneas usadas para evitar la contaminación local, proyectan los contaminantes a niveles donde pueden ser fácilmente transportados por el viento a regiones y países distintos de los productores. Efectos de la lluvia ácida: son fácilmente observables sobre los materiales de construcción por lo que provocan una directa repuesta social. Sus efectos más importantes son los siguientes: � Sobre la fauna y la flora: con respecto a las plantas, las especies que se ven más afectadas son los

líquenes y los musgos que toman directamente el agua a través de sus hojas. Además, estas especies son indicadores directos de la contaminación atmosférica 8bioindicadores), como es el caso de los líquenes respecto a las emisiones de SO2. También en el caso de pájaros pequeños que viven cerca de aguas acidificadas se ve afectada su reproducción. Los huevos de muchas especies de aves aparecen con cáscaras muy delgadas debido al aluminio ingerido a través de los insectos de los que se alimentan. Los animales herbívoros se ven afectados ya que, al acidificarse los suelos, las plantas que aquellos ingieren acumulan una mayor cantidad de metales pesados (aluminio, cadmio…). Debido a lo anteriormente expuesto, se puede afirmar que la fauna se verá afectada por los cambios en la composición y estructura de la vegetación.

� Acidificación de los suelos: provocando un aumento de su acidez que lleva a cambios en su composición, empeorando su calidad y transformándolos en suelos improductivos. Actúa especialmente sobre suelos ácidos (silíceos), disminuyendo la reserva mineral de la que pueden disponer las plantas por arrastre de sus cationes. En los suelos básicos (calizos o basálticos) los efectos son menores, pues las sustancias alcalinas que contienen pueden neutralizar la acidez del agua.

� Destrucción de los bosques: provoca la corrosión de las hojas, al ser atacada la cutícula. Las hojas se

vuelven amarillas y se inicia un proceso muchas veces irreversible, que lleva a la defoliación y finalmente a la muerte de las plantas. Estos daños se incrementan por la pérdida de los nutrientes del suelo debido a que disminuyen los iones calcio y magnesio a la vez que aumentan otros potencialmente tóxicos para las raíces como son el aluminio y el manganeso. Se le achaca a esta causa el deterioro de los bosques escandinavos, los estadounidenses de los Apalaches y los alemanes de la Selva Negra, afectando en este último caso a más del 30% de ellos.

� Aguas subterráneas: alimentadas por el agua de lluvia también se acidifican, y son la principal fuente de

suministro de agua. � Acidificación de los lagos: sobre los lagos y aguas dulces produce su acidificación, dañando seriamente

a las comunidades acuáticas que son muy poco tolerantes a descensos del pH del medio, llevando a su desaparición. Provocan la asfixia de los organismos acuáticos al aumentar la cantidad de CO2 disuelto lo que dificulta la respiración.

� Deterioro en construcciones, materiales y pinturas: las construcciones, las estatuas y los monumentos

de piedra se deterioran por efecto de la lluvia ácida. Los materiales de construcción como el acero, pintura, plásticos, cemento, mampostería, acero galvanizado, piedra caliza, piedra arenisca y mármol también están

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expuestos a sufrir daños. La frecuenta con la que es necesario aplicar recubrimientos protectores a las estructuras va en aumento, lo que aumenta los costos adicionales, estimados en miles de millones de euros anuales. Los efectos de los diversos contaminantes son difíciles de delimitar de manera clara. Sin embargo, se acepta que el principal agente corrosivo individual de los materiales de construcción es el dióxido de azufre y sus productos secundarios. Rocas como las areniscas y calizas se han utilizado con frecuencia como materiales para monumentos y esculturas. Ambas se corroen (mal de la piedra) con más rapidez con el aire de las ciudades cargado de azufre que con el aire campestre libre de azufre. Cuando los contaminantes azufrados se depositan en una superficie de areniscas o calizas, reaccionan con el carbonato de calcio del material y lo convierten en sulfato de calcio (yeso), fácilmente soluble, que es lavado con la lluvia. La degradación de estatuas y monumentos, como la Esfinge de Gizé, el Coliseo de Roma, el Partenón y el Erecteión de Atenas y tesoros artísticos de Italia, se ha acelerado considerablemente en los últimos 30 años. Esto es una tragedia de la cual no es posible hacer un análisis económico. En nuestro país, la lista incluye el Acueducto de Segovia, la Alhambra, las catedrales de Santiago y León, el Templo de Debod,… La mayor parte de las rocas dañadas son calizas. La actuación de la lluvia ácida sobre este material produce yeso que es rápidamente disuelto. Los tratamientos básicos consisten en sanear e impermeabilizar la roca, en general con resinas sintéticas inertes u otros productos hidrófobos.

