Contaminación Atmosférica Pág. 12 tes, produce su dispersión horizontal y determina la zona que va a estar ex- puesta a los mismos. Por lo general, una mayor velocidad del viento reducirá las concentraciones de contaminantes al nivel del suelo, ya que se producirá una mayor dilución y mezcla. No obstante, pueden producirse cir- culaciones cerradas de viento, como en el caso de las brisas del mar y las de valle y montaña, en las que los contaminantes lanzados a la atmósfera se incorporan a la circulación del viento con lo que se produce una acumulación progresiva de contaminantes, que da lugar a un au- mento de la concentración de los mis- mos en las zonas barridas por este tipo de vientos. Efectos similares se produ- cen cuando los vientos fuertes inciden perpendicularmente a las crestas mon- tañosas, a un valle o sobre los edificios altos; en estas condiciones, los efectos aerodinámicos de estos obstáculos pue- den tener consecuencias negativas para la dispersión de contaminantes, acu- mulándolos en determinadas zonas. Transporte convectivo vertical. El principal factor que determina el grado de difusión vertical de contaminantes es la variación vertical de temperaturas en la atmósfera. Podemos determinar la capacidad de difusión vertical de contaminantes comparando la variación vertical de temperaturas de un estrato de aire at- mosférico con el gradiente vertical adia- bático del aire, que corresponde a una variación de -1° C por cada 100 metros de altura. De esta forma se obtienen tres clases diferentes de estabilidad atmosfé- rica en el estrato, según que la variación de la temperatura con la altura sea ma- yor, igual o inferior que la correspon- diente al gradiente vertical adiabático. • Si en la capa de aire la tempe- ratura desciende con la altura bastante menos de un grado cada 100 metros, los movimientos verticales del aire están muy limitados por lo que hay poca o nula dispersión vertical de contaminan- tes. En estas condiciones se dice que la clase de estabilidad atmosférica es del tipo estable. • Cuando la temperatura del es- trato desciende con la altura más de un grado cada 100 metros de altura, la esta- bilidad atmosférica será del tipo inesta- ble y los movimientos verticales del aire están muy favorecidos difundiéndose los contaminantes verticalmente hasta donde alcance la inestabilidad. • Por último, tenemos el caso de la estratificación indiferente o nula, que se da cuando coinciden la variación de temperatura del estrato con la gradiente vertical adiabática. En estas condiciones la dispersión vertical de contaminantes no está limitada. Cuando la temperatura del aire au- menta con la altura, aparece el fenóme- no de la inversión térmica. Este fenóme- no produce una fuerte acción limitadora en la dispersión de contaminantes. La inversión de la temperatura del aire se puede producir como consecuencia del enfriamiento del suelo, por la gran irra- diación de calor que se produce en las noches despejadas. El aire se va enfrian- do progresivamente desde el suelo hacia arriba, produciendo una fuerte estabili- dad atmosférica que impide la difusión vertical de los contaminantes. La inver- sión térmica se forma durante la noche y suele desaparecer progresivamente durante la mañana, cuando la radiación solar calienta de nuevo el suelo y éste a las capas de aire que están en contacto con él. Existen otros tipos de inversiones que, generalmente, se producen a más altura y que actúan como una capa que limita la dispersión de contaminantes en sentido vertical, incrementando no- tablemente las concentraciones de con- taminantes en los estratos de aire que quedan bajo ellos. Estos tipos de inversiones son las llamadas de subsistencia, que tienden a formarse en las áreas anticiclónicas, y las inversiones frontales, producidas por la superposición de una masa de aire cálido sobre una de aire más frío. Este último tipo de inversión suele tener por lo general una permanencia escasa. Un aspecto interesante de la con- taminación atmosférica es el de la mi- crometereología urbana. Las grandes ciudades crean al su alrededor un mi- croclima propio, el efecto «isla urbana de calor», produciendo un penacho térmico que tiene gran incidencia en la capacidad de difusión de los contami- nantes urbanos. A menudo, da lugar a la circulación de vientos locales que ele- van el aire caliente del centro de la ciu- dad, creando una corriente compensada de aire frío de la zona rural circundante que penetra en la zona urbana a niveles bajos. Las grandes ciudades alteran el cli- ma urbano de muchas formas; por lo general la temperatura es superior, hay menos viento, menos precipitaciones en forma de nieve, si bien las precipitacio- nes totales son ligeramente superiores en la ciudad que en las zonas rurales circundantes. La radiación solar, y espe- cialmente los rayos ultravioletas, es más reducida en la ciudad como consecuen- cia del efecto pantalla producido por la contaminación urbana. EFECTOS PRODUCIDOS POR LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA La contaminación atmosférica afec- ta a millones de personas de todo el mundo, especialmente a aquellas que viven en los grandes núcleos urbanos y en áreas fuertemente industrializa- das, con denso tráfico de vehículos. Las emanaciones de polvos y gases corrosi- vos deterioran el medio ambiente dan- do lugar a olores desagradables, pérdida de visibilidad y daños para la salud hu- mana, para los cultivos y otras formas de vegetación y sobre los materiales de construcción. La contaminación atmosférica apa- reció primero como una molestia grave
