Introducción
La contaminación atmosférica representa un problema que ha crecido en las últimas décadas.
Entre las causas del problema de disminución de la calidad del aire se encuentran: incendios forestales, descomposición de la vegetación, erupciones volcánicas, además existen fuentes contaminantes como los automóviles y emisiones atmosféricos provenientes de las industrias. Por otro lado, las consecuencias de la contaminación atmosférica se manifiestan en efectos nocivos en la salud tanto de animales como de seres humanos, asimismo, en la vegetación. También los materiales de construcciones se ven deteriorados por la presencia de sustancias nocivas en el aire.
Por lo tanto es importante tener un control en las fuentes de contaminantes atmosféricos, actualmente existen regulaciones internacionales y nacionales que establecen límites de emisión de algunas sustancias que afectan la calidad del aire, dichos limites están en función de las concentraciones a las cuales los contaminantes no causan daños a la salud humana.
Contaminantes atmosfericos
La
contaminación atmosférica es la presencia en la atmósfera de una cantidad de
sustancia que implica molestias o riesgos para la salud de los humanos y del
resto de los seres vivos.
El
origen de los contaminantes presentes en la atmósfera proceden de dos tipos de
fuentes emisoras bien diferenciadas: las naturales y las antropogénicas. En el
primer caso la presencia de contaminantes se debe a causas naturales, mientras
que en el segundo tiene su origen en las actividades humanas.
Las
emisiones primarias originadas por los focos naturales provienen
fundamentalmente de los volcanes, incendios forestales y descomposición de la
materia orgánica en el suelo y en los océanos.
Por
su parte, los principales focos antropogénicos de emisiones primarias los
podemos clasificar en:
Los
efectos de la contaminación atmosférica recaen sobre animales, cosechas,
ciudades, bosques y ecosistemas acuáticos.
El
aire contaminado que flota en la superficie de la tierra es arrastrado por el
viento y la lluvia hacia otras zonas. Las nubes y las altas temperaturas
también contribuyen a que la contaminación se disperse y llegue a grandes
distancias, alejado del punto de origen. La exposición continúa a estos contaminantes
del aire puede llegar a provocar afecciones cardiovasculares como el infarto. La
contaminación atmosférica perjudica de forma grave a la salud cardiovascular,
siendo uno indicador comprobado de la arteriosclerosis.
Las
comunidades más vulnerables frente a la contaminación atmosférica son los
niños, los ancianos, las embarazadas y los enfermos de las vías respiratorias.
Estudios
confirman que los grupos de personas que viven cerca de zonas urbanas, con
mucho tráfico, presentan
más síntomas de enfermedades respiratorias y altas posibilidades de sufrir
infartos.
Efectos
de la contaminación atmosférica en invierno y en verano
En
invierno, la contaminación atmosférica se produce por estancamiento del aire.
Este fenómeno ocurre cuando los contaminantes, procedentes de la combustión
como el SO2, una de las causas del clima extremo, y otras partículas en
suspensión, se acumulan en la atmósfera.
En verano, la contaminación del aire afecta
sobre manera en los días calurosos y soleados. Durante estos días se producen
reacciones fotoquímicas de gases como el óxido de nitrógeno y los
hidrocarburos. Ellos contribuyen a la formación de un contaminante muy
perjudicial para salud como es el ozono y de otras sustancias tóxicas.
Smog fotoquímico
Se denomina
smog fotoquímico a la contaminación del aire, principalmente en áreas urbanas,
por ozono originado por reacciones fotoquímicas, y otros compuestos. Como
resultado se observa una atmósfera de un color plomo o negro . El ozono es un
compuesto oxidante y tóxico que puede provocar en el ser humano problemas
respiratorios.
Es la
reacción química de la luz solar, los óxidos de nitrógeno y compuestos
orgánicos volátiles en la atmósfera, lo que deja las partículas en suspensión y
el ozono a nivel del suelo. Esta mezcla nociva de contaminantes puede estar
formada por:
• Aldehídos
• Óxidos de nitrógeno
• Dióxido de nitrógeno
• Nitratos Peroxiacilo
• Ozono Troposférico
• Compuestos orgánicos volátiles Varios.