Soluciones: a largo plazo sería la reducción de las emisiones. A corto plazo, se podrían neutralizar lagos y cursos de agua mediante adición de sustancias básicas, pero esto causa la precipitación de aluminio y otros metales al fondo que son tóxicos. Respecto a las aguas subterráneas, la acidez se puede combatir colocando un filtro de carácter básico cerca del fondo del pozo para que actúe como neutralizante. Alternativamente, el suelo cercano a la zona del pozo puede ser tratado con una sustancia básica. Pero las soluciones expuestas resultan caras. Lo mejor es usar tecnología más adecuada para la combustión y la limpieza de los gases desprendidos. Una forma es el uso de combustibles con bajo contenido en azufre, utilizar quemadores de baja producción de NOx, purificar los humos (reacción de los óxidos de nitrógeno con amoniaco, reducción del tráfico en las grandes ciudades, límites de velocidad, uso de convertidores catalíticos (Los catalizadores purifican los gases del tubo de escape, transformando más del 90% de los óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y monóxido de carbono en nitrógeno, dióxido de carbono y agua). La alteración de la capa de ozono y sus consecuenci as La formación del ozono se da en la alta estratosfera, sobre todo en el Ecuador donde la radiación solar y por tanto también los rayos UV llegan en forma vertical. Desde aquí es transportado hasta los polos y la baja estratosfera. Casi el 99% de la radiación ultravioleta del Sol que alcanza la estratosfera se convierte en calor mediante una reacción química que continuamente recicla moléculas de ozono.

La unidad más utilizada para medir la concentración de ozono en la estratosfera es la Unidad Dobson (UD). Una concentración de 300 UD corresponde a un espesor de 3 mm.

Afortunadamente para la vida, la peligrosa radiación ultravioleta que llega a la superficie terrestre es menos del 10% de la que, procedente del Sol, llega a la atmósfera superior, gracias a la llamada pantalla de ozono de la estratosfera , con una concentración máxima a los 30-40 km de altura. Esta capa de ozono es como la piel de la Tierra. Se forma y destruye continuamente, manteniéndose en equilibrio natural desde que la fotosíntesis

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enriqueciera de oxígeno la primitiva atmósfera reductora. Se produce básicamente en las regiones ecuatoriales (más soleadas), pero es transportado por los vientos violentos de la estratosfera y es más abundante encima de los polos en el equinoccio de primavera, donde además de acumularse, su fotólisis es menor por ser en estas regiones débil el Sol durante el invierno. En 1974, Rowland y Molina (premios Nóbel en 1995) alertaron sobre el deterioro de la capa de ozono provocado por la especie humana, estimándose que desde 1970 a 1981 había adelgazado esta capa en un 40%e ozono antártico, demostrado en 1 aumentando unas 13 veces en 1991. Se confirmó entonces que el ozono estaba destruyéndose. Proceso global de formación: el ozono se forma en la estratosfera media y superior, mediante la disociación fotoquímica del oxígeno molecular, generada por la radiación UV-C, tal como se establece en la siguiente reacción. Este proceso está determinado por la cantidad de radiación UV incidente. En consecuencia, la tasa de producción de ozono es más alta sobre el ecuador que a latitudes mayores, puesto que los niveles de radiación UV en la zona ecuatorial son más elevados. La distribución de ozono en el planeta es el resultado de la combinación de procesos químicos y de procesos de transporte. El ozono producido en la zona ecuatorial es eficientemente transportado a latitudes altas por el sistema de vientos. Cabe señalar que la columna de ozono puede variar substancialmente de un día a otro debido a procesos dinámicos en la atmósfera. Proceso de destrucción: la radiación UV-B produce la fotodisociación del ozono estratosférico tal como aparece en la siguiente reacción, obteniéndose finalmente tres moléculas de oxígeno. El conjunto de reacciones que describen los procesos de producción fotoquímica y de destrucción de ozono se denomina Ciclo de Chapman. Agentes destructores del ozono: a) Óxidos de nitrógeno: de manera natural existen el NO y el NO2 formados al reaccionar el oxígeno con el

nitrógeno por la alta energía de los relámpagos en las tormentas. El principal óxido de nitrógeno que llega a la atmósfera por acción antrópica es el NO2, procedente de las combustiones a altas temperaturas, desnitrificación de suelos y aviones supersónicos. Es muy estable, y por fotólisis, se incorpora a los NOx naturales. La concentración de NO2 aumenta un 0,25% cada año.

b) Cloro-fluoro-carbonos (CFCs): la producción de CFCs contribuye con aproximadamente el 20% del

efecto invernadero. Son sustancias químicas sintéticas, formadas por cloro, flúor y carbono. Han intervenido en la destrucción y/o adelgazamiento de la capa de ozono junto con los compuestos halógenos como el bromuro de metilo y cloruro de metilo, que se emplean en la agricultura. El problema con los CFCs radica en que, a temperaturas normales en la baja atmósfera son muy estables, pero al ascender, pierden esa característica al ser expuestos a temperaturas cada vez más altas (a medida que se asciende aumenta

NO + O3 = NO2 + O2 NO2 + O = NO + O2 O3 + O = O2 + O2 balance de ambas reacciones

Como podemos observar, los NOx estratosféricos participan como catalizadores (no se consumen) en la reacción de destrucción del ozono, pudiendo repetirse una y otra vez.

