01 Jul
Conceptos Fundamentales de Contaminación Atmosférica
Aquí se definen términos clave relacionados con la contaminación del aire y sus fenómenos asociados.
Definiciones Clave
EMISIÓN: Cantidad de contaminante emitido desde cualquier medio emisor (fuente contaminante) en un período de tiempo determinado (microg/m³ o ppm).
INMISIÓN: Es la cantidad de contaminante que llega al receptor una vez transportados y difundidos por la atmósfera.
LLUVIA ÁCIDA: Es un fenómeno ambiental provocado por la disolución de óxidos ácidos, como el SO₂ y el NOₓ, en el agua atmosférica.
DEPOSICIÓN SECA: Los SO₂ y los NO₂ se depositan cerca de los focos emisores en la superficie terrestre al poco tiempo de ser emitidos.
DEPOSICIÓN HÚMEDA: Cuando estos SO₂ y NO₂ permanecen más tiempo en la atmósfera, sufren el proceso de oxidación formándose H₂SO₄ y HNO₃. Estos ácidos se disuelven en el agua atmosférica produciendo una precipitación ácida en forma de lluvia, nieve o granizo.
SMOG FOTOQUÍMICO: Es un tipo de contaminación atmosférica que ocurre en ciudades con alta irradiación solar. Se forma cuando los óxidos de nitrógeno y los compuestos orgánicos volátiles reaccionan bajo la luz solar, formando ozono y otros contaminantes secundarios.
INVERSIÓN TÉRMICA: Es un fenómeno en el que la temperatura del aire aumenta con la altitud, en lugar de disminuir. Esto impide la circulación vertical del aire, haciendo que los contaminantes se acumulen en las capas bajas de la atmósfera. Ocurre cuando una capa de aire cálido se sitúa sobre otra más fría, actuando como barrera.
Este fenómeno es frecuente en valles o zonas montañosas, especialmente en invierno o durante noches frías y calmadas, y favorece un notable empeoramiento de la calidad del aire.
Propiedades Atmosféricas y su Influencia
A medida que aumenta la altitud en la atmósfera terrestre, tanto la presión como la densidad del aire disminuyen. Esto se debe a que la atmósfera está compuesta por capas de aire, y las capas inferiores soportan el peso de las superiores. Por tanto, cuanto más alto nos encontramos, menor es la cantidad de aire que queda por encima y, en consecuencia, menor es la presión ejercida.
La densidad del aire, que se define como la masa por unidad de volumen, también disminuye con la altitud. Al ascender, hay menos moléculas de aire por unidad de volumen, lo que significa una menor densidad.
Factores de Dispersión de Contaminantes Atmosféricos
La dispersión de los contaminantes en la atmósfera está influenciada por diversas variables.
1. Características de la Emisión
Naturaleza del contaminante: Gases o partículas.
Temperatura de emisión: Si es más alta que la del aire, el contaminante asciende y se dispersa mejor.
Altura del foco emisor: A mayor altura, mejor dispersión (menos efecto de inversiones térmicas).
Velocidad de salida: Mayor velocidad, mayor dispersión.
2. Condiciones Atmosféricas
Temperatura del aire y su variación con la altura.
Inversión térmica: Capa caliente sobre capa fría → impide circulación del aire → acumula contaminantes.
Precipitaciones: Arrastran contaminantes al suelo, disuelven gases.
Insolación: Favorece la formación de contaminantes secundarios (fotoquímica).
3. Factores Geográficos y Topográficos
Topografía: Influye en los movimientos del aire y en la dispersión.
Islas de calor (zonas urbanas): El calor y los edificios dificultan la dispersión → cúpula de contaminación.
Brisa montaña-valle:
Día: Aire caliente sube por laderas, contaminantes quedan en el valle.
Noche: Aire frío baja al valle, acumulando contaminantes.
Brisa marina:
Día: Lleva contaminantes tierra adentro.
Noche: Lleva contaminantes al mar.
Conceptos de Calidad del Agua
Definiciones importantes para entender las propiedades y la contaminación del agua.
Parámetros de Calidad del Agua
DEMANDA BIOLÓGICA DE OXÍGENO (DBO): Es la capacidad de la materia orgánica en una muestra de agua natural de consumir oxígeno o la cantidad de oxígeno que necesita ese agua para descomponer todos los materiales biodegradables presentes en ella.
ALCALINIDAD: Es una propiedad que tienen las aguas naturales para amortiguar los cambios de pH por efecto de un ácido.
PARTÍCULAS COLOIDES: Es un tipo de mezcla intermedia entre la suspensión y la disolución, en la cual hay partículas dispersas que permanecen suspendidas en el medio pero no están realmente disueltas.
DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO): Es la medida cuantitativa de la cantidad de oxígeno requerido para oxidar químicamente la materia orgánica presente en el agua residual utilizando como oxidante el permanganato o dicromato en medio ácido y a altas temperaturas.
EUTROFIZACIÓN: Se produce cuando en un cuerpo de agua se hallan bionutrientes en exceso que facilitan un crecimiento acelerado de plantas, algas y otros organismos fotosintéticos.
