La contaminación del aire por la emanación de gases tóxicos producido por vehículos motorizados en Lima

C A P I T U L O I

Planteamiento metodológico

• TIPO DE INVESTIGACION

El tipo de investigación que se ha llevado es explicativo, por cuanto el tema de la problemática de la contaminación del aire por emanación de gases tóxicos producidos por vehículos motorizados en Lima Metropolitana está orientado al análisis y diagnóstico situacional, para un mejor conocimiento del problema y presentar una propuesta orientada a mejorar los procedimientos de prevención de la contaminación del aire por parte de la Unidad especializada de la PNP

• METODOS DE INVESTIGACION

Se ha utilizado el Método Descriptivo, mediante el cual se observó en forma directa cómo se presenta el problema de la contaminación del aire por emanación de gases tóxicos producidos por vehículos motorizados en Lima Metropolitana, observándose las deficiencias de la labor policial en realizar su labor de prevención de la contaminación por parte de vehículos de transporte público en especial por ser los de mayor incidencia en contribuir en incrementar este problema social.

• POBLACION Y MUESTRA

El ámbito de estudio de la presente investigación está determinada por:

POBLACION : Parque automotor de Lima Metropolitana

MUESTRA : 500 Vehículos motorizados de Transporte público en Lima Metropolitana

1.4 VARIABLES DE ESTUDIO

• La Contaminación del Aire en Lima metropolitana

• Parque automotor en Lima Metropolitana.

• Composición volumétrica de gases contaminantes por empleo de combustible Diesel.

• Composición volumétrica de los gases contaminantes por el empleo de gasolina

• Las estrategias, procedimientos y técnicas que emplea la Policía Nacional del Perú.

• Grado de eficiencia de la labor de la PNP en contrarrestar la contaminación del aire.

• Capacitación del personal policial de la unidad policial especializada en la conservación del Medio Ambiente.

• Recursos humanos y logísticos asignados a la unidad policial especializada para contrarrestar la contaminación del aire por la emanación de gases tóxicos producidos por vehículos motorizados en Lima Metropolitana.

• Grado de concientización sobre contaminación del aire por parte de los choferes de vehículos de servicio público.

• Inexistencia de órgano rector único a nivel nacional en la prevención , control y sanción para la preservación del medio ambiente.

• TECNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS

Análisis Documental.- Mediante esta técnica se

recolectó las fuentes de información necesaria para el estudio de la problemática de la contaminación del aire por emanación de gases tóxicos por vehículos motorizados en Lima Metropolitana, tales como trabajos aplicativos, Estudios técnicos , revistas técnicas, Informes, todos recolectados y organizados mediante el sistema de fichaje.

Encuestas.- Se empleó esta técnica, la misma que estuvodirigida a los choferes de las unidades móviles de transporte público que circulan en Lima Metropolitana, aplicando cuestionarios conteniendo preguntas abiertas y directas en forma escrita.

Entrevistas.- Estas fueron dirigidas hacia los Sres. Funcionarios de los sectores públicos comprometidos en la labor de control y prevención de la salud pública, y del transporte terrestre.

Observación.- Dado de que para una mejor apreciación y/o diagnóstico de la problemática, lo recomendable será estar en contacto directo con el campo de estudio, a fin de realizar un listado de todos los aspectos que influyen en la respectiva problemática, a efecto de que nos sirva de elementos de decisión al formular el análisis, conclusiones, recomendaciones y propuestas.

• HIPOTESIS DE TRABAJO

Para llevar a cabo el presente estudio, se ha formulado las siguientes hipótesis de trabajo:

• La contaminación del aire en Lima Metropolitana por la emanación de gases tóxicos es producido principalmente por el excesivo incremento del parque automotor.

• La mayor contaminación del aire en Lima Metropolitana es producido por la emanación de gases tóxicos de los vehículos diesel y aquellos vehículos motorizados de combustión a gasolina, que es directamente proporcional al tipo de combustible empleado por vehículos de servicio público

• Las estrategias, procedimientos y técnicas empleada por la PNP para contrarrestar la contaminación del aire por la emanación de gases en Lima Metropolitana no son eficientes.

• Existe un internalizado conocimiento sobre contaminación del aire por parte de los choferes de vehículos de servicio público, no permitiéndose el cumplimiento de la normatividad por la falta de un órgano rector único a nivel nacional en la prevención , control y sanción para la preservación del medio ambiente.

• PROCEDIMIENTOS DE RECOLECCION DE INFORMACION

La aplicación de los procedimientos de recolección de las informaciones necesarias para realizar el presente estudio, se han dado de acuerdo a las condiciones de tiempo y situación establecido en la Directiva formulada por el Departamento Académico de la ESUPOL PNP para el cual se realizó las siguientes actividades:

• La confección de fichas por el equipo de investigación de las diversas bibliografías existentes sobre el tema.