Existen compuestos que actúan como sumideros de los NO x, evitando, de esta manera, que destruyan masivamente el ozono. Tal es el caso de los grupos OH- con los que reaccionan los NOx para formar NO3H.

NO2 + OH- = NO3H

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la temperatura estratosférica). Esto ocurre a gran altura, la que alcanzan al cabo de unos diez años, tiempo durante el cual permanecen químicamente inalterados.

La disminución de la capa de ozono en la Antártida: en la Antártida, la columna de ozono total desciende durante la primavera, pues en estas latitudes se dan condiciones muy particulares (al tratarse de un gran continente, el enfriamiento invernal es muy intenso, debido al asentamiento de un potente anticiclón) que dan lugar a que durante este periodo el ozono alcance valores sumamente bajos. Causas de la disminución de la capa de ozono en la Antártida : los CFCs son los grandes culpables de la destrucción del ozono estratosférico. Como en la troposfera son inertes, esto les permite ascender hasta la estratosfera, donde la radiación ultravioleta los descompone liberando átomos de cloro que catalizan las reacciones de transformación del ozono en oxígeno molecular. Cada átomo de cloro puede permanecer alrededor de 100 años en la estratosfera, pudiendo llegar a destruir alrededor de 100.000 moléculas de ozono antes de reaccionar con los NOx para formar nitrato de cloro y quedar bloqueado. � El vórtice polar: la pérdida de ozono se produce en los polos y sobre todo en el polo Sur porque en el

invierno antártico se forma un enorme remolino que produce corrientes de aire circulares y huracanadas que aíslan el aire de la Antártida durante los meses que dura el invierno antártico. Este proceso evita el ingreso de las corrientes cálidas del ecuador cargadas de ozono, aislando el aire de la Antártida durante el invierno. De este modo, la temperatura dentro del vórtice baja aún más alcanzando los – 85ºC. Este fenómeno, que controla en gran medida la cantidad de O3 en la atmósfera polar, sólo se presenta en el polo Sur, debido a que el polo Norte tiene un relieve que impide la formación de remolinos. También, la presencia de cadenas montañosas de Norte América, Europa y Asia frenan la llegada de los vientos. Otro factor influyente es la diferencia de temperatura del polo Sur, unos 15ºC menor que la del polo Norte.

� Nubes estratosféricas polares: en el interior del vórtice, el aire se enfría rápidamente, llegando a alcanzar temperaturas inferiores a – 80ºC. Los cristales de hielo de las NEP actúan como núcleos de condensación de los NOx, que se hielan e inactivan por lo que no pueden capturar átomos de cloro. Los NOx al helarse, actúan como núcleos de condensación precipitando en forma de HNO3 que cae con la nieve, quedando la atmósfera desnitrificada, por lo que se inactiva la reacción entre los NOx y el ClO. Así, durante la primavera, el Cl destruye el O3. La falta de O3 es realimentada positivamente pues, al no haber tanto O3, no puede haber tanta absorción de radiación UV y, por tanto, tampoco se pueden dar las reacciones de formación y destrucción del O3, con lo que la atmósfera estará más fría y, como consecuencia, se formarán más NEP.

���� Fotólisis de los CFCs:

CFCl3 + UV = CFCl2 + Cl Cl + O3 = ClO + O2

ClO + O = Cl + O2

Existen sumideros del cloro, que son los NOx. De esta manera, los NOx presentes en al estratosfera desempeñan el importantísimo papel de “atrapar” al cloro, produciendo su inactivación.