Todos estos
productos químicos son por lo general muy reactivos y oxidantes. El esmog
fotoquímico es por tanto considerado como un problema de la industrialización
moderna. Está presente en todas las ciudades modernas, pero es más común en las
ciudades con sol, climas cálidos y secos y una gran cantidad de vehículos de
motor.
El smog es
un problema grave en muchas ciudades y continúa perjudicando la salud humana.
El ozono troposférico, dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno y monóxido de
carbono son especialmente dañinos para las personas mayores, niños y personas
con problemas cardíacos y pulmonares como el enfisema, la bronquitis y el asma.
Se pueden inflamar las vías respiratorias,
causa disminución de la capacidad de los pulmones, causa dificultad para
respirar, dolor al respirar, sibilancias y tos.
Puede causar irritación en los ojos y la nariz
y seca las membranas protectoras de la nariz y la garganta e interfiere con la
capacidad del cuerpo para combatir las infecciones, aumentando la
susceptibilidad a la enfermedad. Las hospitalizaciones y muertes por causas
respiratorias aumentan siempre cuando los niveles de esmog son altos.
Inversión térmica
Una inversión térmica es una
derivación del cambio normal de las propiedades de la atmósfera con el aumento
de la altitud. Usualmente corresponde a un incremento de la temperatura con la
altura, o bien a una capa de inversión donde ocurre el incremento. En efecto,
el aire no puede elevarse en una zona de inversión, puesto que es más frío y,
por tanto, más denso en la zona inferior.
El fenómeno de inversión
térmica se presenta cuando, en las noches despejadas, el suelo se enfría
rápidamente por radiación. El suelo a su vez enfría el aire en contacto con él
que se vuelve más frío y pesado que el que está en la capa inmediatamente
superior. Al disminuir tanto, la convección térmica como la subsidencia
atmosférica, disminuye la velocidad de mezclado vertical entre las dos capas de
aire.
Esto ocurre especialmente en
invierno, en situaciones anticiclónicas fuertes que impiden el ascenso del aire
y concentran la poca humedad en los valles y cuencas, dando lugar a nieblas
persistentes y heladas. Puede también generarse en un frente ocluido, cuando se
da una oclusión de frente frío.
Este fenómeno meteorológico
es frecuente en las mañanas frías sobre los valles de escasa circulación de
aire en todos los ecosistemas terrestres. También se presenta en las cuencas
cercanas a las laderas de las montañas en noches frías debido a que el aire
frío de las laderas desplaza al aire caliente de la cuenca provocando el
gradiente positivo de temperatura.
Generalmente, la inversión
térmica se termina (rompe) cuando al calentarse el aire que está en contacto
con el suelo se restablece la circulación normal en la troposfera. Esto puede
ser cuestión de horas, pero en condiciones meteorológicas desfavorables la
inversión puede persistir durante días.
Cuando se emiten
contaminantes al aire en condiciones de inversión térmica, se acumulan (aumenta
su concentración) debido a que los fenómenos de transporte y difusión de los
contaminantes ocurren demasiado lentos, provocando graves episodios de
contaminación atmosférica de consecuencias graves para la salud de los seres
vivos.
La inversión térmica
es un fenómeno peligroso para la vida cuando hay contaminación porque al
comprimir la capa de aire frío a los contaminantes contra el suelo la
concentración de los gases tóxicos puede llegar hasta equivaler a 14 veces más.
Efecto invernadero
Se llama efecto invernadero al fenómeno
por el que determinados gases componentes de una atmosfera planetaria retienen
parte de la energía que el suelo emite al haber sido calentado por la radiación
solar. Afecta a todos los cuerpos planetarios dotados de atmósfera. De acuerdo
con el actual consenso científico, el efecto invernadero se está acentuando en
la tierra por la emisión de ciertos gases, como el dióxido de carbono y el
metano, debido a la actividad económica humana. Este fenómeno evita que la
energía del sol recibida constantemente por la tierra vuelva inmediatamente al
espacio produciendo a escala planetaria un efecto similar al observado en un
invernadero.