Universidad Néstor Cáceres Velásquez pero, posteriormente, se ha convertido en una amenaza para la calidad de la vida, ya que una contaminación exce- siva puede poner en peligro la salud y llegar a convertir algunas zonas en lu- gares no aptos para ser normalmente habitados. Los efectos producidos por la con- taminación atmosférica dependen principalmente de la concentración de contaminantes, del tipo de contaminan- tes presentes, de tiempo de exposición y de las fluctuaciones temporales en las concentraciones de contaminantes, así como de la sensibilidad de los recep- tores y los sinergismos entre contami- nantes. Hay que tener muy en cuenta la graduación del efecto a medida que aumentan la concentración y el tiempo de exposición. Efectos de los contaminantes atmos- féricos Efectos sobre la salud humana Las relaciones existentes entre las enfermedades humanas y la exposición a la contaminación no son sencillas ni se conocen con exactitud. No obstante, existen pruebas abundantes de que en general, las concentraciones elevadas de contaminantes en el aire son peligrosas para los seres humanos (y animales). Los efectos que producen sobre la salud se ponen claramente de manifies- to, como se ha observado en Londres, Nueva York y Osaka entre otras ciuda- des, por el aumento de la mortalidad, sobre todo en las personas de edad avanzada o en los individuos más sen- sibles por cualquier razón. Más difíciles de discernir son los efectos que, a largo plazo, pueden producir las exposiciones episódicas a elevadas concentraciones medias y bajas de contaminantes. Se ha comprobado la relación exis- tente entre la contaminación atmos- férica, producida por partículas en suspensión y anhídrido sulfuroso, y la aparición de bronquitis crónica carac- terizada por la producción de flemas, la exacerbación de catarros y dificultades respiratorias tanto en los hombres como en las mujeres adultas. Se ha observado igualmente, que cuando las concentra- ciones tanto de SO2 como de partícu- las en suspensión superan los 500 mi- crogramos/metro cúbico de aire, como promedio de 24 horas, se produce un aumento de la mortalidad en la pobla- ción en general, siendo los grupos más sensibles los individuos con procesos cardíacos o pulmonares. Con prome- dios diarios de 250 microgramos/metro cúbico de SO2 y de humos se ha regis- trado el empeoramiento en los enfer- mos con afecciones pulmonares. Es de destacar que las concentra- ciones de partículas en suspensión y de SO2 que pueden provocar la aparición de efectos sobre la salud, pueden variar de un lugar a otro según cuáles sean las características físicas y químicas de las partículas, y en función de la presencia en el aire de otros contaminantes que puedan producir efectos sinérgicos con aquéllos. La presencia en el aire de elevadas concentraciones de monóxido de carbo- no (CO) representa una amenaza para la salud. El CO inhalado se combina con la hemoglobina de la sangre, dando lugar a la formación de carbooxihemog- lobina, lo que reduce la capacidad de la sangre para el transporte de oxígeno desde los pulmones hasta los tejidos. Se ha comprobado que una satura- ción de carbooxihemoglobina por en- cima del 10% puede provocar efectos sobre la función psicomotora que se manifiesta con síntomas de cansancio, cefaleas y alteraciones de la coordina- ción. Por encima del 5% de saturación se producen cambios funcionales car- díacos y pulmonares y se aumenta el umbral visual. No se han encontrado pruebas que indique efectos significati- vos con una concentración de carbooxi- hemoglobina inferior al 2%. Los óxidos de nitrógeno, NOx, son contaminantes igualmente peligrosos para la salud. La mayor parte de los es- tudios relativos a los efectos de los NOx se han ocupado, sobre todo, del NO2 ya que es el más tóxico. Los efectos produ- cidos por el NO2 sobre los animales y los seres humanos afectan, casi por en- tero, al tracto respiratorio. Se ha obser- vado que una concentración media de 190 microgramos de NO2 por metro cúbico de aire, superada el 40% de los días, aumenta la frecuencia de infeccio- nes de las vías respiratorias en la pobla- ción expuesta. Otros tipos de contaminantes que afectan a la salud humana son los oxi- dantes fotoquímicos. Se han realizado estudios epidemiológicos en la ciu- dad de Los Angeles y no se descubrió ningún aumento de mortalidad como consecuencia de episodios de contami- nación fotoquímica, cuando las concen- traciones de oxidantes variaban entre 0.5 y 0.9 partes por millón. No obstante, se ha observado que los oxidantes foto- químicos tienen efectos nocivos sobre la salud, produciendo irritación de los ojos y mucosas. Los oxidantes fotoquímicos afectan especialmente a las personas con afecciones asmáticas y broncopul- monares, en los que se han observado crisis asmáticas y disminución de la función pulmonar cuando las concen- traciones atmosféricas de oxidantes eran superiores a 500 microgramos por metro cúbico de aire. Los metales tóxicos presentes en el aire representan una amenaza para la salud humana cuando se inhalan en cantidades suficientes, debido a la ten- dencia que presenta el organismo a su acumulación. Por su importancia, des- Pág. 13
Contaminación Atmosférica Pág. 14 tacaremos los efectos producidos por el plomo sobre la salud humana. Los compuestos inorgánicos del plomo atmosférico son absorbidos por los humanos, principalmente a través del sistema respiratorio, alcanzando el torrente sanguíneo aproximadamente el 35% del plomo inhalado por los pul- mones. Una vez incorporado el plomo a la corriente sanguínea, una parte se almacena en los huesos y otra se expul- sa por la orina, en una continua fase de renovación en el organismo. A partir de ciertas cantidades puede producir efectos adversos en el comportamien- to, afectan la inteligencia de los niños y ser causa de anormalidades en los fetos de madres gestantes. Los adultos, por lo general, son menos sensibles que los niños a los efectos del plomo, pero una acumulación excesiva en el organismo puede producir serios e irreversibles da- ños en su sistema nervioso. Otras sustancias tóxicas presentes en el aire tales como el cadmio, amianto, el cloruro de vinilo, el benzo-a-pireno, varios compuestos orgánicos halogena- dos y el benzeno, pueden provocar mo- dificaciones genéticas y malformacio- nes en los fetos, siendo algunos de ellos cancerígenos. Efectos sobre las plantas Las plantas muestran una especial sensibilidad a la mayor parte de los contaminantes del aire, y sufren daños significativos a concentraciones mucho más bajas que las necesarias para causar efectos perjudiciales sobre la salud hu- mana y animal. Es muy difícil establecer valores lí- mites de la contaminación atmosférica a partir de los cuales los efectos negativos se empiezan a manifestar, ya que estos dependen de la constitución de la planta y de la especie de que se trate, es decir, hay una especificidad de respuestas. Por otra parte, los efectos produci- dos por la contaminación atmosférica se pueden