NO2 + ClO- = ClNO3

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Efectos de la destrucción de la capa de ozono: el deterioro de la capa de ozono trae como consecuencia un incremento de la radiación ultravioleta que llega a la superficie terrestre, lo cual provoca: � Cáncer de piel � Daños al sistema inmunológico � Daño a los ojos, incluyendo cataratas � Aumento de las quemaduras producidas por el Sol y envejecimiento prematuro de la piel � Mayor riesgo de dermatitis alérgica y tóxica � Activación de ciertas enfermedades provocadas por bacterias y virus � Efecto adverso sobre ecosistemas tanto marinos como terrestres � Reducción en el rendimiento de las cosechas � Reducción en el rendimiento de la industria pesquera � Daños a materiales y equipamientos que están al aire libre Todo esto genera un importante aumento en los costos de salud, donde las poblaciones menos desarrolladas son las más afectadas. También genera problemas económicos que se traducen en pérdida de calidad de vida, además de lo grave de la alteración de los ecosistemas. Soluciones: en el año 1987, 36 países firmaron un acuerdo sobre la producción de CFCs, el Protocolo de Montreal , que consistía en: � Congelar la producción de CFCs � Reducirla en un 20% en 1993 � Reducirla en otro 30% en 1998 Según un informe del PNUMA de 1998, gracias al Protocolo de Montreal, el consumo mundial de CFCs ha disminuido desde 1,1 millón de toneladas en 1986, hasta 160.000 toneladas en 1996. Aún así se piensa que la capa de ozono no podrá recuperarse hasta el 2050. El incremento del efecto invernadero. El cambio cli mático global El efecto global de la contaminación atmosférica es el cambio climático global, provocado por el calentamiento de la superficie terrestre como consecuencia del incremento del efecto invernadero. El incremento del efecto invernadero : se aplica este término al papel que desempeña la atmósfera en el calentamiento de la superficie terrestre. La atmósfera es prácticamente transparente a la luz visible e infrarroja de onda corta que nos llega del Sol. La mayor parte de ella es absorbida por la superficie terrestre y, posteriormente, se vuelve a emitir en forma de radiación infrarroja de onda larga. Esta energía, al ser captada, se transforma en calor actuando por tanto como una manta que impide que la Tierra se enfríe, recuperando parte de la energía devuelta por la Tierra El efecto invernadero natural es importante, pues sin él la temperatura media superficial terrestre será de -18ºC y con él es de + 15ºC, permitiendo la vida en la Tierra en las condiciones que conocemos. La especie humana está emitiendo masivamente gran cantidad de gases que tienen una propiedad consistente en que dejan pasar la radiación visible pero absorben la infrarroja. Los gases de efecto invernadero : � Dióxido de carbono (CO 2): es el gas de mayor influencia, entre el 55 y el 80% del EI, aunque no se

considera como un contaminante, pues forma parte natural del aire. Como consecuencia de su ciclo natural, experimenta fluctuaciones diarias (por la relación luz fotosíntesis) y estacionales (disminuye en las estaciones de mayor producción vegetal), también aumenta tras al lluvia al ser mayor la respiración d elos organismos descomponedores del suelo. Otro factor natural que afecta a la concentración de CO2 es la capacidad de absorción de los océanos debido a la solubilidad del gas en el agua (se produce carbonato cálcico que queda atrapado en los fondos marinos, por ejemplo en los caparazones de los corales).

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Este ciclo natural se desequilibra por la inyección del CO2 procedente de las actividades humanas, en especial la quema de combustibles fósiles y de madera (70%), la transformación de caliza en cemento y de la intensa deforestación (25%). Esta producción antrópica lleva un ritmo que no puede ser absorbido por la acción conjunta de la fotosíntesis vegetal y del almacenamiento subterráneo y marino, Los excedentes pasan a la atmósfera aumentando su concentración. En la gráfica se observa la evolución de la concentración media mensual de CO2. La oscilación anual se debe a la absorción del CO2 por la vegetación durante la primavera y el verano del hemisferio norte, de ahí que presente esa forma en diente de sierra.

� Metano (CH 4): es el segundo gas en importancia, alrededor del 20%, con una concentración de 1,7 ppm,

que ha aumentado en los últimos años por fuentes antrópicas, en especial, las fermentaciones del aparato digestivo del ganado, los arrozales, las fugas de los oleoductos, los vertederos y la combustión de biomasa..

� Cloro-fluoro-carbonos (CFCs): ocupan el tercer lugar, contribuyendo aproximadamente el 20% del efecto

invernadero. Los CFCs son sustancias químicas sintéticas, formadas por cloro, flúor y carbono. Las moléculas de CFCs tienen una larga vida activa. El CFC-11 es activo durante unos 65 años y el CFC-12 durante unos 110 años. Cada molécula de CFC-11 y de CFC-12 contribuye 3.500 y 7.300 veces más, respectivamente, al efecto invernadero que cada molécula de CO2 Los CFCs también destruyen la capa de ozono en la estratosfera, causando que una mayor proporción de rayos ultravioleta alcance la superficie de la Tierra.