Origen del efecto invernadero
a) Los rayos del sol entran con mayor
fuerza debido a la destrucción de la capa de ozono, provocando un aumento
global de la temperatura.
b) La deforestación excesiva permite que el calor de la tierra sobrecaliente la atmósfera.
c) El calor proveniente del sol es atrapado por la atmósfera, debido al exceso de CO2, provocando un aumento global en la temperatura.
d) El exceso de los rayos ultravioletas procedentes del sol provocan un aumento global de la temperatura.
b) La deforestación excesiva permite que el calor de la tierra sobrecaliente la atmósfera.
c) El calor proveniente del sol es atrapado por la atmósfera, debido al exceso de CO2, provocando un aumento global en la temperatura.
d) El exceso de los rayos ultravioletas procedentes del sol provocan un aumento global de la temperatura.
Este fenómeno inicia por determinados
gases, como el dióxido de carbono y el metano, debido a la actividad humana..
Alternativas
nacionales e internacionales para disminuir la contaminación atmosférica
Para reducir las
repercusiones de la contaminación atmosférica urbana sobre la salud pública es
preciso reducir las fuentes principales de contaminación, en particular la
combustión ineficiente de combustibles fósiles para el transporte motorizado y
la generación de electricidad, y mejorar la eficiencia energética de los
edificios y las fábricas.
Reducir los efectos
sanitarios de esta forma de contaminación escapa en gran medida a la voluntad
de las personas y exige más bien la actuación de las autoridades públicas en
los planos nacional, regional e incluso internacional.
El sector de la salud
pública puede desempeñar un papel protagónico promoviendo un enfoque
multisectorial de la prevención de la exposición a la contaminación
atmosférica, para lo cual debe involucrarse y apoyar el trabajo de otros
sectores (por ejemplo, transporte, vivienda, energía, industria) a fin de
elaborar y aplicar políticas y programas a largo plazo enderezados a reducir la
contaminación del aire y mejorar la salud.
Debido al deterioro
mundial de los ecosistemas, la gran mayoría de los países ha tomado medidas
internas y externas para prevenir y controlar la contaminación en el agua, el
suelo y la atmósfera.
Muchos de los modelos
adoptados abarcan cuestiones internas propias de cada país o ciudad y también
se han establecido acuerdos conjuntos entre dos o más países para controlar los
problemas en zonas comunes, por ejemplo, el Plan Integral Ambiental Fronterizo
México-Estados Unidos.
En cuanto a la
contaminación por ruido, los países europeos cuentan con normas muy estrictas
para controlarlo. Han desarrollado perforadoras, taladros mecánicos o
compresoras de aire poco ruidosas.
En Francia, los
automóviles cuentan con dos sistemas de claxon, unos para carretera y otros
para zonas urbanas que son menos ruidosos.
Canadá y México en su
sistema de transporte colectivo (Metro) utilizan llantas neumáticas de caucho
para disminuir el ruido.
El Congreso de
Estados Unidos aprobó diversas leyes encaminadas a proteger la calidad del aire
llamadas Leyes del Aire Limpio (Clean Air Act), cuyos puntos sobresalientes
son: reducir el volumen de emisiones de CFC, reducir las emisiones
industriales, vehiculares, de derivados del azufre en plantas de energía,
eliminar las gasolinas con plomo y canalizar los desechos tóxicos. Estados
Unidos, mediante esas acciones ha logrado disminuir considerablemente los
contaminantes atmosféricos.
Las emisiones de
óxidos de nitrógeno también son muy peligrosas, de manera que a este respecto
también existen acuerdos internacionales.
En 1988 muchos
países, entre ellos, Estados Unidos, firmaron un acuerdo encaminado a reducir
la presencia de este nocivo elemento.
Con respecto al
control de las emisiones vehiculares, se ha optado por el cambio a combustibles
menos contaminantes que carezcan de plomo, utilización de motores más eficaces
y restringir la circulación en áreas críticas de las ciudades, o como en
México, a la implantación del programa "Hoy no circula", establecido
para disminuir los contaminantes atmosféricos.
Es evidente que se
han llevado a cabo muchas acciones, sin embargo, queda mucho por hacer en
materia de protección al medio ambiente.
