Contaminació Atmosfèrica i Hídrica: Causes, Impactes i Solucions Tecnològiques

La Contaminació Atmosfèrica

La qualitat de l’aire depèn de la concentració de certes substàncies que, si superen un límit, esdevenen perilloses. Els problemes de l'aire es classifiquen en tres escales segons el seu abast: local, regional i global.

Incidència a Escala Local (Ciutats)

En els centres urbans es produeixen tres fenòmens principals:

El Clima Urbà (Illa de Calor)

A les ciutats es genera un microclima propi. La contaminació i l'activitat humana augmenten la nuvolositat, la humitat i, sobretot, la temperatura respecte a l'entorn rural. Aquest fenomen s'anomena illa de calor.

El Boirum (Smog)

• Smog Industrial: Típic de la contaminació per fàbriques, que es produeix per la combustió de carbó i petroli en aquestes i en centrals tèrmiques.
• Smog Fotoquímic: És el més habitual avui dia a les ciutats. Es produeix quan la llum solar reacciona amb els gasos emesos pels cotxes (òxids de nitrogen). Això crea una mena de boira que conté ozó troposfèric, que és molt perjudicial per a la salut a baixa alçada (provoca problemes respiratoris).

La Contaminació Acústica

Fa referència al soroll excessiu provocat per l'activitat humana (trànsit, obres, oci). Es mesura en decibels (dB).

L'OMS estableix el límit de tolerància en 65 dB, encara que recomana no superar els 45 dB de dia i els 40 dB de nit. Superar aquests límits provoca estrès, insomni, pèrdua de concentració i danys auditius irreversibles.

Incidència a Escala Regional: La Pluja Àcida

El problema principal que afecta regions senceres (i no només una ciutat) és la pluja àcida.

Origen i Formació

Es produeix principalment per la crema de combustibles fòssils (carbó i petroli) en centrals tèrmiques i indústries. Aquesta combustió emet gasos com el diòxid de sofre ($ ext{SO}_2$) i òxids de nitrogen ($ ext{NO}_x$). Aquests gasos pugen a l'atmosfera, on reaccionen amb l'oxigen i la llum solar transformant-se en àcid sulfúric i àcid nítric. Aquests àcids es dissolen en les gotes d'aigua dels núvols.

Precipitació

Quan plou (o neva/cau boira), aquesta aigua acidificada cau sobre la terra.

El Problema de les Xemeneies Altes

Per evitar la contaminació local (smog) a les ciutats, es va optar per construir xemeneies gegants (fins a 180 metres d'alçada). Això va llançar els contaminants a capes més altes de l'atmosfera, fent que el vent els transportés molt lluny (fins a 2.000 km de distància). Així, la contaminació generada en un país pot acabar caient en forma de pluja àcida en boscos i llacs d'un altre país veí, provocant greus danys ecològics.

Incidència a Escala Global: El Forat de la Capa d'Ozó

Afecta a tot el planeta i posa en perill la vida tal com la coneixem.

L'Ozó ($ ext{O}_3$)

L'ozó ($ ext{O}_3$) és un gas que es troba a l'estratosfera (entre 15 i 50 km d'alçada). La seva funció és vital: actua com un filtre que absorbeix la major part dels raigs ultraviolats (UV) del sol, que són nocius per als éssers vius.

El Forat

A la dècada de 1980 es va descobrir un aprimament greu d'aquesta capa sobre l'Antàrtida.

Causes (Els CFC)

El principal culpable són els Clorofluorocarbonis (CFC). Aquests gasos s'utilitzaven massivament en esprais (aerosols), sistemes de refrigeració (neveres, aires condicionats) i escumes aïllants. Els CFC són molt estables, pugen fins a l'estratosfera i allà, amb el fred intens i la llum, alliberen àtoms de clor. Un sol àtom de clor pot destruir milers de molècules d'ozó.

Conseqüències

Sense aquest filtre, arriba més radiació UV a la Terra, causant:

• Augment del càncer de pell i cataractes oculars en humans.
• Danys al sistema immunitari.
• Afectació a la fotosíntesi de les plantes i al fitoplàncton marí (base de la cadena alimentària).

Solució

El Protocol de Montreal (1987) va prohibir l'ús de CFC a nivell mundial. Gràcies a això, s'espera que la capa es recuperi totalment entre els anys 2040 i 2080.

L'Efecte Hivernacle i el Canvi Climàtic

Causes

L'augment massiu de gasos com el $ ext{CO}_2$ (diòxid de carboni), el metà i els òxids de nitrogen degut a la crema de combustibles fòssils des de la Revolució Industrial. Aquests gasos retenen la calor del sol i no la deixen sortir.

Previsions

Es calcula que l'any 2075 la temperatura global pujarà entre 1,5ºC i 4,5ºC.

Conseqüències Ecològiques de l'Efecte Hivernacle

• Increment de les precipitacions (més violentes) o intensificació de les sequeres, depenent de les zones del món.
• Augmentarà l'evaporació de l’aigua.
• Disminuiran les precipitacions de neu.
• Es fondrà el gel en les glaceres i els pols.
• Augmentarà el nivell de l’aigua del mar per la fusió del gel.
• S'inundaran algunes zones de la terra (illes, costes).
• Es produiran extincions i canvis en la distribució d’espècies.
• Augmentarà la incidència de les malalties tropicals.

Projectes Tecnològics de Mitigació: La Captura de $ ext{CO}_2$

Atès que els boscos no poden absorbir-ho tot, l'objectiu és reduir els gasos un 50% pel 2050 mitjançant la tecnologia. S'estudien tres projectes clau:

L'Enterrament de $ ext{CO}_2$

La idea principal és enterrar el gas sota terra, on el $ ext{CO}_2$ ja es troba de manera natural.