Consecuencias del incremento del efecto invernadero : La manifestación del efecto invernadero es un calentamiento global significativo de la atmósfera terrestre, que de seguir con el mismo nivel de emisiones sería de 0,3ºC cada 10 años, con aumentos de 2 a 6ºC para mediados del siglo XXi. Esto trae como consecuencia: a) Subida del nivel del mar: al aumentar la temperatura, parte del agua retenida en forma de hielos sobre los

continentes y en los casquetes polares se fundirá, discurriendo hasta alcanzar el mar, que subirá de nivel. El proceso ha ocurrido múltiples veces en la historia de la Tierra. La subida del nivel del mar afectará sobre todo a las regiones costeras que son las más pobladas de todo el planeta. Sus efectos serán múltiples:

▫ Inundación de áreas cercanas al mar , muy grave en islas y zonas deltaicas, que pasarán a quedar

cubiertas por el agua. ▫ Avance transgresivo de las zonas batidas por los te mporales que afectará sobre todo a ciudades

costeras y zonas turísticas, con una salinización de los acuíferos costeros. ▫ Desaparición de lagunas costeras y marismas , algunas de las zonas naturales más emblemáticas del

planeta. ▫ Alteración de la escorrentía superficial , ya que favorecerá la inundación de zonas cercanas a la costa y

paralización de parte de los sistemas de alcantarillado de las ciudades costeras, que cuentan con muy poca pendiente, lo que obligará a establecer sistemas e bombeo para eliminar esas aguas.

b) Disminución de albedo, con lo que se elevarían aún más las temperaturas. c) Aumento de los peligrosos icebergs.

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d) El océano Ártico se descongelaría (hacia el 2080 estaría totalmente deshelado) y el agua sería menos densa por contener menos sal, lo que originaría problemas en la cinta transportadora y en las corrientes oceánicas.

e) Desplazamiento de las zonas climáticas hacia los polos, a un ritmo de unos 5 km/año, lo que provocará

la destrucción de la tundra ártica, cuyas turberas actúan como sumidero de unos 2.400 km3 de gases de efecto invernadero, metano y CO2. La turba se encuentra retenida bajo el permafrost (suelo helado) que, al deshelarse y secarse, deja que dichos gases salgan hacia la atmósfera, realimentando positivamente el efecto invernadero.

f) Alteraciones de los ecosistemas. g) Aumento generalizado de las temperaturas de la troposfera, sobre todo en los continentes del hemisferio

norte. Más días de calor y menos días de frío al año. Subida de la temperatura entre 1,4 y 5,8 ºC, respecto a las de 1900, durante los próximos 100 años. Disminución de las temperaturas en la estratosfera.

h) Cambios en la distribución de las precipitaciones, según las regiones: inundaciones, sequías (este

sería el caso de España) y huracanes. Avance de los desiertos subtropicales. i) Aumento de la erosión y desertización. j) Reducción de la cantidad de las aguas. k) Éxodo masivo de la población que se encuentra mayoritariamente en zonas costeras, y tensiones

internacionales por este motivo. l) Problemas de salud a causa del hambre y las enfermedades derivadas de una disminución de las

cosechas. m) Reactivación de ciertas enfermedades producidas por mosquitos y otros vectores de transmisión, debido

a la expansión de las zonas más calientes. Por ejemplo, la reintroducción de la malaria en Europa. El primer intento de poner un límite a las emisiones de gases de efecto invernadero lo supone el Protocolo de Kioto , de diciembre de 1997. Su objetivo es reducir en los países desarrollados una media de un 5,2% hasta el año 2012, respecto a las emisiones correspondientes a 1990, con el fin de estabilizar su concentración en la atmósfera. Sin embargo, no se impone ningún límite a las emisiones e los países pobres. Pronto se comenzó a hablar de los mecanismos de flexibilidad con la finalidad de que as reducciones no fueran tan drásticas. El primero de dichos mecanismos se basa en la compraventa de emisiones (un país puede comprar a otro los derechos de las emisiones, de forma que pueda alcanzar sus objetivos); el segundo se denomina mecanismo de desarrollo limpio (invita a los países desarrollados a invertir en proyectos de desarrollo del Sur); y el tercero consiste en la inclusión de sumideros de carbono (aumentar las emisiones a cambio de plantar árboles y otros vegetales). En la Cumbre Mundial sobre el Cambio Climático, celebrada en Buenos Aires en noviembre de 1998, se discutieron los detalles para poder llevar a cabo los mecanismos de flexibilidad. En la Cumbre de la Haya de noviembre de 2000 no se alcanzó ningún acuerdo para la implantación de la Cumbre de Kyoto por la negativa de Estados Unidos para reducir sus emisiones. La Cumbre de Bonn (2001) supuso un avance para el cumplimiento del protocolo de Kyoto, ya que los países europeos se comprometieron a contribuir al desarrollo limpio en el Sur mediante una subvención de 460 millones de euros antes del 2005. En la Cumbre de Johannesburgo (2002) todos los países ratificaron el Protocolo de Kyoto con la única excepción de Estados Unidos. Sin embargo, en el 2003, la ratificación de Kyoto por parte de Rusia es aún muy dudosa. Una forma de evitar el cambio climático sería:

• Cumplir los compromisos establecidos en el protocolo de Kioto reduciendo las emisiones de CO 2, utilizando energías renovables y el ahorro energéti co.