Se puede decir que en
México, la preocupación real por la calidad ambiental inició en la década de
los setenta, tiempo en el que aparecen las primeras leyes para prevenir los
problemas ecológicos; así nace la Ley federal para prevenir y controlar la
contaminación ambiental, la Ley federal de protección al ambiente y la Ley
general de equilibrio ecológico y protección del ambiente.
En ellas se incluyen
acciones que van desde la prevención de la contaminación atmosférica y emisión
de residuos peligrosos, el monitoreo de la calidad del aire, la clausura de
empresas contaminantes (como fue el caso del cierre definitivo de la Refinería
18 de marzo en la Ciudad de México), el uso de suelo, y hasta la ejecución del
programa "Hoy no circula".
Sin embargo, aunque
esta ley es muy eficaz, está basada principalmente en acabar con la
contaminación más que prevenirla.
Entre las acciones
más importantes que se han realizado en México, se encuentran las relacionadas
con:
Vigilancia ecológica:
La Procuraduría Federal de Protección
Ambiental se encarga de vigilar la aplicación de las leyes y reglamentos en
materia de ecología. Se efectúan año con año auditorías en diferentes estados
de la República y zonas metropolitanas de las grandes ciudades.
También esta dependencia realiza visitas a
toda clase de empresas para conocer las condiciones en que laboran, los
desechos que eliminan y el tipo de sustancias que manejan.
Prevención de riesgos
Diferentes instituciones y acuerdos como el
Programa Nacional para la Prevención de Accidentes de Alto Riesgo Ambiental,
realizan visitas a industrias con el objeto de contar con un inventario de
aquellas que representen un riesgo para el medio ambiente y la seguridad
pública.
Asimismo, la Secretaría de Comunicaciones y
Transportes publicó un reglamento para orientar la forma y distribución de
sustancias peligrosas.
Control de la contaminación
del aire y del agua
Para prevenir la contaminación del aire se
han decretado diferentes leyes y normas, tanto para fuentes fijas como para
móviles.
El Programa Regional de Administración de la
Calidad del Aire en Zonas Críticas, se encarga de evaluar las emisiones de
industrias, vehículos automotores, combustibles, etcétera.
Además del programa vehicular "Hoy no
circula" se puede detener a aquellos automóviles o camiones que arrojen
humo, esto se logró desde la implantación del Programa de Detención de
Vehículos Ostensiblemente Contaminantes.
Las Normas Oficiales Mexicanas establecen los
límites máximos permisibles de contaminantes y desechos que eliminen las
industrias como la azucarera, petrolera, petroquímica, textil, celulosa y
papel, etcétera.
* Cuestionario
de la problemática situada
¿Qué información obtenemos a partir de la ecuación balanceada de una
reacción química?
Como sabemos una ecuación
química balanceada nos proporciona suficiente información para realizar
cálculos estequiométricos referidos a las sustancias que intervienen en ella.
La ecuación química
balanceada nos ayuda a visualizar la cantidad a agregar del reactivo que son
los que tendrán una reacción química y la cantidad producida del producto que
es lo que se obtiene de este proceso.
Las ecuaciones químicas, se
deben balancear para que cumplan con la ley de la Conservación de la masa: “En
toda reacción química la masa total de los reactivos es igual a la masa total
de los productos.”
Un punto importante que se puede obtener de una
ecuación química balanceada es la cantidad de reactivos que se necesitan y el
número de productos que se obtienen, debido a que asegura que la misma cantidad
de reactivos combinados sea igual a la de los productos obtenidos
La importancia de la estequiometria
o sea de una ecuación o reacción química balanceada en la industria radica en
que los cálculos estequiométricos que se realizan determinan, además de la
cantidad y calidad de los productos que se fabrican, el costo de los mismos, lo
cual repercute directamente en la economía de una lugar o ciudad determinada,
la importancia de equilibrar
o balancear las ecuaciones químicas: durante una transformación química no
pueden aparecer ni desaparecer átomos, solamente pueden modificar sus uniones
químicas.
Una ecuación química debe
balancearse para que dé información cuantitativa útil sobre esa reacción
¿Existe una relación entre la cantidad de materia prima (reactivos) que se
requieren para lograr una mayor producción con la menor cantidad de residuos y
contaminantes ambientales?