• Se realizaron entrevistas con la utilización de equipos de grabación, dirigidas a los funcionarios de los sectores públicos comprometidos en la labor de prevención y control de la problemático de contaminación del aire en Lima Metropolitana.

• Se utilizó la guía de entrevista, la misma que fueron dirigidas al personal de funcionarios del sector público

• Se confeccionó un listado correspondiente para observar la labor de prevención y control que realiza la unidad especializada de la Policía Nacional del Perú en el control de vehículos motorizados que vienen contaminando el aire en Lima Metropolitana.

• TECNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANALISIS DE LA INFORMACION

La información recopilada fue procesada, obteniéndose de ellas suficientes variables a aplicar en el trabajo de investigación, las herramientas que posibilitan un mejor y rápido procesamiento de la información son realizadas a través de los equipos informáticos como la computadora, permitiendo un adecuado orden y análisis de las informaciones.

CAPITULO II

Marco teórico conceptual

2.1 ECOLOGIA

El término Ecología, fue propuesto y usado por primera vez por el Biólogo alemán Ernest Haeckel (1869), derivado del vocablo griego Oikos, que significa "casa" o "lugar de vivienda". A la naciente disciplina biológica se le reconoció como la ciencia del ámbito y condiciones del medio donde habitan los organismos vivos. Obviamente Haeckel no descubrió la Ecología, puesto que desde mucho tiempo atrás los naturalistas y biólogos habían llegado a comprender que la vida y prosperidad de los animales y plantas estaban relacionadas en forma indesligable con ambiente.

2.2 MEDIO AMBIENTE

Repetidamente, hemos mencionado Medio Ambiente, sin explicar adecuadamente su significado. Bernard Campbell, define al ambiente como "Todos aquellos objetos y fuerzas con los que un organismo se relaciona o por los que resulta afectado". Son todos los factores bióticos y abióticos, con los que se relaciona un individuo.

El medio ambiente es la primera categoría de los sistemas ecológicos, por que determina fenómenos y eventos que procuran las interrelaciones y desplazamiento de energía. No tiene dimensiones de largo, ancho y altura homogéneas, por que puede alcanzar grandes tamaños como también diminutas proporciones espaciales. Bien puede ser un Bosque, Lago, como también un solo árbol, una hoja o porciones pequeñas de sustrato. El carácter importante está en las condiciones particulares que la distingue de la fauna y flora que soporta. Dentro de un gran ambiente se encuentran pequeños que se integran y fusionan pero a la vez se diferencian. Los fenómenos ecológicos que se producen en las copas de los árboles de la selva amazónica no son iguales a los efectuados en el suelo.

2.3 HABITAT Y TERRITORIO

Los primeros conceptos que surgen del medio ambiente son Hábitat y Territorio. El Hábitat, es el lugar o lugares definidos donde un organismo restringe sus actividades biológicas importantes. Es el ámbito doméstico donde busca su alimento, anida, se refugia para protegerse de sus enemigos naturales, construye dormideras para pasar la noche o simplemente descansa. En suma son los lugares donde desarrolla su vida y tiene enfrentar y resolver las vicisitudes cotidianas en la lucha por la existencia.

En el sentido más amplio del domicilio, encontramos al territorio, un área delimitada, protegida y defendida celosamente, ante la presencia de otros individuos de la misma especie. Si bien el Hábitat está relacionado con el comportamiento, habilidades y destrezas para defenderse, alimentarse y reproducirse, el territorio tiene mucho que ver con el "derecho" a la vida.

2.4 ECOSISTEMA

Es la unidad funcional de la ecología. Se le identifica como la asociación natural de poblaciones y fenómenos físicos naturales que actúan entre sí para intercambiar materia y energía. Es una categoría que tiene implícito el carácter dinámico, de ejercicio y movimiento de materia. En tanto el medio ambiente ofrece una visión estática, el ecosistema es un área organizada y funcionando. La temperatura es un componente físico del medio ambiente, pero en el ecosistema se estudia su variación temporal y espacial y sus efectos sobre la flora y fauna de modo que se puede inferir modelos de comportamiento.

2.5 ASOCIACIONES INTERPOBLACIONALES

La primera forma de organización del ecosistema, lo encontramos en las asociaciones o interacciones entre poblaciones. Las relaciones entre especias adoptan una gran variedad que tiene como objetivo lograr algún beneficio de la otra. Los ecólogos, encuentran hasta siete manera de acercamiento mutuo que se agrupan en dos formas: Las interacciones negativas, donde por lo menos una población comprometida resulta afectada o inhibida y las interacciones positivas en las cuales las poblaciones interactuales se benefician.

En el primer grupo encontramos la competencia, en la que cada población afecta perjudicialmente a la otra por la explotación de algún recurso que requieren ambos, el comensalismo cuando una población se perjudica y la otra se favorece. El parasitismo y la depredación son aquellas en que las poblaciones beneficiadas dependen estrictamente de las especies perjudicadas.

