Contaminación Atmosférica: Origen, Dispersión y Efectos en la Salud y el Ambiente

Contaminación Atmosférica y sus Efectos

1. Definición de Contaminación Atmosférica

La contaminación atmosférica se define como:

“La presencia en el aire de materias, sustancias o formas de energía que impliquen molestia grave, riesgo o daño para la seguridad o la salud de las personas, el medio ambiente o demás bienes de cualquier naturaleza.”

Fuentes de Contaminación

Las fuentes de contaminación pueden ser puntuales o difusas.

2. Tipos de Contaminación Química

Contaminantes Primarios

Son aquellos que proceden directamente de las fuentes de emisión y son, en su mayoría, hidrocarburos: CO, SOx y HO.

Contaminantes Secundarios

Son los originados por la interacción entre dos o más contaminantes primarios o por sus reacciones con constituyentes normales de la atmósfera, como el H2SO4 y el HNO3.

3. Factores que Influyen en la Dispersión de los Contaminantes

3.1. Características de la Emisión

La dispersión se favorece cuando:

• Mayor facilidad de dispersión para gases que para partículas.
• Menor concentración.
• Temperatura de emisión > temperatura ambiente.
• Mayor velocidad de salida.
• Mayor altura del foco emisor.

3.2. Condiciones Atmosféricas

• Las situaciones anticiclónicas dificultan la dispersión y las borrascas la favorecen.
• Las capas de inversión térmica “atrapan” la contaminación.
• Los vientos favorecen la dispersión (excepto turbulencias).
• Las precipitaciones “lavan” la atmósfera.
• La insolación favorece las reacciones químicas de conversión en contaminantes secundarios más agresivos (oxidantes fotoquímicos).

3.3. Características Geográficas y Topográficas

Zonas Costeras

Sistemas de brisas marinas que durante el día desplazan la contaminación hacia el interior (si hay una montaña, la contaminación queda atrapada) y de noche hacia el mar (favoreciendo la dispersión).

Zonas de Montaña

De día se generan las llamadas brisas de ladera (corriente cálida ascendente), pero de noche se genera la brisa de valle (corriente fría descendente) que origina una situación de inversión térmica (bolsa de aire frío en el fondo del valle) que no desaparecerá hasta muy entrada la mañana siguiente. Esta situación es muy frecuente en valles cerrados con poca circulación de aire y noches despejadas de invierno, con viento en calma, cuando el suelo se enfría rápidamente (situación anticiclónica).

4. Impacto de los Núcleos Urbanos: La Cúpula de Contaminación Urbana

La presencia de núcleos urbanos influye significativamente en la dispersión de contaminantes:

• Los edificios frenan la velocidad del viento y crean turbulencias que atrapan la contaminación.
• Aparece el efecto Isla de Calor Urbana.

El Efecto Isla de Calor Urbana

Se define como el aumento de la temperatura local (de 3 a 5ºC) respecto a la periferia. Sus causas principales son:

• Menor velocidad del viento.
• Motores de vehículos y combustiones (calefacciones).
• Electrodomésticos y aires acondicionados.
• Materiales de construcción (asfalto, hormigón y cemento retienen calor).

Consecuencias del Efecto Isla de Calor

Las consecuencias de este efecto incluyen:

• Mayor nubosidad y precipitaciones más violentas por convección.
• Aparición de una circulación cerrada de brisas urbanas, donde el aire caliente de la zona centro asciende creando una baja presión que hace circular el aire frío de la periferia hacia el interior.

Esta circulación dificulta la dispersión de los contaminantes y favorece su concentración en la denominada cúpula de contaminantes urbanos. Este efecto se ve favorecido por situaciones anticiclónicas y se disipa frente a fuertes vientos o precipitaciones.

5. Efectos Locales: Formación del Smog Fotoquímico

Condiciones para la Formación del Smog Fotoquímico

1. Se produce en ciudades con mucha industria y alta densidad de tráfico, ya que los contaminantes primarios son NOx e hidrocarburos (COV), procedentes fundamentalmente de la combustión de derivados del petróleo.
2. En condiciones de alta temperatura, baja humedad y calma atmosférica, la fuerte insolación hace reaccionar estos contaminantes, dando lugar a contaminantes secundarios muy agresivos, conocidos como oxidantes fotoquímicos:
   • Ozono Troposférico (O3)
   • PAN (Peroxiacetil Nitrato)
   • Radicales Aldehído

Efectos del Smog Fotoquímico

Los efectos incluyen:

• Afecciones respiratorias (asma, alergias).
• Dolores de cabeza.
• Irritación ocular.
• Decoloración de hojas en la vegetación.

6. Acción Destructiva del Cloro sobre el Ozono Estratosférico

1. Fotólisis del CFC (Clorofluorocarbono)

CFCl3 + Rad. UV → CFCl2 + Cl·

2. Ciclo de Destrucción del Ozono (O3)

El átomo de cloro (Cl·) liberado actúa como catalizador en la destrucción del ozono:

Cl· + O3 → ClO + O2

ClO + O → Cl· + O2

Reacción Neta: O3 + O → 2O2

El radical cloro (Cl·) queda libre para volver a reaccionar. Cada átomo de cloro puede destruir hasta 100.000 moléculas de O3 antes de desaparecer.

7. Papel de los NOx en la Destrucción del Ozono

Los NOx actúan como catalizadores en la destrucción del ozono (O3), y al no consumirse, la reacción podría repetirse indefinidamente. Sin embargo, este proceso es limitado, ya que el NO2 es muy reactivo y desaparece rápidamente por reacción con otros compuestos.

Ejemplo: NO2 + OH· → HNO3