manifestar por la alteración de diversos mecanismos vitales de las plantas. Así, las funciones metabólicas y los tejidos vegetales se pueden ver afec- tados como consecuencia de la acción de gases como el anhídrido sulfuroso, el monóxido de carbono y los compuestos de flúor. Los daños causados se mani- fiestan en forma de necrosis foliar en áreas localizadas que presentan un color marrón-rojizo-blanco, de clorosis, ad- quiriendo el tejido una coloración ver- de pálida o amarilla, o por la aparición de manchas puntuales necróticas. Si la acción del contaminante es muy fuerte puede llegar a paralizar el crecimiento de la planta. Entre los distintos contaminantes que se presentan generalmente en el aire ambiente, el SO2 es el que tiene mayor importancia debido a la gran toxicidad que tiene para la vegetación. Los daños producidos por el SO2 a las plantas obedecen a la exposición a altas concentraciones durante periodos cortos; o por la exposición a concentra- ciones relativamente bajas durante lar- gos periodos. Los daños agudos se producen com consecuencia de exposiciones cortas a concentraciones elevadas. Exposiciones medias diarias de 130 microgramos de SO2 por metro cúbico de aire durante el periodo de crecimiento, pueden cau- sar daños en las coníferas más sensibles. Estos daños se caracterizan por la apari- ción de necrosis apicales de color rojo o anaranjado. La exposición a menores concentra- ciones durante tipos de exposición más largos ocasiones lesiones crónicas. Ex- posiciones medias anuales de anhídrido sulfuroso de 50 microgramos por metro cúbico de aire pueden causar daños a especies forestales sensibles. Estas se manifiestan por un gradual amarillea- miento de la hoja que se va extendien- do desde la zona apical a la base de la misma, causada por dificultades en el mecanismo sintetizador de la clorofila. En las plantas dañadas se encuentran grandes cantidades de sulfato en las ho- jas con síntomas crónicos. Las brumas de ácido sulfúrico, cau- sadas por la presencia en el aire de los óxidos de azufre, producen daños en las hojas, caracterizados por la aparición de manchas producidas por las gotas de ácido depositadas sobre las hojas hu- medecidas por el rocío o la niebla. Con- centraciones relativamente bajas de SO2 pueden causar daños importantes en la vegetación sensible, como consecuencia
Universidad Néstor Cáceres Velásquez de la acción sinérgica de este contami- nante con el ozono y los óxidos de nitró- geno, aunque estos se presenten en bajas concentraciones en el aire. El flúor y sus derivados son conta- minantes del aire que se caracterizan por ser tóxicos en general para las plan– tas a muy pequeñas concentraciones. La sensibilidad de las plantas a la acción del flúor varía, como en el caso del SO2, según las especies y las condiciones del medio, siendo especialmente sensibles a este contaminante las viñas y las plan- taciones frutales, especialmente las de frutos con hueso (como el melocotón o durazno). En el medio forestal, las resi- nosas son las especies más sensibles al flúor, ya que al tener hojas perennes y tener el flúor un efecto acumulativo so- bre los tejidos, se va almacenando hasta sobrepasar los umbrales de toxicidad, lo que da lugar a la aparición de necrosis que pueden llegar a producir la muerte de grandes masas forestales. Un aspecto importante del efecto acumulativo del flúor es su transmisión a través de las cadenas alimentarias. El mecanismo es el siguiente: el flúor pre- sente en el aire se acumula en los pastos y de éstos pasa a los animales, siendo los bovinos los más afectados. La acu- mulación del flúor en los tejidos puede causar la aparición de la fluorosis, enfer- medad que se presenta sobre todo en el ganado vacuno. Observaciones realiza- das muestran que la ingestión de pastos puede ser tolerada sin efectos negativos, cuando su concentración en flúor no supera los 40 ppm como media durante todo el año. Se ha observado la aparición de le- siones visibles sobre las hojas después de una exposición durante un día a con- centraciones de flúor en el aire de 3 a 10 microgramos por metro cúbico. Para concentraciones entre 0.5 y 3 microgra- mos/metro cúbico los efectos se mani- fiestan cuando transcurren periodos de exposición superiores a un mes. Entre los óxidos de nitrógeno solo el NO2 es tóxico para las plantas, a pe- queñas concentraciones y largo tiempo de exposición. Los daños se manifiestan por la aparición de necrosis y clorosis de color negro o marrón rojizo en las hojas. Los sinergismos de NO2 y SO2 provo- can a bajas concentraciones alteraciones en la vegetación. Este hecho se ha ob- servado en las zonas urbanas. La contaminación atmosférica foto- química produce daños en la vegetación a concentraciones que ya se están alcan- zando en algunas ciudades. El ozono y el PAN son los principales causantes de estos daños. Las lesiones producidas por el ozono se manifiestan como man- chas blancas o punteados claros sobre el haz de las hojas. Los daños producidos por los PAN se presentan como graves lesiones foliares caracterizadas por una tintura plateada o vidriosa en el envés de la hoja, así como por un ataque gene- ral en las hojas jóvenes. La radiación gamma produce nu- merosos efectos biológicos sobre las plantas, incluyendo daños a los ácidos nucléicos, citocromos, mitocondria y membranas celulares. Una irradiación crónica en una amplia zona produce una disminución gradual de la diversi- dad de plantas. Poco a poco los bosques van muriendo, empezando por los ár- boles más sensibles como los pinos. Efectos sobre los materiales Cada vez se está prestando más atención, tanto por sus repercusiones económicas como por los daños irre- parables que causa sobre los objetos y los monumentos de alto valor históri- co-artístico, a los efectos que la conta- minación atmosférica produce sobre los materiales. La acción de los contaminantes at- mosféricos sobre los materiales pue- de manifestarse por la sedimentación de partículas sobre la superficie de los mismos, afeando su aspecto externo, o por ataque químico al reaccionar el contaminante con el material. Los SOx Pág. 15