En el segundo grupo encontramos al comensalismo, donde el comensal se beneficia y el huésped no es afectado y de algún modo retribuido, la protocooperación donde se obtienen beneficios para ambas poblaciones sin que las relaciones tengan carácter obligatorio y el mutualismo que beneficia a las dos especies comprometidas en forma obligatoria e imprescindible.

La importancia ecológica de las asociaciones radica en el efecto que producen en el crecimiento y desarrollo de las poblaciones. El modelo matemático de crecimiento poblacional muestra tendencia exponencial si no existieran mecanismos de control que establezcan la capacidad máxima o límite de individuo por especies. Las relaciones favorables incrementan los índices de natalidad y las perjudiciales incrementan los índices de mortalidad. Todas las poblaciones organizan asociaciones positivas con unas y negativas con otras. De manera que, siempre será auxiliada pero a la vez acosada y atacada.

Las imágenes de crueldad del león africano devorando un débil antílope en la Sabana Africana o la poderosa águila imperial capturando con sus garras a inocentes aves, producen rechazo y sentimiento de repulsión para el cazador, pero en la ética de la naturaleza estos hechos son necesarios y benéficos porque constituye la Selección Natural y la supervivencia del más apto contribuyendo a la evolución de las especies. Del mismo modo, la polinización de una planta por acción de insectos, aves o murciélagos, nos causa emociones agradables, que nos impide observar que solo a los sobrevivientes en la lucha por la existencia se les está dado el derecho a reproducirse y alimentarse para garantizar descendencia con mayor vitalidad y vigor biológico.

2.6 CONCIENCIA SOCIAL Y MEDIO AMBIENTE

El acontecimiento más significativo en la historia de la tierra en los cien mil años, ha sido el aumento de la población humana del mundo, en los dos últimos siglos. El hombre ha necesitado mucho más tiempo para llegar a cierta estabilidad y aún después de haber alcanzado el grado de colectividad que la civilización le permitía, los riesgos seguían siendo grandes. Podría decirse que solo entonces era concebible la alegría de los cuatro Jinetes del Apocalipsis y repentinamente nos damos cuenta que avanzan destruyendo la estabilidad apenas lograda.

Pero la tierra parecía ilimitada. Sólo hace 500 años que descubrimos con certeza su carácter esférico y finito.

La violenta impresión de este descubrimiento parece haber sido más religioso y filosófico que biológico, hasta que estas consecuencias biológicas se presentaron en la colonización del nuevo mundo y en la destrucción de sus civilizaciones nativas ya seniles. Toda la población humana del mundo era probablemente de unos 500 millones en ese tiempo. No llegaría a los 1000 millones en el año 1800 cuando apenas había empezado la revolución industrial. Lo que más impresiona como norma de juicio que sobre la tierra hoy existe el doble de seres humanos que cuando por primera vez se presentó la teoría del origen de las especies y el pensamiento de MALTHUS sobre población.

Actualmente hay cerca de 10 habitantes por kilómetro cuadrado de la superficie terrestre; un total de 3600 millones de habitantes, según el último cálculo de las Naciones Unidas. Para el año 2000 habrá el doble nuevamente.

Este singular punto de vista refleja que la Ecología si bien es cierto es una ciencia que fundamenta sus premisas en el concepto "sistema", es decir la íntima relación de los organismos vivos y en especial el organismo humano con la naturaleza que lo rodea o factores multidimensionales que constituyen su hábitat. Si bien es cierto los organismos constituyen el interés principal, no se puede separar de su ambiente especial ya que con él conforman un sistema físico. Por lo tanto la ecología es fundamentalmente humana y entre una de sus preocupaciones está analizar y estudiar el fenómeno del crecimiento poblacional y la distribución racional de la especie humana en los diferentes territorios.

2.7 PERFIL AMBIENTAL DEL PERU

En el Perú la dinámica poblacional registra un crecimiento sustancial en los dos últimos decenios, caracterizándose por ser sumamente heterogéneo en su distribución, composición y concentración, y con un relevante y acelerado proceso de urbanización, a lo que se agrega una notoria desigualdad en sus tasas de crecimiento a nivel departamental, observándose una clara estratificación entre aquellos departamentos (regiones) que han elevado sus tasas de crecimiento, con aquellas que han mantenido o decrecido según los últimos censos (1981 y 1991).

En el período intercensal de 1940 a 1961 se tiene una tasa de crecimiento total de 2.2 % que se incrementa a 2.9% entre 1961 a 1972 y decrece ligeramente a 2.6% entre 1962 y 1981.

Básicamente el crecimiento poblacional es consecuencia del descenso de la mortalidad y el incremento de la natalidad a a niveles altos, una natalidad que desciende muy lentamente pero se mantiene elevada y una mortalidad que habiendo bajado se mantiene alto todavía, índices que se dan sobre todo en áreas deprimidas y sectores sociales de más bajos ingresos.