En primer lugar, reducir la
cantidad de materia prima utilizada para la obtención de una misma cantidad de
producto o servicio, con lo cual se generarán también menos residuos. ello se
consigue mediante la introducción de mejoras técnicas en el proceso de
producción, así como mediante la implementación de nuevos procesos
industriales. Un buen ejemplo de esta segunda situación se ha observado con la
introducción de los nuevos envases pet para la comercialización de agua embotellada,
más ligeros y resistentes, lo que se
traduce en la utilización de una menor cantidad de materia prima, reduciéndose
así la cantidad de residuo generado.
En segundo lugar, reutilizar
las materias primas de modo que éstas cumplan su función el máximo de veces
posible por unidad de producto o servicio realizado. Así ocurre con la
conversión de los excedentes energéticos de numerosas industrias en energía
eléctrica (cogeneración), para ser suministrada finalmente a la red, o con la
reutilización para usos agrícolas del agua procedente de las estaciones
depuradoras de aguas residuales.
En tercer lugar, se trataría
de reciclar los residuos o subproductos de ciertos procesos, utilizándolos como
materias primas de otros, lo cual redundaría en el ahorro de recursos y la
disminución de residuos. Un caso paradigmático, aunque criticado desde ciertos
ámbitos, es el que se propone más adecuado para el tratamiento de los residuos
sólidos urbanos, consistente en el compostaje de la materia orgánica por
fermentación aerobia e incineración posterior de los residuos sobrantes. Con
ello se consigue un triple objetivo: aprovechamiento del residuo una vez
transformado en compost, aporte energético extra mediante la incineración de
materiales no aptos para el compostaje (con lo que se consigue la valorización
de un residuo difícilmente aprovechable) y reducción del volumen de residuos
para su posterior eliminación en un vertedero controlado. ¡Cuidado con el
tratamiento de la incineración, pues si no se garantiza que se lleve a cabo a
la temperatura adecuada pueden generarse dioxinas, altamente contaminantes y
especialmente peligrosas!
¿Qué implicaciones tiene la concentración química a la debe emplearse una
determinada sustancia?
El mecanismo
por el que la presenta de ciertos gases en la atmósfera hace que se produzca un
calentamiento adicional en la temperatura de la tierra, se conoce como el
“Efecto Invernadero”. Es un fenómeno natural de la atmósfera que, entre otras
cosas, sirve para mantener constante la temperatura media de la troposfera y la
superficie de la tierra. La capacidad de absorber energía de la radiación de
onda larga, que poseen estos gases, tienen como consecuencia la generación de
una nueva radiación de calor hacia el suelo del planeta. Cuanto mayor sea la
concentración de los citados gases, mayor será esta energía y por lo tanto
mayor calentamiento de la superficie. Este proceso descrito de la absorción por
la tierra de una parte la radiación solar que recibe y la posterior
erradicación de vuelta a la atmósfera origina, en las capas bajas de la misma,
temperatura mayores que las producirían en ausencia de estos gases. Se estima
que, si no se produjera el efecto invernadero, la tierra sería unos treinta
grados centígrados más fría.
¿Bajo qué relación estequiométrica se generan tanto los productos de
interés como las sustancias contaminantes?
Bases de la estequiometria Las leyes ponderales son la
base fundamental de la estequiometria por medio de ellas podemos determinar los
pesos y volúmenes de las sustancias que intervienen en una reacción química.
Estas leyes son cuatro:
Ley de la conservación de la masa o ley de Lavoisier.
Ley de las proporciones constantes o ley de Proust.
Ley de las proporciones múltiples o ley de Dalton.
Ley de las proporciones recíprocas o equivalentes o ley
de Richter Wenzel.
Las ecuaciones nos dan informaciones cualitativas y
cuantitativas. Cada símbolo y cada formula en una ecuación representan una
cantidad específica de los elementos y compuestos. Las relaciones de masa entre
los reactivos y los productos de una reacción química son de gran interés para
los científicos, pues nos permiten determinar qué cantidad de reactivo se
necesita combinar, y qué cantidad de producto se formará a partir de esos
reactivos. Es decir, con el estudio de las relaciones de masa podemos saber qué
cantidad de producto se formará con la cantidad especifica de reactivos.