Contaminación Atmosférica Pág. 16 causan daños a muchos tipos de mate- riales, bien directa o indirectamente. Un alto contenido de SOx en el aire produ- ce la aceleración de la corrosión de los metales tales como el acero al carbono, zinc, acero galvanizado, compuestos del cobre, niquel y aluminio. Esta acelera- ción se ve favorecida por la presencia de partículas depositadas por la humedad y por la temperatura. En general, puede señalarse que la corrosividad de una atmósfera depende de condiciones meteorológicas y facto- res de contaminación. Se han observado correlaciones entre tasas de corrosión en metales y concentraciones de SO2 en la atmósfera, dándose las tasas altas de corrosión más altas en zonas industria- lizadas. Las nieblas de ácido sulfúrico procedentes de la conversión catalítica del SO2 a SO3 en la atmósfera, atacan a los materiales de construcción como el mármol, la caliza y la argamasa, con- viertiendo los carbonatos en sulfatos so- lubles en el agua de lluvia. Esto unido a que el volumen específico de los sulfatos es mayor que el de los carbonatos, hace que en la piedra aparezcan escamas y se debilite mecánicamente. Los compuestos de azufre pueden producir daños en pinturas plásticas, papel, fibras textiles y sobre los contac- tos eléctricos de los sistemas electró- nicos, dando lugar a deficiencias en su funcionamiento. La acción de los oxi- dantes fotoquímicos se produce sobre todo en los cauchos y elastomeros en los que causan un rápido envejecimiento y agrietamiento. Los óxidos de nitrógeno decoloran y estropean las fibras textiles y los nitratos producen la corrosión de las aleaciones de cupro-niquel. Efectos sobre visibilidad La presencia de contaminantes en la atmósfera produce la absorción y dis- persión de la luz solar, acompañados de una notable reducción de la visibi- lidad. Los aerosoles de tamaños com- prendidos entre 1.4 y 0.8 micras son los que tienen una mayor influencia en la dispersión de la luz solar, debido a la proximidad de su tamaño a la longitud de onda de la luz visible. Se ha observado una estrecha re- lación entre la disminución de la visi- bilidad y la presencia de sulfatos en la atmósfera. Una experiencia realizada en Suecia, ha demostrado que los periodos de mínima visibilidad se corresponden con concentraciones máximas de sulfa- tos y nitratos presentes en la atmósfera. Los gases presentes normalmente en la atmósfera no absorben la luz visible. El NO2 en concentraciones altas puede tener un efecto significativo ya que ab- sorbe la franja azul-verde del espectro visible de la radiación solar. Consecuen- cia de esta absorción es el que la atmós- fera de las grandes ciudades adquiera una coloración amarilla-parduzca-roji- za cuando se presentan concentraciones de NO2 elevadas. Efectos Globales Cada vez está más admitida la ne- cesidad de realizar estudios sobre los posibles efectos que a largo plazo puede producir la contaminación atmosférica sobre los distintos ecosistemas, sobre el clima y sobre la estratosfera. Tanto las modificaciones de las características de los suelos, debidas al lavado de los ele- mentos del mismo por las lluvias ácidas, como los cambios producidos en las grandes masas de agua por el aumento de la concentración de metales tóxicos, pueden tener consecuencias ecológicas irreversibles. El aumento de las concentracio- nes de dióxido de carbono y de otros contaminantes en la atmósfera puede dar lugar a una elevación general de la temperatura del globo, por «efecto in- vernadero», que modificaría el régimen de lluvias, lo que produciría alteraciones sobre las tierras cultivables y la exten- sión de los desiertos. Por otra parte, los sulfatos y las partículas finas que dismi- nuyen la visibilidad pueden igualmen- te reducir la intensidad de la radiación solar. Los hidrocarburos halogenados y los óxidos de nitrógeno emitidos por los aviones supersónicos pueden provocar una disminución de ozono en la estra- tosfera con el consiguiente aumento de la radiación ultravioleta que llegaría a la Tierra. Efectos sobre los ecosistemas (llu- vias ácidas) Los primeros efectos producidos por las precipitaciones ácidas se detectaron en cientos de lagos de Escandinavia, al- rededor de los años 60. En la actualidad, más de 18,000 lagos están acidificados, en Suecia alrededor de 6,000 de ellos muestran graves daños sobre la biología acuática, y unos 2,000 de los situados en la zona meridional y central han perdi- do sus poblaciones piscícolas. La acidificación de las aguas interio- res tiene efectos muy graves sobre los ecosistemas acuáticos. Se ha demostra- do que todos los tipos de organismos integrantes de los ecosistemas de agua dulce son sensibles a la acidificación, produciéndose cambios en todos los niveles tróficos. La acidificación de los lagos y de las masas de agua se está ex- tendiendo progresivamente cada vez a mayor número de países, afectando día a día a más extensas áreas. Las zonas más propensas a la acidi- ficación del agua tienen suelos ácidos de poca profundidad, superpuestos a rocas graníticas o son suelos arenosos muy erosionados. El aumento de la acidez del agua de los lagos y ríos pro- voca un fuerte aumento del contenido de iones aluminio disueltos en el agua. El ión aluminio es muy tóxico para la mayor parte de los organismos y se cree que la causa última de la muerte de las poblaciones de peces en los lagos acidi- ficados se debe al envenenamiento por aluminio. Otros metales tales como el cadmio, zinc y plomo tienen igualmen- te una mayor facilidad para disolverse, por lo que son más accesibles para los animales y plantas acuáticas. Los suelos presentan, por lo general, una mayor resistencia a la acidificación que el agua. No obstante, el grado de sensibilidad puede variar muy amplia- mente de unas zonas a otras depen- diendo, principalmente, del espesor de la capa de humus, de la consistencia del sustrato, así del tipo de rocas y suelo. Uno de los efectos más importantes de la acidificación de los suelos es, proba- blemente, el incremento de la movili- dad con las consiguientes pérdidas por lixiviación de ciertos cationes metálicos de carácter básico tales como el calcio, magnesio, potasio y aluminio. En Europa Central, las altas depo- siciones de compuestos de azufre y ni- trógeno han producido graves daños sobre amplias áreas de suelo y bosques. El daño a los bosques probablemente ha sido causado por la acción combinada de ácidos y metales en el suelo y por las altas concentraciones de SO2 presentes en el aire de estas zonas. La combina- ción de un bajo pH en el agua del suelo unido a la presencia de metales, princi- palmente aluminio, produce daños en las raíces de los árboles, através de las cuales absorben gran cantidad de nu- trientes. Este hecho produce una pér- dida de vitalidad haciéndolos especial- mente sensibles a las plagas. Efectos sobre el clima (efecto inver- nadero) Durante los últimos años se ha veni- do poniendo de manifiesto una preocu- pación creciente por los posibles efectos que sobre el clima pudiera causar el au-