La población total correspondiente al área urbana creció desproporcionadamente en relación a la población rural. Se nota claramente que durante el período 1940- 1981, la población nacional tuvo un crecimiento anual del 2.8%, mientras la población urbana incrementó en 3.3%, la rural alcanzó el 0.9%.

La migración rural se ha constituido en uno de los componentes esenciales que ha dado origen al denominado proceso de " nuclearización" en los centros urbanos costeros y a la " litoralización" por la preferente concentración de la población en los departamentos costeros. La costa se ha consolidado como eje económico, articulador e integrador de las actividades productivas, financieras, política administrativa, culturales y de servicios; proceso que ha omogenisado a Lima Metropolitana (Constituida a por la Provincia de Lima y Callao), como el centro más importante del sistema urbano del país.

La región de la costa a pesar de ser la menos extensa del territorio (10.6% de la superficie total del país). Concentra el 50% de la población nacional, considerándose a Lima como el polo de desarrollo más significativo del país, siguiéndole en este orden: Piura, Lambayeque y la Libertad en el norte y Arequipa en el Sur.

Paradógicamente la selva, la más extensa el país, con aproximadamente el 59% de la superficie territorial nacional, incluye solamente el 10.6% de la población total del país , destacando las ciudades de Iquitos, Pucallpa y Tarapoto como los asentamientos poblacionales de mayor importancia. La región sierra con el 30.5 % de la superficie territorial alberga al 39.4% de la población.

Es gravitante reconocer que es el ser humano quien tiene la inmensa responsabilidad de partir de políticas racionales de explotación de los recursos naturales que ha heredado, debe sentar las bases de un desarrollo sostenido, para lo cual innegablemente debe ser adoptar políticas de crecimiento demográficos en donde destaque la actitud responsable de la población en lo que se refiere a la limitación del número de integrantes de la familia, para que los recursos sean suficientes para atender sus necesidades de alimentación y preservación de la vida; debiendo reconocer que en antaño se reconocía que el promedio de vida era de dos treintena mas dos años, (70 años), expectativas que en los países en vías de desarrollo es dramáticamente más baja a este índice.

2.8 CONTAMINACION ATMOSFERICA Y CALIDAD DEL AIRE

El aire es el elemento básico de todo ser vivo. Diariamente nuestros pulmones filtran unos 15 kilómetros de aire atmosférico, mientras que sólo absorbemos 25 kilos de agua y menos de 1.5 kilos de alimentos.

El aire está compuesto por una mezcla de gases que constituye la atmósfera: nitrógeno, oxígeno, argón, anhidrido carbónico; además contiene vapor de agua y gases raros menores, como el helio, criptón, radón, xenón y ozono.

La Contaminación Atmosférica es un fenómeno natural o provocado, intencionalmente o no, que incide en la composición normal físico-química y biológica de la atmósfera haciéndola hostil a las actividades humanas, en sus múltiples facetas y a la vida misma.

Los contaminantes de la atmósfera pueden ser:

• Químicos: constituidos por sustancias de diverso estado físico, se originan en los múltiples procesos de transformación de la materia. Pueden estar en estado gaseoso o particulado.

• Físicos: Son formas de energía muy difundidos en las variadas actividades de la sociedad contemporánea. Ejemplo: el ruido.

• Biológicos: Constituidos por los organismos vivientes que arriban a la atmósfera en formas muy diversas como el polen y esporas, mohos, hongos, virus, etc.

Las fuentes de contaminación atmosférica en el país son:

• Las Industrias minero-metalúrgicas, que incluyen las fábricas de cemento y la Industria del Petróleo y sus derivados.

• Parque automotor

• Fábricas de harina de pescado.

• Industria textil.

• Industria alimentaria.

• Industria química.

• Las malas costumbres de la Población (quema de basuras y desmonte).

Las consecuencias de la contaminación atmosférica son a largo plazo y difíciles de determinar, sin embargo estudios de probabilidad permiten señalar que determinados agentes son factores de riesgo ambiental y de enfermedad. Entre las enfermedades que producen los contaminantes químicos se encuentran el cáncer a la piel, las "cataratas" de los ojos, la arterioesclerosis, la alteración de la inmunidad y el menoscabo de la inteligencia a causa de la exposición al plomo.

La relación de normas legales que a continuación detallamos se ocupan de los Contaminantes Químicos que afecten nuestra atmósfera.

Debemos resaltar que en nuestro país no se han establecido hasta la fecha los límites permisibles de Contaminación Atmosférica, utilizándose para los estudios, los parámetros internacionales. Sin embargo, existe un proyecto de Patrones Nacionales de Calidad del Aire, aprobado por diferentes entes del sector público y privado, pero que lamentablemente no se materializa en un dispositivo legal que lo apruebe.

