Aire
El aire es uno de los factores determinantes de la vida en la Tierra y todos los organismos vivos dependemos de esta mezcla de gases. En el caso de los seres humanos para obtener oxígeno nuestros pulmones filtran alrededor de 15 kg de aire atmosférico cada día.
A lo largo de la historia el hombre ha arrojado materiales que pueden considerarse como contaminantes atmosféricos (humo, vapores y partículas), sin embargo, es a partir del desarrollo industrial que esta acción adquiere proporciones considerables, no sólo por la cantidad de contaminantes que llegan al aire, sino por su naturaleza y calidad.
A lo largo de la historia el hombre ha arrojado materiales que pueden considerarse como contaminantes atmosféricos (humo, vapores y partículas), sin embargo, es a partir del desarrollo industrial que esta acción adquiere proporciones considerables, no sólo por la cantidad de contaminantes que llegan al aire, sino por su naturaleza y calidad.
La atmósfera
La atmósfera es una capa de gases, de aproximadamente 2,000 km de espesor, más densa en la parte inferior y gradualmente más ligera en la parte superior, que se mantiene alrededor nuestro planeta debido a la fuerza de gravedad.
Es gracias a la presencia de la atmósfera que es posible la vida, pues contiene gases que los diversos organismos requieren para sus funciones vitales, forma parte importante en el ciclo hidrológico, sirve como un filtro que protege a los organismos de ciertas radiaciones solares, distribuye el calor emitido por el Sol sobre toda la superficie de la Tierra, e impide que cuerpos provenientes del espacio caigan a la superficie terrestre pues casi siempre se volatilizan por la fricción al entrar en contacto con los gases y partículas de la atmósfera.
Entre los componentes de la atmósfera los más importantes son:
Además, la atmósfera contiene otros gases como metano, hidrógeno, monóxido de carbono, amoniaco, óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre, gases nobles y el ozono que sirve como un filtro capaz de obstaculizar el paso de casi 90% de los rayos ultravioletas provenientes del Sol.
La composición actual de la atmósfera es producto de la actividad fotosintética de las plantas y de otros organismos que durante millones de años han absorbido el CO2 del aire y lo han transformado en oxígeno (O2) que, a su vez, se transformó en ozono (O3).
Es gracias a la presencia de la atmósfera que es posible la vida, pues contiene gases que los diversos organismos requieren para sus funciones vitales, forma parte importante en el ciclo hidrológico, sirve como un filtro que protege a los organismos de ciertas radiaciones solares, distribuye el calor emitido por el Sol sobre toda la superficie de la Tierra, e impide que cuerpos provenientes del espacio caigan a la superficie terrestre pues casi siempre se volatilizan por la fricción al entrar en contacto con los gases y partículas de la atmósfera.
Entre los componentes de la atmósfera los más importantes son:
- el oxígeno, necesario para el metabolismo de los seres vivos;
- el nitrógeno, a partir del cual se forman los compuestos esenciales para el crecimiento de las plantas;
- el dióxido de carbono para la fotosíntesis de las plantas; y
- el vapor de agua.
Además, la atmósfera contiene otros gases como metano, hidrógeno, monóxido de carbono, amoniaco, óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre, gases nobles y el ozono que sirve como un filtro capaz de obstaculizar el paso de casi 90% de los rayos ultravioletas provenientes del Sol.
La composición actual de la atmósfera es producto de la actividad fotosintética de las plantas y de otros organismos que durante millones de años han absorbido el CO2 del aire y lo han transformado en oxígeno (O2) que, a su vez, se transformó en ozono (O3).
Calidad del aire
Llamamos aire a la mezcla gaseosa que forma la atmósfera y su calidad depende de que conserve las cualidades que hacen posible la vida en la Tierra.
Actualmente existen evidencias de que la calidad del aire ha sido afectada y que esto puede poner en riesgo el equilibrio de los ecosistemas.
La respiración de los animales y sobre todo la quema de combustibles fósiles (para producir energía eléctrica o para mover el transporte y, la industria) han aumentado enormemente el consumo de oxígeno (O2) y la liberación de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera, lo que tiene una relación directa con el efecto invernadero.
Por otra parte, se ha reducido la transformación de CO2 en oxígeno por el proceso de fotosíntesis debido a la disminución de la cobertura vegetal del planeta, ya que grandes masas de vegetación han sido eliminadas para dar un uso diferente al territorio o para aprovechar los recursos forestales, sin cuidar la capacidad de regeneración de los bosques y selvas.