Universidad Néstor Cáceres Velásquez mento progresivo de contaminantes en la atmósfera como consecuencia de las actividades humanas. Observaciones realizadas en Suecia, Australia, Alaska y Hawai muestran que la concentración de CO2, que oscilaba entre 265 y 290 ppm antes de los años cincuenta, llegó a ser de 330 ppm en 1976, aumentando a un ritmo de alre- dedor de 1 ppm en el curso de los últi- mos años. Se cree que el incremento de CO2 en la atmósfera es debido a las alteraciones que las actividades humanas producen en el ciclo biogeoquímico del carbono ya que, por una parte, en la combustión de combustible fósiles y en los incen- dios forestales se producen grandes can- tidades de CO2, y por otra parte, estos mismos incendios y la tala progresiva de bosques, que produce una disminu- ción de las masas forestales mundiales, la degradación del suelo y la creciente desertificación, producen una dismi- nución de la tasa de la absorción total del CO2presente en la atmósfera por la vegetación. El incremento de la concentración del CO2 en la atmósfera puede alterar la temperatura de la Tierra debido a que el CO2 es transparente a la radiación solar recibida del sol, dejándola pasar libre- mente, pero absorbe la radiación infra- rroja emitida desde la tierra. El efecto total es que cuanto mayor sea la concen- tración de CO2 en la atmósfera, mayor es la cantidad de energía recibida por la Tierra desde el Sol que queda atrapada en la atmósfera en forma de calor. Este fenómento que se conoce con el nombre de «efecto invernadero» produciría un recalentamiento de la atmósfera. Se ha estima que, de duplicarse la concentración actual de CO2 en la at- mósfera, podría aumentar en dos o tres grados centígrados la temperatura de la misma. En las zonas lluviosas se incre- mentarán las precipitaciones y las zonas áridas serán aún más áridas, mientras que los hielos polares comenzarán a de- rretirse. Los sulfatos y las partículas finas presentes en la atmósfera pueden tener igualmente efectos sobre el clima. Las partículas finas tienen una doble acción sobre la radiación solar: por una parte, difunden la luz incidente y, por otra, absorben una parte de esta radiación, lo que produce un calentamiento de las partículas y la emisión de radiación infrarroja. Los efectos atmosféricos que producen dependerán de la altitud a que las partículas se encuentre. Las de baja altura disminuyen el flu- jo solar sobre el suelo, pero contribuyen a aumentar el efecto invernadero. A más alta temperatura, el efecto de barrera solar es preponderante, produciendo un enfriamiento de la baja atmósfera y un calentamiento en la estratosfera. Las partículas pueden causar también efec- tos sobre el clima de forma indirecta al actuar como núcleos de condensación del vapor de agua y jugar éste un im- portante papel en los cambios de calor atmosférico. Otro tipo de contaminantes vertidos a la atmósfera que pueden afectar el cli- ma son los clorofuorcarbonos, debido a su acción sobre la capa de ozono y a que, como ya se ha indicado anteriormente, el ozono es el principal absorbente de la radiación solar ultravioleta en la estra- tosfera, regulando la temperatura de la misma. Efectos sobre la estratosfera La presencia en la estratosfera de de- terminados compuestos, especialmente los clorofluorocarbonos, puede pro- vocar una disminución de la concen- tración de ozono en la estratosfera. La capa estratosférica de ozono protege la superficie de la tierra de una exposición excesiva a los rayos solares ultravioletas actuando como filtro. Una disminución sensible de esta capa protectora tendría efectos perjudiciales para la salud hu- mana y para la biosfera. Este incremento de la radiación pro- duciría un aumento apreciable de casos de cáncer de piel en los seres humanos y efectos negativos sobre los organismos, al ser ciertos tipos de plancton vegetal, animales invertebrados y algunos ver- tebrados en determinadas etapas de su ciclo vital, especialmente sensibles a la radiación ultravioleta. LA LUCHA CONTRA LA CON- TAMINACIÓN ATMOSFÉRICA Durante algún tiempo se consideró que el despilfarro de los recursos natu- rales y la degradación del medio am- biente era un mal menor que tenía que ser soportado por las colectividades en pro del progreso económico de los pue- blos. Este punto de vista está cambian- do rápidamente en la actualidad ante la evidencia, cada vez más clara, de que la conservación del medio ambiente es una cuestión de supervivencia para los humanos. Entre los distintos tipos de contami- nación, la atmosférica puede conside- rarse como la de más reciente aparición. Para algunos países surge como proble- ma grave durante los años cincuenta, mientras que para la mayoría no apare- ce como tal hasta el final de los años se- senta. El punto de partida de la toma de conciencia de la gravedad de la conta- minación atmosférica se puede situar en Londres en el invierno de 1952, cuando una fuerte contaminación por humos, que persistió durante cinco días, contri- buyó a la muerte de varios miles de per- sonas. Este episodio actuó como deto- nador para la opinión pública mundial y contribuyó a la puesta en marcha de una serie de acciones tendentes a redu- cir este tipo de contaminación. En 1956 se publicó en el Reino Uni- do la Ley de Aire Limpio, que tenía como objetivo el disminuir la emisión de humos, fomentando el uso de com- bustibles limpios. La primera ley sobre contaminación atmosférica no aparece en Estados Unidos hasta 1963 con la Ley de Aire Limpio. En Francia se abor- da el problema de la contaminación at- mosférica, de una forma general, en el año 1961, y en la mayoría de los países la legislación sobre la contaminación at- mosférica es más reciente. Principios