• COMPOSICION DE LAS EMISIONES TOXICAS CONTAMINANTE DEL AIRE PRODUCIDO POR VEHICULOS MOTORIZADOS

Las emisiones tóxicas se clasifican en reglamentadas y no reglamentadas. Su acción sobre el organismo humano es diferente: desde sensaciones desagradables hasta enfermedades graves, incluyendo el cáncer, en concentraciones considerables pueden tener efecto letal.

Las emisiones tóxicas se refieren a : CO, CxHy, Nox, el humeado (humo) y el hollín, así como partículas sólidas (PS).

2.10 EL MONOXIDO DE CARBONO (CO)

Es un gas incoloro, inodoro, un poco más ligero que el aire y prácticamente insoluble en agua. Es producto de la combustión incompleta del combustible. Se forma como consecuencia de la mala pulverización del combustible, de la reacción de llama fría, así como la disociación del dióxido de carbono a altas temperaturas, cuando se quema en atmósfera de oxígeno, continúa oxidándose hasta formar el dióxido de carbono; a veces, el proceso de combustión del CO prosigue en el conducto de escape. Durante el funcionamiento de los motores diesel, la concentración del CO en los gases de escape no es significativa (aproximadamente 0.1 – 0.2 %); por lo tanto, sólo se toma en consideración la concentración del CO para los motores de carburador.

La acción del CO sobre el organismo humano se manifiesta en las perturbaciones funcionales del sistema nervioso central, dolores de cabeza, enflaquecimiento, sensaciones dolorosas en el corazón, náuseas y vómitos; consecuencias de la sub alimentación de oxígeno.

Esto ocurre porque el CO altera la composición de la sangre, reduce la formación hemoglobina, entrando en reacción con ésta, y perturba el proceso de oxigenación del organismo ( la absorción de CO en la sangre es 240 veces más que la del oxígeno).

Con concentraciones de CO en el aire superiores a 0.01 % y 0.02% ( por volumen) se observan síntomas de intoxicación y cuando llega a ser entre 0.2 % y 0.25 %, vine el desmayo en unos 25 a 30 minutos. El límite máximo de concentración de CO en el aire es de 1 mg/m3.

2.11 LOS OXIDOS DE NITROGENO ( NO, NO2, N2O, N2O3, N205….NOx)

Representan los componentes más tóxicos de los gases de escape. En condiciones atmosféricas normales el nitrógeno es un gas bastante inerte, pero con presiones y sobre todo, temperaturas elevadas, entra activamente en reacción con el oxígeno. En los gases de escape de los motores, el óxido de nitrógeno (NO) constituye más del 90 % de toda la gama de los NOx, oxidándose fácilmente hasta el NO2 en el sistema de escape, y después en la atmósfera.

Los óxidos de nitrógeno irritan las mucosas de los ojos y de la nariz, destruyen los pulmones; pasando por las vías respiratorias, entran en reacción con la humedad de estas, formando los ácidos nítrico y nitroso. Por lo general, los síntomas de intoxicación con los NOx no se manifiestan inmediatamente, sino paulatinamente y no hay medios eficaces que puedan neutralizarlos. El dióxido de nitrógeno (N2O) tiene acción narcótica.

Se considera que los óxidos de nitrógeno son 10 veces más peligrosos para el organismo humano que el monóxido de carbono.

El contenido límite de óxidos de nitrógeno en el aire se estima en 0.1 mg / m3.

Los óxidos de nitrógeno son destructivos para las hojas de las plantas. Esta acción devastadora se revela con concentraciones en el aire de 0.5 – 0.6 mg / m3. Conviene observar que el ácido nítrico es un agente fuerte que ocasiona corrosión en los aceros.

La cantidad de emisión de óxidos nitrosos depende en gran medida de la temperatura de los gases en la cámara de combustión. Así elevando la temperatura de 2 500 a 2 700 ºK, la velocidad de reacción aumenta 2.6 veces; bajándola de 2 500 a 2 300 ºK, la velocidad disminuye en 8 veces, quiere decir que: cuanto mayor es la temperatura, tanto más alta es la concentración de los NOx. Por ejemplo, la inyección hecha anticipadamente o, una gran comprensión, favorecen a la formación de los NOx. Cuando mayor es la concentración de oxígeno, tanto más elevada es la concentración de los óxidos de nitrógenos.

• LOS HIDROCARBUROS ( CxHy)

Denominados en adelante CxHy y formados por : etano, metano, etileno, benzol, propano, acetileno y otros, son igualmente sustancias tóxicas. Los gases de escape contienen más de 200 hidrocarburos diferentes que se dividen en alifáticos ( con cadenas abiertas o cerradas) y aromáticos, que contienen un anillo de benzol. La presencia de CxHy en los gases de escape de los motores diesel se explica por el hecho de que la mezcla en la cámara de combustión es heterogénea y por consiguiente, la llama se apaga en zonas demasiado enriquecidas, por ejemplo, junto a las paredes del cilindro.

