Provincia de Buenos Aires

Dirección General de Cultura y Escuelas

Región 6. San Fernando

ISFD N° 117 “Gral. José G. Artigas”

Profesorado de Educación Secundaria en Química

Química del Ambiente

Profesor: Lic. Julio G. Corgo

La Atmósfera Problemáticas ambientales y sus procesos químicos

      Alumnas:

● Arellano, Mariel ● Cardozo, Laura ● Sarli, Cintia

 

Índice

Introducción.------------------------------------------------------------------------------------2 Características de la atmósfera

● Estructura de la atmósfera-----------------------------------------------------------2 ● Composición de la atmósfera--------------------------------------------------------4 ● Capa de ozono--------------------------------------------------------------------------5 ● Material particulado-------------------------------------------------------------------6 ● Efecto invernadero--------------------------------------------------------------------7

Contaminantes atmosféricos-----------------------------------------------------------------9 Problemáticas ambientales

● Smog -----------------------------------------------------------------------------------12 ● Smog fotoquímico--------------------------------------------------------------------13 ● La lluvia ácida-------------------------------------------------------------------------15 ● El agujero de la capa de ozono------------------------------------------------------18 ● Ozono troposférico-------------------------------------------------------------------20 ● Calentamiento global-----------------------------------------------------------------20

Bibliografía--------------------------------------------------------------------------------------24

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Introducción Vivimos sobre la superficie de la Tierra, pero en su atmósfera. El aire nos rodea de igual manera que el agua rodea a la vida acuática, al igual que la corteza terrestre y las masas de agua, la atmósfera se usa como una mina de la que se obtiene recursos químicos y también como un vertedero para tirar productos de desecho. utilizamos ciertos gases atmosféricos cuando respiramos, quemamos combustible y realizamos diversos procesos industriales. los seres humanos. los otros organismos vivos y los fenómenos naturales agregan también gases, gotitas líquidas y partículas sólidas a la atmósfera. Estos materiales añadidos pueden no tener efecto alguno, o bien alterar el entorno local o hasta las condiciones del planeta. Sabemos que las actividades humanas pueden perjudicar en ocasiones la calidad del aire, surgen cuestiones importantes: ¿debemos considerar el aire como un recurso gratuito? ¿qué tan limpio debería ser el aire? ¿Quien o quienes deberían encargarse del control de la contaminación?. Estas son cuestiones que se seguirán discutiendo a niveles locales, estatales, nacionales e internacionales en los años que vienen. Las respuestas aceptables a estos difíciles interrogantes dependen al menos en parte de la comprensión de la química de los gases que constituyen a la atmósfera. Necesitaremos conocer la composición y la estructura de la atmósfera, las propiedades generales de los gases, los procesos que influyen en el clima y cómo se renueva la atmósfera de manera natural a través de ciclos. El presente trabajo pretende reunir y analizar información sobre los procesos químicos asociados a las problemáticas ambientales más relevantes que afectan a nuestra atmósfera; el smog atmosférico, la lluvia ácida, los problemas relacionados con el ozono y el calentamiento global.

Características de la atmósfera La atmósfera es uno de los componentes más importantes del clima terrestre. Es el presupuesto energético de ella la que primordialmente determina el estado del clima global, por ello es esencial comprender su composición y estructura. Los gases que la constituyen están bien mezclados en la atmósfera, pero no es físicamente uniforme pues tiene variaciones significativas en temperatura y presión en relación con la altura sobre el nivel del mar.

Estructura de la atmósfera

La capa gaseosa que rodea al planeta Tierra, se divide teóricamente en varias capas concéntricas sucesivas. Estas son, desde la superficie hacia el espacio exterior:

● Tropósfera (o Troposfera) ● Tropopausa ● Estratósfera (o Estratosfera) ● Estratopausa

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● Mesósfera (o Mesosfera) ● Mesopausa ● Termósfera (o Termosfera)