generales y objetivos Los primeros programas de lucha contra la contaminación atmosférica son nacionales y surgen, inicialmente, para proteger la salud y bienestar de las poblaciones expuestas a niveles de con- taminación superiores a los valores con- siderados aceptables y causados, bien por un foco puntual emisor de conta- minantes peligrosos, o por la estructura demográfica e industrial de una deter- minada zona que provoca una contami- nación general o episódica. La mayoría de los países industria- les han desarrollado reglamentaciones de lucha contra la contaminación at- mosférica, adoptando estrategias en función de sus peculiares características tradicionales, culturales y ambientales. No obstante, se reconocen una serie de principios generales que deben tenerse presentes para una eficaz lucha contra la contaminación atmosférica, entre los que podemos destacar: • Las decisiones deben basarse en datos correctos obtenidos del cono- cimiento científico y técnico, de los pro- cesos ecológicos y de la tecnología para el control de las fuentes de emisión. • Los métodos a aplicar han de ser flexibles, de forma que puedan adap- tarse al cambiante desarrollo del cono- cimiento del problema y de las técnicas Pág. 17
Contaminación Atmosférica Pág. 18 para resolverlo. • Han de tenerse en cuenta las circunstancias tanto económicas como ambientales, siendo necesario disponer de un buen sistema de análisis económi- co y de prioridades económicas. • La coordinación y una eficaz estructura legislativa y administrativa son necesarias para convertir las priori- dades y decisiones en acción. Aparte de estos principios de carác- ter general, es imprescindible para lle- var a cabo un programa de lucha contra la contaminación atmosférica una fuer- te concienciación del público a través de una información lo más amplia posible y una decidida voluntad política, ya que la promulgación de leyes contra la con- taminación atmosférica es una decisión de carácter político en cualquier país. Estrategias de lucha La contaminación atmosférica suele ser el resultado de la aplicación de una tecnología defectuosa o mal empleada, así como de la ausencia de criterios am- bientales al realizar las planificaciones económicas nacionales. Basándonos en estas hipótesis de partida, se plantean a continuación los pasos a seguir para re- ducir la contaminación atmosférica. El primer paso es fijar el objeti- vo principal que se quiere alcanzar, de forma que se optimicen los beneficios globales netos de la reducción de la contaminación, ya que existen muchos tipos de receptores. Para poder fijar el objetivo principal es necesario: a. disponer de un inventario completo de las fuentes de contamina- ción; b. conocer las tecnologías de des- contaminación aplicables, así como las relaciones coste-eficacia de su aplica- ción; c. disponer de modelos atmosfé- ricos que permitan conocer las relacio- nes entre las emisiones en los distintos focos y la calidad del aire de los recepto- res; y d. conocer los efectos que sobre la salud, los ecosistemas y los bienes materiales producen las distintas con- centraciones de contaminantes, cuanti- ficándolos de alguna forma. Con la información disponible y a través de las técnicas que relacionan los costos y beneficios se analizan las distin- tas opciones, eligiendo la más interesan- te como objetivo social. Una vez fijado el objetivo y planteadas las prioridades de actuación, es necesario formular la estrategia a seguir para su consecución. Se han planteado dos enfoques dis- tintos a la hora de formular estrategias para combatir la contaminación atmos- férica: 1. La gestión de los recursos at- mosféricos, que se basa en la fijación de unas normas de calidad del aire que no deben sobrepasarse. Este tipo de estra- tegia tiene su origen en Alemania, Esta- dos Unidos y otros países. 2. La aplicación de los mejores medios practicables, basada en el con- trol de las emisiones mediante el em- pleo de la mejor tecnología disponible, económicamente aplicable para la re- ducción de la contaminación. Este tipo de estrategia se ha seguido principal- mente en el Reino Unido. Hoy día se sabe que la mejor estra- tegia para combatir la contaminación atmosférica ha de basarse en una com- binación de estos dos enfoques, ya que la aplicación de los mejores medios practicables no garantiza una calidad del aire admisible, que dependerá de la densidad de las fuentes de emisión, de las condiciones meteorológicas y de la topografía, y, por otra parte, la exigencia únicamente de normas de calidad del aire puede ser discriminadora para las distintas actividades que se van insta- lando en una zona. La estrategia óptima que combina las dos anteriores se ha de basar en el control de las emisiones de las fuentes fijas, exigiendo los mejores medios practicables y en la adopción de criterios de gestión de recursos atmos- féricos para controlar la contaminación en los núcleos urbanos y áreas indus- triales. Por otra parte, la estrategia debe fijar unas metas a conseguir en unos plazos (corto, medio y largo), especificar de forma clara y concisa el conjunto de acciones necesarias para conseguir esas metas en los plazos deseados, formular un plan de ejecución e introducir un sis- tema de control y vigilancia. ACCIONES PARA COMBATIR LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA Para combatir la contaminación at- mosférica es necesario emprender una serie de acciones a las que podemos cla- sificar como acciones curativas y accio- nes preventivas Acciones curativas Las acciones curativas se aplican en aquellas zonas en donde se superan re- gularmente los niveles admisibles de la calidad del aire. Consisten, por lo general, en la adopción de medidas correctoras de la contaminación atmosférica, en aquellos focos en funcionamiento que se con- sidere contribuyen en mayor medida a generar este tipo de contaminación. Estas medidas actúan disminuyendo la emisión de contaminantes al mejorar los sistemas de depuración o mejorando las condiciones de dispersión de conta- minantes. Entre los distintos tipos de medi- das que podemos adoptar para reducir la emisión de contaminantes podemos destacar las que actúan sobre los gases y humos, las que lo hacen sobre el propio proceso tecnológico, o aquellas que in- ciden sobre los combustibles y materias primas utilizadas. Es de destacar que la adopción de