Los hidrocarburos, resultados de la combustión incompleta, emitidos con los gases de escape, representan la mezcla de unas cuantas centenas de compuestos químicos, y tienen olor desagradable. Las emisiones de CxHy causan muchas enfermedades crónicas.

Son igualmente tóxicos los vapores de gasolina, por su naturaleza, hidrocarburos. La concentración diaria admisible de vapores de gasolina es de 1.5 mg / m3.

La proporción de hidrocarburos en los gases de escape aumenta con la estrangulación en la admisión, o cuando el motor funciona en vacío ( por ejemplo, durante el frenado). En estos casos empeora la turbulencia de la carga, disminuye la velocidad de la combustión, se dificulta la inflamación, y por lo tanto, se observan mayores emisiones de hidrocarburos.

Los CxHy se forman debido a la combustión incompleta que se producen junto a las paredes frías de la cámara de combustión, donde hay zonas con escaso suministro de aire durante todo el proceso de la combustión, se forman también por una deficiente pulverización del combustible, por la imperfecta turbulencia del aire y por las bajas temperaturas ( por ejemplo, durante la marcha en vacío).

Los CxHy son agentes que favorecen la formación de sustancias biológicamente activas, que provocan irritación y posterior enfermedad de ojos, garganta, nariz y son muy perjudiciales para la flora y fauna; pueden ocasionar también enfermedades crónicas. Algunos hidrocarburos aromáticos poseen propiedades tóxicas.

Con determinadas condiciones meteorológicas, cierto hidrocarburos ( olefinas) y óxidos nitrosos contribuyen activamente a la formación del "smog".

• EL SOMG ( " smoke " – humo, " fog " niebla)

Representa una niebla venenosa que se forma en las capas inferiores de la atmósfera, es un aerosol que se compone de humo, polvo, hollín y pequeñas gotas de agua ( cuando se trata de atmósfera húmeda). Este fenómeno es característico de las urbes industriales. Es el resultado de procesos foto químicos catalizados por la radiación solar ultravioleta, aquí se verifica la disociación de las moléculas de NO2 en las de NO, ozono y peróxidos. Estos productos entran en contacto con las olefinas, produciendo compuestos de peróxido nítrico.

Cuando su concentración llega a más de 0,2 mg / m3, se observa la condensación del vapor, bajo la forma de niebla y con propiedades tóxicas. Cuando calor seco, el smog se presenta como una bruma amarillenta.

Son famosos los " smogs" de Londres, Los Angeles, Nueva York y otras ciudades industriales grandes. En algunas, por ejemplo en Tokio, los habitantes se ven obligados a utilizar, a veces, máscaras con un dispositivo automático que dosifica la porción necesaria de oxígeno puro.

• EL HUMO

Es la modalidad no transparente de los gases de escape debido a la presencia del hollín, de partículas sólidas suspendidas, de vapor, de gotas minúsculas de combustible, de aceite y de otros aerosoles; el humeado se percibe visualmente. El humo puede tener diferentes graduaciones de color, dependiendo de la composición de los gases de escape. se distinguen humo blanco, azul y negro.

EL HUMO BLANCO Y AZUL, es el mismo combustible bajo la forma de gotas, mezclado con una cantidad diminuta de vapor, es producto de la combustión incompleta y la condensación posterior.

El humo blanco se produce cuando el motor se pone en marcha en frío, en el arranque, presentándose bajo la forma de una nubecilla blanca expelida desde el tubo de escape. Desaparece rápidamente a medida que el motor se calienta ( incrementa sus revoluciones y entra en operación). El humo blanco difiere del azul por la dimensión de gotas, es decir, si el diámetro de las esferillas es superior a la longitud de onda del azul, el ojo percibe las gotitas como blancas. Las partículas menores se presentan en su conjunto como azules. En dependencia de su densidad, el humo blanco y azul, visto a la luz del sol, varía su coloración del gris al castaño. El color azul es apenas una función de la dimensión de gotas.

Sin embargo, es necesario subrayar que el aceite lubricante es responsable también del humo azul ( por ejemplo, una nubecilla azul que deja el coche que consume un exceso de lubricantes, o de aceite y combustibles en el caso del motor de dos tiempos). Algunas veces, a este humo se le llama " humo de aceite".

Las partículas de humo negro que se presentan a simple vista como partículas entera ( sus dimensiones superan la longitud de onda de la luz visible), no son otra cosa que aglomerados de hollín. Tanto los aglomerados como los hidrocarburos aromáticos policíclicos ( HAP) y las partículas del hollín ( humo negro) que no se perciben a simple vista como partículas enteras, producen la opacidad; es decir, la densidad óptica de los gases de escape.