• Controlar las emisiones de gases por la agricultura y ganadería. • Frenar la deforestación y la desertización , potenciando la repoblación forestal.

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Medidas de prevención de la contaminación atmosféri ca 1) Medidas predictivas: tratan de 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 medio ambiente, y para establecer, a partir de estos datos, medidas preventivas y correctoras que permitan gozar de una calidad del aire que respiramos. Dicha vigilancia se puede llevar a cabo mediante:

� Redes de vigilancia: constituidas por equipos manuales que se encargan de la toma de muestras y su

análisis en el laboratorio y, por equipos automáticos de medida continua, que suministran datos hacia un centro de control. Existen redes de vigilancia a escala local , poniendo en marcha redes de vigilancia locales (redes urbanas), a nivel comunitario , mediante programas específicos de vigilancia de contaminación transfronteriza como el programa EMEP, que tiene en funcionamiento una red de estaciones para detectar contaminantes en toda la Unión Europea (España cuenta con seis estaciones de la red), o a nivel mundial , elaborando programas de ámbito mundial como la red de BAPMON, que se encarga del análisis y evolución de los datos sobre los gases invernadero o el estudio de la disminución de la capa de ozono.

� Métodos de análisis: que comprenden procesos físicos, basados en someter las muestras de aire a

ensayos en los que no se alteran las características de los contaminantes, como la determinación del color o de la absorción de luz en diferentes longitudes de onda, y métodos químicos, basados en la transformación que sufre la sustancia objeto de análisis.

� Indicadores biológicos de contaminación (bioindicad ores): que se basan en el análisis de la

sensibilidad que presentan algunas especies de seres vivos a ciertos contaminantes gaseosos atmosféricos, cuyos efectos permiten identificar su presencia y vigilar la evolución de la contaminación atmosférica. Entre los contaminantes más comúnmente detectados mediante indicadores biológicos tenemos HF, SO2, oxidantes fotoquímicos, metales pesados e isótopos radiactivos. Entre las especies empleadas destacan los líquenes , que son muy sensibles al SO2, HF y HCl, ya que les produce alteraciones morfológicas y fisiológicas importantes.

2) Medidas preventivas : destinadas a disminuir el problema, como son:

� La planificación de usos del suelo , que mediante los planes de ordenación del territorio contemplen los lugares idóneos para establecer industrias, de forma que sus efectos sobre las poblaciones, vegetación, animales y materiales sean menores.

� Las evaluaciones de impacto ambiental: que son estudios previos de las alteraciones que sobre el medio ambiente en general y sobre al atmósfera en particular van a provocar la realización de determinadas acciones, proyectos, etc. con el fin de establecer medidas correctoras que mitiguen los impactos antes de que aquéllos se lleven a cabo.

� El empleo de tecnologías de baja o nula emisión de res iduos , basadas en el desarrollo de procesos

que traten de evitar la contaminación en origen. � Programas de I + D relativos a la búsqueda y aplicación de fuentes de energía alternativas y menos

contaminantes. � Mejora de la calidad y tipo de combustibles o carbu rantes , de manera que no lleven en su

composición elementos que al entrar en combustión generen algún contaminante (el empleo de gasolinas sin plomo) o de combustibles con menor contenido en azufre (como el gas natural).

� Medidas sociales de información , mediante campañas de sensibilización y formación a través de la

educación ambiental, para lograr de la ciudadanía un uso racional y eficiente de la energía (ahorro, empleo del transporte público, cambios horarios en Europa, electrodomésticos de bajo consumo, sensores y controladores de calefacción …).

� Medidas legislativas , con el establecimiento de normativas sobre calidad del aire por parte de las

administraciones locales, regionales, nacionales e internacionales. La UE ha fijado una Directiva Marco de calidad del aire que establece las bases para lograr mejoras en al calidad del aire y en ella han de basarse las normativas de control de calidad de los países miembros.

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� Cogeneración: las centrales térmicas poseen un rendimiento del 25%, el resto de la energía se pierde contenida en el vapor emitido a la atmósfera. Este vapor podría ser utilizado por la industria como fuente de energía, consiguiendo un rendimiento de hasta el 90%.

� Medidas de carácter transitorio: restringir el tráfico, el uso de las calefacciones y el horario de carga

y descarga.