Universidad Néstor Cáceres Velásquez medidas correctoras es un sistema efi- caz para solucionar un problema de contaminación atmosférica local, pero no es correcto desde un punto de vista ambiental más amplio, por las siguien- tes razones: • Se transfiere el problema de la contaminación atmosférica a otro medio, como consecuencia de que los contaminantes captados hay que depo- sitarlos en algún lugar. Es decir, descon- taminamos la atmósfera y contamina- mos el agua y el suelo. • El funcionamiento de los equi- pos de depuración consume materias primas y energía cuya generación pro- duce contaminación atmosférica en otras zonas, pudiendo darse la paradoja de que sean mayores los contaminantes producidos que los eliminados. Con el fin de evitar inconvenientes se considera que para proteger el medio ambiente hay que recurrir a la aplica- ción de técnicas poco contaminantes y sin desechos. Estas técnicas tratan de atacar el problema de la contaminación en el origen, desarrollando procesos técnicamente más eficaces en el aprove- chamiento de las materias primas y los recursos energéticos consumidos. Las formas de prevenir en el origen la con- taminación son: la reformulación del producto, la modificación del proceso y el reciclado o recuperación de los sub- productos obtenidos. Hay que destacar que este tipo de tecnología no está en la actualidad total- mente desarrollado, y que su aplicación en el caso de instalaciones en funciona- miento no suele ser siempre ni técnica ni económicamente viable. No obstante, no hay que perder de vista que ésta es la tendencia moderna de las técnicas de defensa del medio ambiente. Puesto que el uso de combustibles suele ser la principal fuente de contaminación at- mosférica, una medida muy eficaz para combatir la contaminación atmosférica es la reglamentación de las característi- cas, calidades y condiciones de uso de los distintos combustibles sólidos y lí- quidos. Otra de las acciones posibles para reducir la contaminación local es me- jorar las condiciones de dispersión de los contaminantes utilizando la capaci- dad de autodepuración de la atmósfera mediante la elevación de la altura de las chimeneas de las fuentes estacionarias, o modificando las condiciones de emi- sión de los gases, tales como la veloci- dad y temperatura de salida de los mis- mos. Sobre esta forma de deshacernos de grandes cantidades de contaminan- tes se ha discutido mucho en los últimos años, ya que los contaminantes vertidos a gran altura pueden quedar atrapados en zonas relativamente estables de la at- mósfera y ser transportados a grandes distancias causando fenómenos tales como las lluvias ácidas. Acciones preventivas Las acciones preventivas son aque- llas dirigidas a evitar que aparezcan los problemas de contaminación atmosfé- rica. Entre las distintas acciones posi- bles podemos destacar la planificación urbana, los estudios previos de evalua- ción de impacto ambiental y el ahorro energético. La planificación urbana Muchos de los problemas de conta- minación atmosférica que hoy sufren las grandes ciudades podrían haberse evitado, o al menos atenuado, mediante una planificación adecuada de la estruc- tura urbanística de las ciudades y una localización de actividades y polígo- nos industriales que hubiera tenido en cuenta condicionamientos medioam- bientales. Partiendo de la base de que las prin- cipales fuentes de contaminación at- mosférica de los núcleos urbanos son los vehículos, las calefacciones domésticas y la industria, es necesario para evitar la aparición de estos problemas empren- der una serie de acciones preventivas coordinadas, encaminadas a reducir las emisiones de estas fuentes. Entre estas acciones podemos distinguir: • Fomentar el uso de combusti- bles de bajo poder contaminante. • Estimular el ahorro energético. • Fomentar el uso de tecnologías poco contaminantes. • Aplicación de innovaciones tecnológicas a los vehículos. • Planificar de forma adecuada el tráfico viario. • Introducción en los planes de ordenamiento urbano criterios medio ambientales tales como: o Clasificación de industrias por sus efectos ambientales a la hora de ubi- carlas en las zonas industriales, situan- do la industria pesada en las zonas más ventiladas y a sotavento de las áreas ha- bitadas. o Creación de zonas amortigua- doras, en las que crezca la vegetación, entre las zonas industriales y las áreas con viviendas. o Alejar los viales de tráfico intenso de las zonas céntricas y resi- denciales, fomentando en lo posible el transporte público en el interior de las ciudades. o Aprovechamiento al máximo de las propiedades de autodepuración de la atmósfera, a través del mejor co- nocimiento de las propiedades de la atmósfera urbana y de las condiciones meteorológicas. La adopción de criterios ambienta- les en la planificación y desarrollo de las ciudades es la única medida que puede llevarnos hacia la creación de ciudades hechas para que el hombre pueda vivir, muy diferente a las que conocemos ac- tualmente, congestionadas y ambiental- mente degradadas. Estudios previos de impacto am- biental Estos estudios tienen por objeto el prever rigurosamente las alteraciones que sobre el medio ambiente va a pro- vocar la realización de determinadas Pág. 19
Contaminación Atmosférica Pág. 20 acciones, planes o proyectos. Su misión principal es el prever efectos, sirviendo como instrumentos válidos que permi- ten introducir consideraciones ambien- tales en la planificación socioeconómi- ca. Se entiende por evaluación de im- pacto ambiental (EIA) aquellos estudios dirigidos a identificar, interpretar y pre- venir las consecuencias medioambien- tales que sobre la salud del hombre, los ecosistemas o sobre los bienes pueden causar determinadas acciones, planes o proyectos humanos. Ahorro energético Uno de los sectores productivos que más ha contribuido al problema de la contaminación atmosférica durante las últimas décadas ha sido el energé- tico. La disponibilidad de grandes can- tidades de energía procedente de los combustibles fósiles (especialmente el petróleo) a precios relativamente bara- tos, hizo que durante los años 50 y 60 se incrementara extraordinariamente el consumo de estos combustibles y se produjera un gran despilfarro