Varios factores determinan la aparición de humo blanco y azul, así como el olor característico en los gases de escape. Entre estos tenemos: Temperatura del motor, método de formación de la mezcla y características del combustible.

La mezcla del humo blanco y azul se compone siempre de gotas de formas diversas, y cuyo diámetro puede variar en una escala bastante amplia; la dimensión de las gotas ( por lo tanto, la coloración del humo) depende de la temperatura en que éstas se forman.

Cuando la temperatura de combustión sube, el humo adquiere una tonalidad azul más acentuada, es decir la dimensión de las gotas se desplaza hacia valores menores. Hay que tener en cuenta que dependiendo del tipo de combustible y de la temperatura, el humo desaparece debido a la combustión completa.

El humo indica siempre que el combustible que llega a la cámara de combustión no encuentra la temperatura suficiente, y no puede quemarse completamente.

Entonces la conclusión es la siguiente: cuanto más baja es la temperatura en la cámara de combustión, y en la tubería de escape ( allí una parte del humo se forma por el combustible residual existente) tanto más alta es la emisión del humo.

Esto se nota mayormente antes que el motor se ponga en marcha, cuando una parte del combustible y vapor de agua se condensan y se transforman en una niebla de humo después del arranque.

El humo negro se compone principalmente de hollín y de hidrocarburos poli aromáticos con estructura hexagonal, invisibles a simple vista, pero estructuralmente próximos al negro de grafito, que también tiene una red hexagonal estratiforme; se trata, por lo tanto del producto de la combustión que se compone de sustancias residuales y resulta del craqueo, deshidrogenación y polimerización.

Las partículas de humo negro tienen dimensiones de 1 micrón y se aglomeran en partículas mayores con dimensiones de 0.01 milímetro y más.

El índice elevado de humeado tiene incidencias negativas sobre el organismo humano, flora, instalaciones y edificaciones; empeora la visibilidad, aumentando así la probabilidad de accidentes de tránsito.

• EL HOLLIN

Representa un cuerpo amorfo, sin red cristalina, un producto carbónico sólido en estado de dispersión. En los gases de escape de los motores diesel el hollín es constituido por partículas de forma irregular con dimensiones lineales entre 0.3 y 100 micrones. La mayor parte de las partículas de hollín miden entre 0.4 y 0.5 micrones y las más pequeñas entre 0.015 y 0.17 micrones.

El hollín es producto de la descomposición térmica ( pirólisis) de hidrocarburos en estado gaseoso ( vapor) con alimentación insuficiente o carentes de oxígeno. Varios factores concurren a la formación de hollín: la temperatura y la presión en la cámara de combustión, el tipo de combustible, la proporción entre el combustible y el aire en la mezcla ( coeficiente de exceso de aire) y las particularidades estructurales del motor.

La cantidad del hollín depende considerablemente de la temperatura en la zona de combustión. A medida que la temperatura y la presión suben, ésta cantidad aumenta drásticamente.

La formación de hollín depende igualmente de las propiedades del combustible. Cuanto más elevada es la relación C / H en el combustible, tanto más elevada es la emisión del hollín; cuanto mayor es el peso molecular de los hidrocarburos saturados y no saturados con cadenas directas, tanto mayor es la velocidad de formación del hollín. Se pueden clasificar los hidrocarburos según su facilidad para constituir el hollín: parafinas normales, isoparafina, cicloparafina, olefinas, cicloolefina, diolefina y aromáticos.

Cuando el combustible se quema completamente, se efectúa, tanto el proceso de formación del hollín, como también el de combustión completa de sus partículas. Esto último se debe a la reacción entre el carbono y los radicales OH y el oxígeno. Si el motor diesel trabaja con mezclas pobres ( más pobre de lo que la estequiometría establece: & > 1), ocurre la oxidación directa del hollín con el oxígeno. Hay que tener en cuenta que la velocidad del quemado de hollín depende de la dimensión de sus partículas ( mejor dicho, de su superficie).

Todo el hollín que se forma se quema por completo, solamente; en el caso de que la dimensión de las partículas no superen los 100 A ( 0.01 micrones).

Se ha comprobado por vía experimental, que una parte considerable de hollín se quema completamente debido a la expansión de los gases en el cilindro, cuando las partículas de hollín tienen acceso al oxígeno, y debido a la difusión y al movimiento de los gases.

Existen otros factores favorables a la formación del hollín, entre ellos: zonas sobrealimentadas de combustible en la cámara de combustión, contacto del combustible con las paredes frías, inadecuada turbulencia de la mezcla; si ésta aumenta, disminuye la cantidad de hollín, porque la combustión se vuelve más completa.

El hollín se sedimenta en las vías respiratorias, dando origen a enfermedades nasofaríngeas y pulmonares crónicas ( especialmente las partículas con dimensiones de 0.5 – 2 micrones). Además, el hollín contamina el aire, empeora la visibilidad y, lo que es peor, absorbe sustancias cancerígenas comprendidas en el grupo de hidrocarburos aromáticos policíclicos y el benzopireno C20H12.