La DUREZA DEL AGUA es una medida de la concentración de sales minerales, principalmente calcio (Ca²⁺) y magnesio (Mg²⁺), disueltas en el agua. Cuanto mayor es la cantidad de estos iones, más dura se considera el agua.
Agentes de Limpieza: Jabón vs. Detergente
Tanto el jabón como el detergente son agentes tensioactivos, es decir, reducen la tensión superficial del agua y permiten eliminar grasas y suciedad. Ambos tienen una estructura bipolar, con una parte hidrofílica (afinidad por el agua) y otra hidrofóbica (afinidad por las grasas).
Aspecto | Jabón | Detergente |
Origen | Natural (grasas animales o vegetales + base) | Sintético (derivados del petróleo u otras fuentes químicas) |
pH | Básico (alcalino) | Puede ser neutro, ácido o básico, según el tipo |
Efectividad | Menor en aguas duras (forma sales insolubles con calcio/magnesio) | Más efectivo en aguas duras |
Biodegradabilidad | Generalmente biodegradable | Algunos no biodegradables |
Elementos Tóxicos y sus Efectos en la Salud
Tabla comparativa de metales pesados y sus impactos.
Elemento | Principales Fuentes | Acción Tóxica | Enfermedades Relacionadas | Hecho Histórico o Personaje Famoso |
Plomo (Pb) | – Operaciones de extracción minera. – Contaminación natural por minerales: PbS. – Emisiones de gasolina con Pb. – Instalaciones con tubería de Pb. | Puede ser bioacumulado, compite con el Ca²⁺ en el organismo. (En medios acuáticos el Pb²⁺ precipita fácilmente en forma de sulfatos y sulfuros). Neurotóxico. Afecta el sistema nervioso central y periférico. Inhibe enzimas clave. | – Cólicos – Parálisis – Pigmentación en la piel. – Saturnismo – Anemia – Retrasos cognitivos en niños | Probables víctimas de saturnismo: Francisco Goya y Beethoven. |
Mercurio (Hg) | – Procesos industriales: producción de soda y cloro. – Aplicaciones en equipos y usos industriales. – Plaguicidas y productos médicos. – Combustión e incineración. | Efecto tóxico por bioacumulación: caso de la Bahía de Minamata, Japón 1953. Neurotóxico. Daño al sistema nervioso, renal y digestivo. | – Alteración del sistema nervioso. – Daños en el cerebro y daños genéticos. – Reacciones alérgicas e incoordinación muscular. – Síndrome de Minamata | Caso de Minamata (Japón, 1950s). “Sombrerero loco” por intoxicación en la industria de sombreros. |
Arsénico (As) | – Contaminación natural de aguas subterráneas. – Plaguicidas a base de arseniatos. – Colas de minas. – Refino de petróleo y carbón mineral que contiene As. | Efecto tóxico por bioacumulación. (Ha provocado muchos casos de intoxicación por aguas naturalmente contaminadas). Tóxico crónico. Se acumula en piel, hígado y riñones. Puede actuar como carcinógeno. | – Cáncer (pulmón, piel, vejiga) – Lesiones cutáneas – Trastornos gastrointestinales – Queratosis de palmas y plantas | Napoleón Bonaparte: probablemente sufrió un envenenamiento crónico por la utilización de As para el cuidado capilar. – Caso de Bangladesh: millones expuestos a aguas contaminadas con As. |
Cadmio (Cd) | – Descargas industriales. – Desechos mineros. – Baterías (Ni-Cd). – Industria metalúrgica. – Fertilizantes fosfatados. – Humo de tabaco. | Reemplaza al Zn. (Precipita en forma de CdS). Se acumula en hígado y riñones. Interfiere con el metabolismo del calcio. Puede causar osteoporosis y cáncer. | – Tensión arterial alta – Daños en el riñón y tejido testicular. – Destrucción de glóbulos rojos. – Síndrome de Itai-Itai (dolor óseo) – Enfermedad renal crónica | Caso Itai-Itai en Japón: intoxicación masiva por arroz cultivado con agua contaminada por Cd. |
Técnicas de Remediación Ambiental
Métodos utilizados para limpiar y restaurar entornos contaminados.
Técnica | Descripción | Contaminantes Objetivo | Ventajas | Inconvenientes |
Electrorremediación | Aplicación de corriente eléctrica mediante electrodos (cátodo y ánodo) insertados en el suelo. Los iones contaminantes migran hacia el electrodo opuesto y se extraen. | Metales pesados y compuestos iónicos | Alta eficiencia en metales. Adecuado en suelos húmedos. | Elevado coste energético. Necesita tratamiento ex situ. |
Biorremediación | Uso de microorganismos (bacterias, hongos o plantas) para degradar contaminantes orgánicos. A veces se usan organismos modificados genéticamente. | Compuestos orgánicos (hidrocarburos, disolventes, etc.) | Ecológica, económica y sostenible. | No sirve para metales ni sustancias recalcitrantes. |
Fitorremediación | Uso de plantas hiperacumuladoras para absorber, degradar o acumular contaminantes. Luego se retiran y pueden quemarse para recuperar metales. | Metales pesados y algunos contaminantes orgánicos | Bajo coste. Técnica in situ. Puede recuperar metales. | Proceso lento. Limitado a suelos con cobertura vegetal. |
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