energé- tico unido a una fuerte contaminación, como consecuencia de la gran cantidad de combustibles utilizados. Las medidas de ahorro energético tienen una gran incidencia tanto en un mejor aprovechamiento de los recursos naturales como en la reducción de los problemas de contaminación atmosfé- rica, ya que para obtener la misma ener- gía útil se requiere un consumo menor de combustibles y, por tanto, una menor emisión de contaminantes. Puede disminuirse el consumo de energía en todos los sectores sin que por ello tenga que disminuir la actividad de los mismos. Se trata de utilizar más efi- cazmente la energía. Entre las medidas adoptadas con tal fin están la mejora del rendimiento térmico de los edificios, tanto residenciales como comerciales, adoptando un buen aislamiento térmi- co, el aumento del rendimiento ener- gético de los vehículos y el fomento del uso de los transportes públicos en los centros urbanos. El sector industrial, que es por lo ge- neral el mayor consumidor de energía, está haciendo un gran esfuerzo en el ahorro de energía mediante la adopción de sistemas de recuperación energética en los procesos Programas de vigilancia Entendemos por vigilancia de la contaminación atmosférica el procedi- miento utilizado para la evaluación de la concentración de contaminantes at- mosféricos, con el fin de conocer la ca- lidad del aire y su evolución en el tiem- po y en el espacio. La realización de tal vigilancia es necesaria para proteger la salud del hombre, los ecosistemas y los bienes en general. En el diseño de un programa de vigi- lancia de la contaminación atmosférica se debe tener en cuenta, en primer lugar, la escala del problema de contamina- ción, ya que éste puede abarcar aspectos mundiales (aumento de la concentra- ción del CO2 en la atmósfera), aspec- tos nacionales (problema de las lluvias ácidas) o aspectos locales (problemas de contaminación convencional). Por otra parte, hay que considerar el objetivo fijado para el programa de vigi- lancia. Entre los distintos objetivos po- demos señalar: conocer la evolución de los efectos de los contaminantes, vigilar que no se superen los niveles de inmi- sión fijados por las normas, evaluación de la eficacia de los programas de lucha contra la contaminación, etc. Según cual sea la escala y el objetivo a cubrir por el programa de vigilancia, éste requerirá el empleo de métodos y técnicas específicas para la obtención de los datos necesarios. Se utilizan principalmente dos pro- cedimientos diferentes para la vigilancia de la calidad del aire: uno basado en las
Universidad Néstor Cáceres Velásquez técnicas del análisis fisicoquímico y otro basado en la técnica de los indicadores biológicos. Procedimientos fisicoquímicos El análisis de los contaminantes pre- sentes en la atmósfera por este procedi- miento consiste en la toma de muestras de aire en las distintas estaciones que componen la Red de Viglancia a las que somete a distintos procesos analíticos para la determinación de los diferentes contaminantes. Las etapas que com- prende este procedimiento son: • Toma de muestras. • Acondicionamiento de las mismas. • Análisis. Por lo general, la toma de muestras incluye la separación del contaminante del seno del gas por filtración o por re- tención en un absorbente líquido. Indicadores biológicos La técnica de los indicadores bioló- gicos se basa en la sensibilidad que pre- sentan algunas especies o variedades de plantas a ciertos contaminantes gaseo- sos atmosféricos, que permiten identifi- car la presencia de estos contaminantes y vigilar la evolución de la contamina- ción atmosférica. Los contaminantes más comúnmen- te detectados mediante indicadores bio- lógicos son el ácido fluorhídrico (HF), el etano (C2H4), el anhídrido sulfuro- so (SO2), los oxidantes fotoquímidos (PAN) y el ozono (O3), los metales pe- sados y los isótopos radiactivos. Entre las distintas especies animales y vegetales empleados como indicado- res biológicos, los líquenes son los más ampliamente empleados en contamina- ción atmosférica. Los líquenes, entidad morfológica compuesta por la asocia- ción simbiótica de un hongo y un alga, son muy sensibles a la contaminación atmosférica, principalmente al SO2, HF y ClH. Estos contaminantes producen alteraciones morfológicas y fisiológicas en los líquenes. Esto, unido a que su actividad fotosintética es continua, su gran capacidad de acumulación de con- taminantes tales como azufre, plomo, flúor e isotopos radiactivos que toman de la atmósfera, que es su única fuente de alimentación, y su larga longevidad, que permite seguir la evolución de la contaminación, los hace especialmente aptos para ser utilizados como indica- dores biológicos de la contaminación atmosférica. Aspectos legislativos y administra- tivos Formuladas las estrategias de lucha contra la contaminación atmosférica es necesario poner en práctica los ins- trumentos eficaces que hagan posible la ejecución de tales estrategias. La promulgación de una legislación eficaz y la articulación racional de los mecanismos administrativos son los mejores medios de que se dispone para conseguir convertir en realidad las es- trategias de lucha contra la contamina- ción atmosférica. Una ley para que sea eficaz ha de ser políticamente aplicable, técnicamen- te posible y económicamente no ha de suponer dificultades excesivas. Por otra parte ha de ser flexible, de forma que se pueda aplicar de la mejor manera a los diversos problemas que surjan. Se pueden adoptar tres enfoques di- ferentes en el momento de abordar la le- gislación sobre la protección del medio ambiente. El primero consiste en que cada ley se ocupe de un solo aspecto ambiental; por ejemplo, la contamina- ción atmosférica, la del agua, etc. El se- gundo enfoque se basa en una ley única que regule las actividades que pueden dañar el ambiente y el tercero consiste en la integración de la legislación sobre el medio ambiente dentro de la planifi- cación económica nacional. Una combinación de estos enfoques parece que es la mejor solución para combatir el problema de la contamina- ción, aunque todavía no se tiene dema- siada experiencia sobre su aplicación práctia en los distintos países. Este documento ha sido recopila- do por: Hugo Cornejo Rosell y Abel De La Cuba Caminada. Pág. 21s
| Página siguiente |