La calidad del aire también se ha afectado porque la actividad humana libera a la atmósfera otros gases y partículas contaminantes que alteran su composición y que además pueden contaminar el agua al precipitarse con la lluvia.
Actualmente existen evidencias de que la calidad del aire ha sido afectada y que esto puede poner en riesgo el equilibrio de los ecosistemas.
La respiración de los animales y sobre todo la quema de combustibles fósiles (para producir energía eléctrica o para mover el transporte y, la industria) han aumentado enormemente el consumo de oxígeno (O2) y la liberación de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera, lo que tiene una relación directa con el efecto invernadero.
Por otra parte, se ha reducido la transformación de CO2 en oxígeno por el proceso de fotosíntesis debido a la disminución de la cobertura vegetal del planeta, ya que grandes masas de vegetación han sido eliminadas para dar un uso diferente al territorio o para aprovechar los recursos forestales, sin cuidar la capacidad de regeneración de los bosques y selvas.
La calidad del aire también se ha afectado porque la actividad humana libera a la atmósfera otros gases y partículas contaminantes que alteran su composición y que además pueden contaminar el agua al precipitarse con la lluvia.
Contaminación del aire
Se llama contaminación atmosférica a la acumulación en el aire de sustancias que pueden causar daños provisionales o permanentes a los seres vivos o a los bienes.
Es claro que la posibilidad de que un contaminante atmosférico cause daño depende de su concentración, así que para enfrentar el problema de la contaminación atmosférica importa no sólo identificar cuáles sustancias vertidas en la atmósfera son potencialmente dañinas y cuáles son los procesos que las generan, sino también saber en qué concentración pueden ser nocivas.
Una manera de clasificar los contaminantes atmosféricos es según el proceso que los genera:
Es claro que la posibilidad de que un contaminante atmosférico cause daño depende de su concentración, así que para enfrentar el problema de la contaminación atmosférica importa no sólo identificar cuáles sustancias vertidas en la atmósfera son potencialmente dañinas y cuáles son los procesos que las generan, sino también saber en qué concentración pueden ser nocivas.
Una manera de clasificar los contaminantes atmosféricos es según el proceso que los genera:
- Contaminantes primarios. Los que son vertidos directamente a la atmósfera por las fuentes emisoras. Los principales son el monóxido de carbono (CO), el bióxido de azufre (SO2), los óxidos de nitrógeno (NOx), los hidrocarburos, el ozono (03) y las partículas.
- Contaminantes secundarios. Aquellos que se producen a partir de reacciones químicas o fotoquímicas sobre los contaminantes primarios. Los más importantes son la lluvia ácida, el smog fotoquímico, y los óxidos de nitrógeno y los clorofluorcarbonos que son la causa del adelgazamiento de la capa de ozono.
Esmog
En las grandes ciudades no es extraño ver el cielo cubierto por aire denso y gris. Se trata del esmog, que es una mezcla química de humo y niebla, que es extremadamente desagradable y nocivo para la salud.
La palabra esmog, proviene del inglés smog (smoke = humo y fog = niebla), y fue utilizada por primera vez a principios del siglo XX por H. A. Des Voeux.
El smog es un tipo de polución atmosférica con concentraciones de óxidos de azufre y de nitrógeno, hidrocarburos y millones de partículas de plomo, manganeso, cobre, níquel, cinc y carbón. Todas estas sustancias tienen origen en las chimeneas de las industrias, los humos de las calefacciones, y sobre todo en las emisiones de miles de vehículos que usan combustibles derivados del petróleo. Existen dos tipos de smog: el clásico o sulfuroso y el fotoquímico.
El smog sulfuroso se forma cómo consecuencia del estancamiento de partículas sólidas y bióxido de azufre que producen las combustiones en la atmósfera.
En cambio, el smog fotoquímico, se origina al interaccionar la luz solar con los óxidos de nitrógeno, apareciendo generalmente durante las grandes olas de calor del verano. Cuando estos gases, que proceden en su mayoría de la combustión de la gasolina en los autos, quedan libres en la atmósfera, se combinan con los rastros de hidrocarburos atmosféricos, transformándose por acción de los rayos ultravioleta en una mezcla muy tóxica de poderosos oxidantes.
El smog, además de reducir la visibilidad y dañar las plantas, los gases y partículas que lo componen provocan en las personas irritación ocular y de la garganta, tos, fatiga, anemia y sobrecarga en las vías respiratorias.