La troposfera o baja atmósfera, es la que está en íntimo contacto con la superficie terrestre y se extiende hasta los 11 km. s.n.m. en promedio. Tiene un grosor que varía desde 8 km. en los polos hasta 16 km. en el Ecuador, principalmente debido a la diferencia de presupuesto energético en esos lugares. Incluye el 75% de la masa de gases totales que componen la atmósfera, el 99% de la masa de la atmósfera se encuentra bajo los 30 km. s.n.m. El 99% está compuesta sólo por dos gases, Nitrógeno (N2, 78%) y Oxígeno (O2, 21%). El 1% que resta consta principalmente de Argón (Ar, aproximadamente 1%) y Dióxido de Carbono (CO2, 0,035%). El aire de la tropósfera incluye vapor de agua en cantidades variables de acuerdo a condiciones locales, por ejemplo, desde 0,01% en los polos hasta 5% en los trópicos. La temperatura disminuye con la altura, en promedio, 6,5° C por kilómetro. La mayoría de los fenómenos que involucran el clima ocurren en esta capa de la atmósfera (Kaufmann, 1968), en parte sustentado por procesos convectivos que son establecidos por calentamiento de gases superficiales, que se expanden y ascienden a niveles más altos de la tropósfera donde nuevamente se enfrían. Esta capa incluye además los fenómenos biológicos. La tropopausa marca el límite superior de la troposfera, sobre la cual la temperatura se mantiene constante antes de comenzar nuevamente a aumentar por sobre los 20 km. s.n.m. Esta condición térmica evita la convección del aire y confina de esta manera el clima a la troposfera. La capa por sobre la tropopausa en la que la temperatura comienza a ascender se llama estratósfera, una vez que se alcanzan los 50 km. de altura, la temperatura ha llegado a los 0°C . Por lo tanto, se extiende desde los 20 km. hasta 48-50 km. s.n.m. Contiene pequeñas cantidades de los gases de la tropósfera en densidades decrecientes proporcional a la altura. Incluye también cantidades bajísimas de Ozono (O3) que filtran el 99% de los rayos ultravioleta (UV) provenientes de las radiaciones solares. Es esta absorción de UV la que hace ascender la temperatura hasta cerca de los 0°C. Este perfil de temperaturas permite que la capa sea muy estable y evita turbulencias, algo que caracteriza a la estratósfera. Esta, a su vez, está cubierta por la estratopausa, otra inversión térmica a los 50 km.

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La mesósfera se extiende por encima de los 50 km., la temperatura desciende hasta -100 °C a los 80 km. su límite superior. Por sobre los 80 km. s.n.m., encima de la mesósfera, se extiende la termósfera, en ella la temperatura asciende continuamente hasta sobre los 1000 °C . Por la baja densidad de los gases a esas altitudes no son condiciones de temperatura comparables a las que existirían en la superficie.

Composición de la atmósfera

Si se tienen en cuenta su composición la atmósfera puede dividirse en dos capas; la homosfera y la heterosfera.

La heterosfera se extiende desde los 80 km hasta el límite superior de la atmósfera (unos 10.000 km); está estratificada, es decir, formada por diversas capas con composición diferente.

● 80-400 km - capa de nitrógeno molecular

● 400-1.100 km - capa de oxígeno atómico

● 1.100-3.500 km - capa de helio ● 3.500-10.000 km - capa de hidrógeno

La homosfera ocupa los 100 km inferiores y tiene una composición relativamente constante y uniforme, su composición aproximada es la siguiente;

Componente Concentración aproximada en volumen

N2 78,03%

O2 20,99%

CO2 0,03%

Ar 0,94%

Ne 0,00123%

He 0,0004%

Kr 0,00005%

Xe 0,000006%

H 0,01%

CH4 0,0002%

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N2O 0,00005%

H2O Variable

O3 Variable

Partículas Variable

Sin embargo es importante tener en cuenta que estos valores son estimativos, ya que la atmósfera es un sistema extremadamente complejo. Como ya se explicó anteriormente, la temperatura varía en cada capa y la presión también, debido a la densidad del aire en cada una. También es necesario tener en cuenta la circulación del aire y los procesos asociados a estas variables, así como también al hecho de que la atmósfera está sujeta al bombardeo de radiación y de partículas con gran energía provenientes del sol y de radiaciones cósmicas del espacio exterior. En función de la interpretación de la atmósfera como sistema, se puede también realizar una clasificación de sus componentes, teniendo en cuenta su índice de variación, en componentes permanentes y componentes variables; PERMANENTES VARIABLES