Procediment: S'injecta el $ ext{CO}_2$ en forma líquida a pressió en el subsòl (entre 800 i 1.200 metres de profunditat). Terrenys ideals: Els llocs més adequats són els terrenys salins que contenen aigua molt salada (sense utilitat per al consum humà). El gas omple els porus de les roques i acaba quedant fixat químicament.

La Peridotita: La Roca que Mineralitza el Gas

S'investiga l'ús de la peridotita, una roca abundant en llocs com el desert d'Oman, Grècia o Croàcia.

Funció: Aquesta roca reacciona amb el $ ext{CO}_2$ per formar pedra calcària o marbre. Capacitat: Pot absorbir entre 4.000 i 30.000 milions de tones anuals (aproximadament 1/8 part de les emissions globals).

Avantatge: Tot i que és una reacció natural al subsòl, la injecció directa del gas pot accelerar el procés un milió de vegades, sent un mètode barat i permanent.

Arbres Artificials

Són estructures metàl·liques de 14 metres d'alçada i 12 tones que funcionen com a grans purificadors d'aire.

Eficiència: Un sol arbre artificial absorbiria 90.000 tones de $ ext{CO}_2$ a l'any, l'equivalent a 90 eucaliptus (l'arbre que més absorbeix). El repte: Per a un país com Espanya, es necessitarien uns 100.000 arbres artificials per tenir un impacte real, però el seu cost actual és extremadament elevat.

La Contaminació i els Problemes de la Hidrosfera

L'aigua és un recurs escàs i vital. Tot i que té una capacitat natural d'autodepuració, quan els abocaments són excessius, aquesta capacitat se supera i es produeix la contaminació.

Aigües Superficials (Rius i Llacs)

Són les més afectades perquè reben directament els residus.

Fonts de Contaminació

• Urbana: Aigües residuals de les clavegueres (matèria orgànica, detergents).
• Industrial: Abocaments de metalls pesants i productes tòxics, molt perillosos.
• Agrària: Ús massiu de fertilitzants i pesticides que la pluja arrossega cap als rius.

L'Eutrofització

És un problema greu provocat per l'excés de nutrients (fosfats i nitrats dels adobs i detergents). Aquests nutrients fan que les algues creixin descontroladament a la superfície. Aquestes algues tapen la llum i, quan moren i es descomponen, consumeixen tot l'oxigen de l'aigua, matant els peixos i la flora del fons.

Situació Actual

Al Tercer Món, molts rius són clavegueres a cel obert i estan biològicament morts. Als països desenvolupats s'ha millorat molt gràcies a les plantes depuradores i a lleis com el "qui contamina, paga". A Catalunya, el Pla de Sanejament ha recuperat molts rius.

Els Aqüífers (Aigües Subterrànies)

Són reserves estratègiques d'aigua dolça (el volum és 100 vegades superior al dels rius), però són molt vulnerables.

Sobreexplotació

Es treu més aigua de la que entra per la pluja. Això fa baixar el nivell freàtic i asseca pous i fonts. A la costa, això provoca la intrusió salina (l'aigua de mar entra al subsòl i "sala" l'aigua dolça, fent-la inutilitzable).

Contaminació

És un problema molt greu perquè, a diferència dels rius, l'aigua subterrània no es renova ràpidament i no té llum ni oxigen per degradar els contaminants. Netejar un aqüífer contaminat és tècnicament molt difícil i extremadament car.

La Contaminació Marina

Els oceans són el destí final de gran part de la contaminació terrestre.

Fonts

Residus urbans i industrials que arriben pels rius, neteja de tancs de petroliers a alta mar i accidents de plataformes petrolíferes (marees negres).

Impacte

Afecta sobretot a les zones litorals (on hi ha més biodiversitat) i als mars tancats com el Mediterrani, que renoven l'aigua molt lentament.

La Contaminació Nuclear i els seus Problemes

L'energia nuclear s'obté per la fissió de l'urani. Tot i ser una font d'energia important a Espanya (amb 8 reactors en funcionament), presenta dos grans riscos:

El Risc d'Accidents i la Seguretat

Per evitar fugues radioactives, les centrals apliquen el sistema de tres barreres de contenció:

1. Beines: Tubs metàl·lics que segellen les pastilles d'urani.
2. Atuell del Reactor: Recipient d'acer gruixut que tanca el nucli i el refrigerant.
3. Edifici de Contenció: La cúpula de formigó armat (d'1 metre de gruix) i acer que protegeix el reactor d'impactes i explosions.

El Problema dels Residus Radioactius

Són materials perillosos durant milers d'anys que provenen principalment de les centrals (90%) i d'usos mèdics o industrials (10%). Es divideixen en:

• Baixa i Mitjana Activitat: No generen calor i perden la perillositat en uns centenars d'anys. A Espanya es guarden al centre d'El Cabril (Còrdova).
• Alta Activitat: Són el combustible gastat, emeten molta calor i radiació extrema durant mil·lennis.

Gestió dels Residus d'Alta Activitat

Actualment no hi ha una solució definitiva a Espanya. Les opcions són:

• Piscines: Emmagatzematge temporal a les mateixes centrals per refredar el combustible.
• ATC (Magatzem Temporal Centralitzat): Projecte d'un únic magatzem en superfície per a 60 anys (actualment paralitzat).
• AGP (Emmagatzematge Geològic Profund): La solució final que consisteix a enterrar els residus a gran profunditat en formacions geològiques estables (sal, granit o argila).