La palabra esmog, proviene del inglés smog (smoke = humo y fog = niebla), y fue utilizada por primera vez a principios del siglo XX por H. A. Des Voeux.
El smog es un tipo de polución atmosférica con concentraciones de óxidos de azufre y de nitrógeno, hidrocarburos y millones de partículas de plomo, manganeso, cobre, níquel, cinc y carbón. Todas estas sustancias tienen origen en las chimeneas de las industrias, los humos de las calefacciones, y sobre todo en las emisiones de miles de vehículos que usan combustibles derivados del petróleo. Existen dos tipos de smog: el clásico o sulfuroso y el fotoquímico.
El smog sulfuroso se forma cómo consecuencia del estancamiento de partículas sólidas y bióxido de azufre que producen las combustiones en la atmósfera.
En cambio, el smog fotoquímico, se origina al interaccionar la luz solar con los óxidos de nitrógeno, apareciendo generalmente durante las grandes olas de calor del verano. Cuando estos gases, que proceden en su mayoría de la combustión de la gasolina en los autos, quedan libres en la atmósfera, se combinan con los rastros de hidrocarburos atmosféricos, transformándose por acción de los rayos ultravioleta en una mezcla muy tóxica de poderosos oxidantes.
El smog, además de reducir la visibilidad y dañar las plantas, los gases y partículas que lo componen provocan en las personas irritación ocular y de la garganta, tos, fatiga, anemia y sobrecarga en las vías respiratorias.
Inversión térmica
El fenómeno de inversión térmica se presenta cuando en las noches despejadas el suelo ha perdido calor por radiación, entonces las capas de aire cercanas más bajas se enfrían más rápido que las capas superiores y se genere un gradiente positivo de temperatura con la altitud (al contrario de lo que sucede normalmente, pues la temperatura de la troposfera disminuye con la altitud).
Esto provoca que la capa de aire caliente quede atrapada entre las dos capas de aire frío sin poder circular, ya que prácticamente no hay convección térmica, ni fenómenos de transporte y difusión de gases y esto hace que disminuya la velocidad de mezclado vertical entre la región que hay entre las dos capas frías de aire.
Este fenómeno se presenta normalmente en las mañanas frías sobre los valles de escasa circulación de aire en todos los ecosistemas terrestres. También se presenta este fenómeno 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.
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.
Generalmente, la inversión térmica se termina (rompe) cuando se calienta el suelo y vuelve a emitir calor lo cual restablece la circulación normal en la troposfera.
Esto provoca que la capa de aire caliente quede atrapada entre las dos capas de aire frío sin poder circular, ya que prácticamente no hay convección térmica, ni fenómenos de transporte y difusión de gases y esto hace que disminuya la velocidad de mezclado vertical entre la región que hay entre las dos capas frías de aire.
Este fenómeno se presenta normalmente en las mañanas frías sobre los valles de escasa circulación de aire en todos los ecosistemas terrestres. También se presenta este fenómeno 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.
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.
Generalmente, la inversión térmica se termina (rompe) cuando se calienta el suelo y vuelve a emitir calor lo cual restablece la circulación normal en la troposfera.
Efectos en la salud
Entre los diversos efectos nocivos de los contaminantes atmosféricos sobre la salud humana cabe mencionar que:
- el monóxido de carbono reduce la capacidad de la sangre de transportar oxígeno;
- los óxidos de azufre y de nitrógeno y las partículas aumentan la incidencia de afecciones de las vías respiratorias y cardiacas;
- los oxidantes fotoquímicos producen irritación de los ojos y mucosas;
- el plomo en la sangre afecta la inteligencia de los niños;
- otras sustancias como el cadmio, amianto, el cloruro de vinilo, los compuestos orgánicos halogenados y el benzeno pueden ser causa de modificaciones genéticas o de procesos cancerígenos.
El aire en México
La dinámica de la contaminación atmosférica en México es un problema generalizado en las grandes zonas metropolitanas del país y que tiende a incrementarse en otras zonas, como las ciudades medias, debido a:
- El actual crecimiento demográfico.
- Las concentraciones industriales.
- El incremento de los parques vehiculares.
- El elevado consumo de combustibles.
- Los patrones inadecuados de movilidad urbana.