¿Existen reactivos que determinen el desarrollo de una reacción química?
El reactivo limitante es el reactivo que en una reacción química determina, o limita, la cantidad de producto formado, y provoca una concentración limitante a la anterior. Cuando una ecuación está balanceada, la estequiometría se emplea para saber los moles de un producto obtenidos a partir de un número conocido de moles de un reactivo. La relación de moles entre reactivo y producto se obtiene de la ecuación balanceada.
Generalmente cuando se efectúa una reacción química los reactivos no se encuentran en cantidades estequiométricamente exactas, es decir, en las proporciones que indica su ecuación balanceada. En consecuencia, algunos reactivos se consumen totalmente, mientras que otros son recuperados al finalizar la reacción. El reactivo que se consume en primer lugar es llamado reactivo limitante, ya que la cantidad de éste determina la cantidad total de producto formado. Cuando este reactivo se consume, la reacción se detiene. El o los reactivos que no se consumen parcialmente son los reactivos en exceso.
¿Cómo puede contribuir la Química a establecer un equilibrio entre los
aspectos económicos y ambientales?
Tanto la atmósfera como la hidrosfera de nuestro planeta hacen posible la
vida. El manejo de este entorno con el objetivo de mantener y reforzar la
calidad de vida, es una de las preocupaciones más importante de nuestro tiempo.
Es evidente que se requieren reformas drásticas y normas mucho más estrictas si
queremos conservar la calidad de vida en el mundo. Como ciudadanos debemos
participar en la instauración de leyes y reglamentos que tengan un impacto
sobre nuestra salud, así como sobre la seguridad económica de nuestro país. Aun
nuestras decisiones más sencillas como consumidores, requieren que valoremos
los costos y los beneficios de nuestras acciones. Desafortunadamente, los
impactos ambientales de nuestras decisiones no son evidentes en muchas
ocasiones.
Cuánto mejor comprendamos los principios químicos que fundamentan las leyes
fundamentan las leyes ambientales, mayores serán las oportunidades de formar
juicios sólidos sobre temas económicos y políticos que afectan a nuestro
entorno.
Conclusión
La
contaminación se ha desarrollado gracias a la mano y la poca conciencia humana
que se tuvo al generar grandes máquinas en la revolución industrial. De esa
época a nuestros tiempos la contaminación ha llegado a límites extremos que
hacen que una cierta población se limite en salir para respirar aire puro. Un
ejemplo de ello son las ciudades más importantes de China y Estados Unidos y
por supuesto la capital de la República Mexicana. Actualmente en México los
laboratorios clandestinos están siendo desmantelados con el entierro de
sustancias tóxicas.
Tenemos que
cuidar un poco más al medio ambiente (lo que son las materias primas), porque
por el tenemos muchísimas cosas, como comida, agua, el oxigeno, ya que este nos
lo brinda los árboles y plantas, y si seguimos con la deforestación, no
podremos respirar un aire limpio, sin contaminantes y sin que nos cause daño a
la salud.
La
contaminación atmosférica es un gran peligro para el mundo entero ya que afecta
y disminuye la calidad de “aire “ ya que aparte de que contribuye este con el
efecto invernadero, este a su vez nos afecta ya que de una u otra manera
contamina y afecta en todo momento ya que en el aire se encuentran
presentes varias sustancias nocivas que
nos afectan a los seres vivos , animales y a la vegetación, además de que nos
traen varias consecuencias como problemas a la salud, manifestándose de
diferentes formas en nuestro organismo, como la irritación de los ojos, daño en
las vías respiratorias, etc.
Por lo tanto
son de gran y suma importancia tener un control de las fuentes de contaminantes
atmosféricos, para que este a su vez disminuya la contaminación del aire y así
disminuir daños a la salud en los seres
humanos
Existen
diversos modos de evitar la contaminación:
* Uso de combustibles adecuados
* Mantener los vehículos motorizados en buenas
condiciones.
* No quemar hojas o basuras, Etc.
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