3) Medidas correctoras : como la depuración del aire contaminado y las estrategias de dispersión. Se recurre a ellas para evitar la descarga masiva de contaminantes a la atmósfera. Entre ellas podemos citar:

� Control de niveles de emisión hasta conseguir los estándares establecidos. � Concentración y retención de contaminantes con equipos de depuración, como el empleo de filtros

de tejido, precipitadotes electrostáticos y absorbedores húmedos. Este método tiene el inconveniente de transferir la contaminación de un medio a otro, ya que al evitar la concentración de contaminantes del aire se producen residuos sólidos y líquidos que pueden contaminar, a su vez, el suelo y el agua.

� Sistemas de depuración, que emplean mecanismos de adsorción basados en la circulación de

líquidos capaces de disolver el contaminante gaseoso, métodos que emplean sólidos que retienen selectivamente los contaminantes a eliminar, procesos de combustión de contaminantes mediante el empleo de antorchas o quemadores y procesos de reducción catalítica en el caso de contaminantes que se pueden transformar en compuestos no tóxicos al reaccionar con un agente reductor.

� La expulsión de los contaminantes por medio de chim eneas adecuadas, de forma que se diluyan

lo suficiente, evitando concentraciones a nivel de suelo. En este caso se reduce la contaminación local, pero se pueden provocar problemas en lugares alejados de las fuentes de emisión.

� Imponer multas y tasas por vertidos.

4. La contaminación atmosférica. Los contaminantes atmosféricos más frecuentes. Efectos de los contaminantes atmosféricos: alteración de la capa de ozono, lluvia ácida y el aumento del efecto invernadero. El cambio climático global. Medidas de prevención para reducir la contaminación atmosférica. Conceptos básicos: contaminante primario, contaminante secundario, islas de calor, smog,

inversión térmica.

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Actividades Temas largos 1) La contaminación del aire. Contaminantes principales, origen y efectos. 2) La contaminación atmosférica. Factores que la intensifican y medidas correctoras. 3) La capa de ozono: significado, causas y consecuencias de su variación. 4) El cambio climático: causas naturales e influencia humana. 5) La lluvia ácida. Origen, procesos, efectos y medidas correctoras. Preguntas cortas 6) ¿Qué es un contaminante atmosférico? 7) ¿Por qué se considera al CO2 como contaminante si está presente en la atmósfera de una manera

natural?. 8) Diferencia entre contaminantes primarios y contaminantes secundarios. 9) ¿En qué consiste la inversión térmica? ¿Cómo influye en la dispersión de los contaminantes? 10) ¿En qué consiste el fenómeno conocido como isla de calor urbana? 11) ¿Cómo se explica el incremento térmico en los núcleos urbanos (islas de calor) respecto a las zonas

limítrofes? 12) ¿Cual es el motivo de que las chimeneas industriales sean tan altas? Realiza un esquema dónde se

muestre la variación del gradiente vertical de temperatura (GVT). 13) ¿Cuál es el origen del ozono troposférico? 14) Diferencia entre los efectos producidos por el ozono estratosférico y el ozono troposférico. 15) El aumento del CO2 registrado en al última parte del milenio pasado ha sido debido a la combustión de

combustibles fósiles y a la deforestación. Se estima en un 30% la disminución de las áreas forestales convertidas en tierras de usos agrícolas y ganaderos. La deforestación, al contrario que el incremento del CO2 , ha tenido probablemente un efecto de enfriamiento, que ha contrarrestado en parte el calentamiento. ¿Cómo se podría explicar esto?.

16) En las zonas montañosas existe un ciclo diario con brisas que, durante el día, se dirigen de los valles a las

montañas, y a la inversa durante al noche. ¿Puedes dar una explicación para este fenómeno?. 17) El carbón de las minas españolas tiene mucho azufre. ¿Qué consecuencias para el medio ambiente tiene

su uso?. 18) ¿En qué climas tendrá mayor incidencia la lluvia ácida?. 19) ¿Qué efectos produce el SO2 en los vegetales?. ¿Y en las piedras de los monumentos?. 20) ¿Por qué la disminución de ozono es mayor en las zonas polares?. 21) Diferencia entre el smog fotoquímico y el smog clásico. 22) ¿Existe relación entre el efecto invernadero y la desertización?. Razona la respuesta.

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Preguntas de aplicación 23) La gráfica siguiente muestra la variación de los niveles de contaminantes en una atmósfera urbana a lo

largo de un día.

a) ¿Qué tipo de contaminación local se muestra en la gráfica?. Razona tu respuesta..

b) ¿Por qué no coinciden los valores

máximos para el NO y el NO2?.

c) ¿Por qué se alcanzan los valores máximos de ozono entre las 11:00 y las 12:00 horas (hora solar)?.

d) ¿por qué se alcanzan los niveles mínimos de ozono durante la noche?.