Control de la calidad del aire en México
Las principales actividades que se desarrollan para el control de la calidad del aire son:
Para cada uno de estos contaminantes se cuenta con un estándar o norma de calidad del aire. Las normas de calidad del aire establecen las concentraciones máximas de contaminantes en el ambiente que no debieran sobrepasarse más de una vez por año, para que pueda garantizarse que se protege adecuadamente la salud de la población, inclusive la de los grupos más susceptibles como los niños, los ancianos y las personas con enfermedades respiratorias crónicas, entre otros.
Los niveles o concentraciones de los contaminantes en el aire se expresan en unidades como: partes por millón (ppm), partes por billón (ppb), o microgramos por metro cúbico. Dado que estos términos son poco familiares para la mayoría de la población, en México al igual que en otros países, se han desarrollado índices de contaminación que son entendidos más fácilmente.
En nuestro país se usa el Índice Metropolitano de la Calidad del Aire (IMECA), según el cual la concentración que señala la Norma de Calidad del Aire para cada contaminante le corresponde a 100 puntos IMECA. Por tanto, la gente sabe que cuando el ozono o las partículas o algún otro contaminante rebasa los 100 puntos IMECA, es que se ha rebasado la norma correspondiente, y la calidad del aire se considera como no satisfactoria. Por arriba de los 200 puntos es mala.
Tras reconocer que existen problemas de contaminación, el gobierno ha puesto en marcha programas para mejorar la calidad del Aire (Proaires) en las zonas metropolitanas de México, Guadalajara, Toluca, Ciudad Juárez, Mexicali y Tijuana.
Se estima que existen otras diez ciudades que presentan en diferente grado problemas de calidad del aire y por tanto requieren de atención. En algunas de éstas las autoridades locales ya realizan esfuerzos para el monitoreo de la calidad del aire y la elaboración del inventario de emisiones.
Con base en la información hoy disponible, se considera poco probable que en el mediano plazo se incremente el número de ciudades con problemas severos de calidad del aire debido a:
- El monitoreo atmosférico.
- Los inventarios de emisiones.
- La adecuación de las normas oficiales mexicanas.
- La elaboración de los programas para el mejoramiento de la calidad del aire (Proaires),
Para cada uno de estos contaminantes se cuenta con un estándar o norma de calidad del aire. Las normas de calidad del aire establecen las concentraciones máximas de contaminantes en el ambiente que no debieran sobrepasarse más de una vez por año, para que pueda garantizarse que se protege adecuadamente la salud de la población, inclusive la de los grupos más susceptibles como los niños, los ancianos y las personas con enfermedades respiratorias crónicas, entre otros.
Los niveles o concentraciones de los contaminantes en el aire se expresan en unidades como: partes por millón (ppm), partes por billón (ppb), o microgramos por metro cúbico. Dado que estos términos son poco familiares para la mayoría de la población, en México al igual que en otros países, se han desarrollado índices de contaminación que son entendidos más fácilmente.
En nuestro país se usa el Índice Metropolitano de la Calidad del Aire (IMECA), según el cual la concentración que señala la Norma de Calidad del Aire para cada contaminante le corresponde a 100 puntos IMECA. Por tanto, la gente sabe que cuando el ozono o las partículas o algún otro contaminante rebasa los 100 puntos IMECA, es que se ha rebasado la norma correspondiente, y la calidad del aire se considera como no satisfactoria. Por arriba de los 200 puntos es mala.
Tras reconocer que existen problemas de contaminación, el gobierno ha puesto en marcha programas para mejorar la calidad del Aire (Proaires) en las zonas metropolitanas de México, Guadalajara, Toluca, Ciudad Juárez, Mexicali y Tijuana.
Se estima que existen otras diez ciudades que presentan en diferente grado problemas de calidad del aire y por tanto requieren de atención. En algunas de éstas las autoridades locales ya realizan esfuerzos para el monitoreo de la calidad del aire y la elaboración del inventario de emisiones.
Con base en la información hoy disponible, se considera poco probable que en el mediano plazo se incremente el número de ciudades con problemas severos de calidad del aire debido a:
- Las condiciones fisiográficas y meteorológicas tan desfavorables para la dispersión de contaminantes que tiene la Ciudad de México no se presentan con la misma intensidad en otras ciudades.
- Las ciudades pequeñas y medianas incrementarán su parque vehicular con el reclutamiento de autos y camiones que son mucho más limpios que los que conforman hoy la planta vehicular de las grandes áreas metropolitanas.
- La actual normatividad industrial y su correspondiente fiscalización hace más difícil el establecimiento de nuevas industrias altamente contaminantes.
