Contaminantes Atmosféricos, Smog y Ozono: Impacto en Salud y Clima

Tipos de Contaminantes Atmosféricos y Fenómenos Climáticos

1. Clasificación de Contaminantes Atmosféricos

1.1. Por su Origen

• Bióticos o Biológicos: Constituidos por materia viva.
• Abióticos: Formados por materia inanimada. Estos se diferencian a su vez en:
  • Físicos: Incluyen la contaminación acústica (ruido y vibraciones), radioactiva (radionucleidos, radón (Rn)) y radiación electromagnética.
  • Químicos o de Naturaleza Química: Existen tantos contaminantes como especies químicas; suelen agruparse por familias o identificarse por grupos funcionales, tales como:
    • Compuestos de azufre (S)
    • Compuestos de nitrógeno (N)
    • Compuestos de carbono (C)
    • Compuestos halogenados
    • Sustancias tóxicas
    • Compuestos radioactivos

1.2. Por su Formación

• Contaminantes Primarios: Sustancias vertidas directamente a la atmósfera desde fuentes puntuales, por ejemplo: plomo (Pb), monóxido de carbono (CO), óxidos de azufre (SO_x), óxidos de nitrógeno (NO_x) e hidrocarburos (HC).
• Contaminantes Secundarios: Sustancias que no son vertidas directamente a la atmósfera, sino que se forman a partir de reacciones químicas entre contaminantes primarios. Ejemplos incluyen: ozono (O₃), peroxiacetil-nitrato (PAN), hidrocarburos (HC), sulfatos (SO₄), nitratos (NO₃) y ácido sulfúrico (H₂SO₄).

2. Contaminación Fotoquímica o Smog

La contaminación fotoquímica, comúnmente conocida como smog, es un fenómeno atmosférico complejo que resulta de la interacción de contaminantes primarios con la luz solar.

2.1. Oxidantes Atmosféricos Clave en el Smog

Los oxidantes atmosféricos más importantes que contribuyen a la formación del smog son:

• Ozono (O₃)
• Dióxido de nitrógeno (NO₂)
• Peróxido de hidrógeno (H₂O₂)
• Nitrato de peroxiacetilo (PAN)

2.2. Formación de Contaminantes Fotoquímicos

El proceso de formación de contaminantes fotoquímicos implica varias etapas:

• Formación del ozono por desplazamiento.
• Formación de radicales libres activos.
• Formación de productos finales.

2.3. Factores que Favorecen la Formación de Oxidantes

La formación de oxidantes se ve favorecida por condiciones atmosféricas específicas:

• Situaciones estacionarias de altas presiones.
• Vientos débiles que dificultan la dispersión de los contaminantes primarios.
• Humedad relativa baja.
• Fuerte irradiación solar, principalmente en las horas del mediodía.

3. Fenómenos Climáticos y Atmosféricos Relevantes

3.1. Efecto Invernadero Natural

El efecto invernadero natural es un proceso esencial para mantener la temperatura de la Tierra habitable. Los principales responsables de este efecto son el dióxido de carbono (CO₂), que contribuye en aproximadamente una cuarta parte, y el vapor de agua (H₂O), que representa alrededor de dos tercios.

En este proceso:

• Aproximadamente el 50% de la radiación solar que llega a la Tierra alcanza la superficie terrestre y es absorbida por ella.
• Un 20% de la luz entrante es absorbida por gases atmosféricos: la radiación ultravioleta por el ozono estratosférico (O₃) y el oxígeno diatómico (O₂), y la radiación infrarroja por el CO₂, el H₂O y las gotas de agua en el aire.
• El 30% restante se refleja en las nubes, la nieve y otras superficies.

3.2. Evolución de los Gases Responsables del Efecto Invernadero

El dióxido de carbono (CO₂) es el principal responsable del efecto invernadero antropogénico, y su concentración ha aumentado de manera significativa desde la Revolución Industrial. El CO₂ representa más del 60% del efecto invernadero adicional acumulado desde la industrialización. Las emisiones son principalmente de origen antropogénico, derivadas de la quema de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo.

Otras concentraciones de gases de efecto invernadero que también han aumentado incluyen:

• Metano (CH₄)
• Óxido nitroso (N₂O)
• Halocarbonos y halones

3.3. Destrucción del Ozono Estratosférico por CFCs y Otras Sustancias

El agotamiento del ozono estratosférico es causado por diversas sustancias químicas conocidas como Sustancias Agotadoras de Ozono (SAO). Entre las más destacadas se encuentran:

• Clorofluorocarbonos (CFCs)
• Hidroclorofluorocarbonos (HCFCs)
• Halones
• Tetracloruro de carbono (CCl₄)
• Metilcloroformo (H₃CCCl₃)
• Bromuro de metilo (CH₃Br)

Otros compuestos que contribuyen a este fenómeno son los óxidos de nitrógeno (NO_x) y el dióxido de azufre (SO₂) procedentes, por ejemplo, de las emisiones de aviones. También deben considerarse otros compuestos no halocarbonados.