La concentración del hollín en los gases de escape de los motores diesel puede alcanzar 0.8 g / m3.

Los componentes tóxicos no normalizados ( no sujetos a estandarización) comprenden: partículas, elementos principales ( carbono, hidrógeno, nitrógeno), remanentes de metales, compuestos volátiles, sulfatos, dióxido de azufre, ácido sulfhídrico, cianuros aromáticos policíclicos ( HAP) y sustancias aromáticas.

• LOS ALDEHIDOS ( formaldehído y acroleína)

Se forman cuando el combustible se quema a bajas temperaturas, o en mezcla demasiado pobres. Pueden igualmente ser producto de la oxidación de la película de aceite en la camisa del cilindro, o del escape de combustible desde el pulverizador. Al quemarse el combustible a altas temperaturas, los aldehídos desaparecen.

Ejercen acción perjudicial sobre el sistema nervioso y el aparato respiratorio. Así con una concentración de formaldehído de 0.18 % se observa irritación fuerte en las mucosas de la nariz y de los ojos.

El grupo de aldehídos es el que determina el olor característico de los gases de escape.

2.17 EL DIOXIDO DE AZUFRE SO2 Y EL ACIDO SULFHIDRICO H2S

Se forman durante el funcionamiento del motor con combustible que contienen compuestos sulfurosos ( su presencia es característica en los motores diesel), éstos compuestos ocasionan irritaciones fuertes de los ojos y de los órganos del olfato, pues el SO2 absorbe la humedad para formar el ácido. Son extremadamente nocivos para las plantas.

• EL DIOXIDO DE CARBONO ( CO2)

Es un gas incoloro, inodoro, más pesado que el aire, no tóxico. El porcentaje elevado de CO2 en la atmósfera produce el latido acelerado del corazón. Actualmente el contenido de este gas en la atmósfera alcanza 350 ppm aumentándose cada año en 0.5 %. La particularidad de CO2, es que al subir en las capas superiores de la atmósfera absorbe intensivamente la radiación infrarroja reflejada por la superficie terrestre. Este fenómeno conduce al aumento de la temperatura promedio de la tierra, al que se le ha denominado " Efecto Invernadero".

Por eso en muchos países existen los programas especiales que prescriben, utilizando todos los medios posibles para contribuir a la disminución de las emisiones de CO2.

• PARTICULAS SOLIDAS ( PS)

La emisión no normalizada de partículas sólidas con los gases de escape es un factor negativo para el empleo de los motores diesel en los medios de transporte con una adecuada calidad.

Las partículas sólidas incluyen principalmente el hollín ( carbono), pero también se pueden referir a cierta clase de partículas minerales del aire ( polvo) y del combustible ( ceniza), así como las partículas metálicas resultantes del desgaste por fricción.

Según la definición de EPA, se entiende por partícula sólida cualquier sustancia, excepto el agua, que " al mezclarse con el aire, se precipita en el filtro especial para gases de escape a temperaturas inferiores a 51.7 º C".

La emisión de partículas sólidas con los gases de escape, que producen los motores diesel, sobrepasa en 30 – 70 veces a la de los motores de carburador equipados con neutralizadores. Además, juntamente con otras sustancias contaminadoras, estas partículas ensucian los edificios, producen la corrosión y erosión de los materiales. La suspención de partículas ligeras constituidas esencialmente por compuestos de carbono, con dimensión media de 0.2 micrones, empeora considerablemente la visibilidad, aumentando el riesgo de accidentes de tránsito.

Los ensayos efectuados con motores diesel vehiculares ( con cilindrada del motor de 1.5 – 2.0 lt) según el ciclo de pruebas de 13 etapas y conforme a la metodología FTP, han demostrado que las partículas se componen entre 80 % y 90 % de carbono ( hollín) y compuestos orgánicos absorbidos. La parte de hidrógeno constituye entre 2 % y 5 %, nitrógeno ente 0.3 % y 1.0 % y azufre entre 2.2 % y 5.0 %. De los elementos principales que forman parte de las partículas, merece mencionar el hierro ( 0.7 %) y el plomo ( 0.45 %) que son productos que ocasionan desgaste y corrosión en las piezas del motor y están presentes en los lubricantes como impurezas microscópicas. La cantidad de la emisión de sulfatos es variable conforme al contenido de azufre en el combustible.

Como muestra el análisis biológico de las partículas, el factor más peligroso es el factor mutante de las sustancias orgánicas y de los hidrocarburos aromáticos policíclicos absorbidos en su superficie. Se sabe que la interacción entre los factores mutante y cancerígeno incrementa el llamado " factor riesgo" del cáncer.

• COMPUESTOS DE PLOMO