24) A partir de los recortes de prensa adjuntos, conteste razonadamente a las siguientes cuestiones:

a) Explica la relación que guardan entre sí ambas noticias. Indique cómo influye el reciclado de papel

sobre el efecto invernadero.

b) Explica esquemáticamente las partes esenciales del ciclo del carbono.

c) Aparte de la mencionada en el texto, señale cuatro medidas para reducir el efecto invernadero. 25) Observa las gráficas de gradientes verticales de temperatura en las dos situaciones mostradas en sendos

dibujos y contesta a las siguientes cuestiones:

ZARAGOZA AHORRA PAPEL Y ÁRBOLES

Según una noticia recogida en el diario «Heraldo de Aragón» (2 de abril de 2000), la campaña llevada a cabo en la capital aragonesa pretende que «... cada ciudadano recicle 34 kg de papel al año. De esta forma, cada año, Zaragoza ahorraría 24.000 t de papel en sus vertederos, dejaría de consumir 360.000 metros cúbicos de agua necesarios para la fabricación del papel y dejaría de talar 300.000 árboles.»...

LOS BOSQUES GALLEGOS ELIMINAN AL AÑO MEDIO MILLÓN DE TONELADAS DE DIÓXIDO DE CARBONO

El diario «La Voz de Galicia» (9 de febrero de 2000) señala que «... en Galicia, el millón de hectáreas de superficie arbolada censada elimina cada año medio millón de toneladas de CO2, ya que después del proceso de absorción del carbono liberan al aire oxígeno gaseoso.»...

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a) Explica razonadamente qué tipo de situación atmosférica determina cada uno de esos dibujos.

b) Describe las situaciones meteorológicas que se dan en los dibujos, relacionando cada una de ellas con el fenómeno de la contaminación atmosférica.

c) Explica razonadamente si existe alguna relación entre esos dibujos y la forma en que se produce la

dispersión de los penachos de humo emitidos por las chimeneas. 26) Interpreta el siguiente dibujo respondiendo a las cuestiones:

a) Explica por qué razón las grandes ciudades se comportan como islas de calor pudiendo ser su temperatura hasta seis grados centígrados más alta que la de las zonas circundantes.

b) En días secos y soleados,

especialmente en invierno, el aire de la ciudad está cargado de polvo y contaminantes. Interpreta la figura para explicar este fenómeno.

c) ¿Cómo pueden las grandes zonas verdes de la ciudad ayudar a paliar esta situación?.

27) Dada la siguiente gráfica de gradientes de temperatura, responde razonadamente a las siguientes

cuestiones:

a) ¿Qué tipo de situación atmosférica determina?.

b) Explica razonadamente si existe alguna relación

entre esa gráfica y la forma en que se produce la dispersión del penacho de humo por la chimenea.

28) El mapa adjunto recoge el porcentaje de azufre depositado en forma de ácido sulfúrico. a) Explica de dónde procede el ácido sulfúrico

presente en la atmósfera y cuáles son las actividades tecnológicas que llevan a su formación.

b) Sabiendo que la obtención de energía en Gran

Bretaña se fundamenta principalmente en el uso del carbón, explica los porcentajes de azufre depositados en forma de ácido sulfúrico en este país y relaciónalos con los porcentajes detectados en los países escandinavos.

c) Explica las consecuencias que sobre los lagos

escandinavos puede tener la acumulación de ácido sulfúrico.

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29) Muchos de los monumentos de nuestro patrimonio artístico presentan daños, están deteriorados.

a) Describe el proceso o los procesos que originan este daño. b) ¿Cuáles son los principales contaminantes que intervienen en estos

procesos y cuál es el origen de los mismos?. c) ¿Qué medidas se podrían adoptar para frenar este deterioro del

patrimonio arquitectónico y escultórico?. 30) La siguiente gráfica representa la variación del monóxido de cloro y del ozono en el continente antártico:

a) Comenta la gráfica. b) ¿Cuáles son las principales causas de la acumulación del

monóxido de cloro en la atmósfera?. c) ¿Cómo actúa el monóxido de cloro frente a la capa de ozono?. d) ¿Por qué es menor el ozono en las zonas polares, especialmente

en el polo Sur?. 31) Observa la gráfica y responde a las cuestiones:

a) ¿Con qué problemática del medio ambiente relacionarías esta gráfica?.

b) Indica las consecuencias que se producirían si el

aumento del CO2 en la atmósfera siguiera en la misma progresión en los próximos años.

c) Señala los motivos que hacen que se produzca una

curva de este tipo. d) ¿Qué procesos naturales contribuyen a retirar parte del

CO2 de la atmósfera y transformarlo en otros compuestos?.