Capa de ozono

Se denomina capa de ozono, a la zona de la estratosfera terrestre que contiene una concentración relativamente alta de ozono (O3). Esta capa, que se extiende aproximadamente de los 15 km a los 50 km de altitud, reúne el 90 % del ozono presente en la atmósfera y absorbe del 97 % al 99 % de la radiación ultravioleta de alta frecuencia. El restante 10% del ozono se encuentra en la troposfera, una pequeña parte del origen de este ozono se explica como procedente de ozono transportado desde la estratosfera y el resto es creado a partir de diversos mecanismos, como el producido por las tormentas eléctricas que ionizan el aire y lo hacen, muy brevemente, buen conductor de la electricidad. Este alótropo del O solo es es estable en determinadas condiciones de presión y temperatura. El ozono estratosférico actúa como filtro, o escudo protector, de las radiaciones nocivas, y de alta energía, que llegan a la Tierra permitiendo que pasen otras como la ultravioleta de onda larga, que de esta forma llega a la superficie. Esta radiación ultravioleta es la que permite la vida en el planeta, ya que es la que permite que se realice la fotosíntesis del reino vegetal, que se encuentra en la base de la pirámide trófica.

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La formación del ozono de la estratosfera terrestre es catalizada por los fotones de luz ultravioleta que al interaccionar con las moléculas de oxígeno gaseoso, las separa en los átomos de oxígeno constituyente. El oxígeno atómico se combina con las moléculas de O2 que aún permanecen sin disociar formando, de esta manera, moléculas de O3.

O2 + hv → O + O O + O2 → O3

La concentración de ozono es mayor entre los 15 y 40 km, con un valor de 2-8 partículas por millón. Si todo ese ozono fuese comprimido a la presión del aire al nivel del mar, esta capa tendrá solo 3 milímetros de espesor. El ozono se mantiene en un equilibrio dinámico, ya que la radiación solar durante el día también rompe un enlace de la molécula de O3 produciéndose nuevamente O2 y un átomo de O

O3 + hv→ O2 + O Durante la noche, sin radiación solar, el átomo de O, que es altamente reactivo, se combina con el O3 para dar dos moléculas de O2.

O3 + O →2O2

Para mantener constante la capa de ozono en la estratosfera esta reacción fotoquímica debe hacerse en perfecto equilibrio, pero estas reacciones son fácilmente perturbables por moléculas, como los compuestos clorados y los bromurados, provenientes de la contaminación, aspecto que trataremos más adelante.

Material particulado

El material particulado, también conocido como PM (“Particulate Material”), es producto del crecimiento de las poblaciones en las diferentes ciudades del mundo, que se aloja en la troposfera. Se denomina material particulado a los grupos de partículas sólidas, líquidas o una mezcla de las anteriores, las cuales se encuentran suspendidas en el aire, estas tienen diferentes orígenes, formas y composición. La disposición de estas partículas en el aire no es uniforme como tampoco lo es el aire de las diferentes poblaciones por lo tanto las características físicas de dichas partículas son heterogéneas. Se originan básicamente por desintegración de trozos grandes de materia. Los contaminantes materiales constituyen fuentes de partículas gruesas en el aire. Muchas de las partículas grandes del polvo atmosférico, particularmente en áreas rurales, se originan en el suelo o en roca, por eso su composición elemental es similar a la respectiva de la corteza terrestre: elevados contenidos de aluminio, calcio, silicio y oxígeno, en sales de aluminosilicatos. En el aire cercano a la superficie de los océanos, los contenidos de NaCl sólido son elevados, ya que el aerosol marino suministra partículas de NaCl, por evaporación del agua de mar. El polen emitido por las plantas también contiene partículas gruesas, en el rango de 10 a 100 µm. Por dimensiones, la mayor parte de las partículas de cenizas volcánicas son gruesas. La fuente de las partículas gruesas, incluidas las naturales (como las de erupciones volcánicas) y las causadas por actividades humanas (cultivo de la tierra, trituración de canteras, etcétera) proviene de la parte superficial del suelo y de las rocas, que levanta el viento. En muchas regiones las partículas gruesas son químicamente básicas, lo cual denota que se han originado de CaCO3 y de otros minerales de pH básico existentes en el suelo. Opuestamente al origen de las partículas gruesas, que resultan principalmente de ruptura de otras más grandes, las finas se generan, principalmente, por reacciones químicas y de condensación de materias

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más pequeñas, incluidas moléculas en estado de vapor. El contenido orgánico medio en las partículas finas es, por lo general, mayor que en las grandes. Por ejemplo, la combustión incompleta de combustibles a base de carbono, como el carbón mineral o el vegetal, el petróleo, la gasolina y el diésel, generan muchas partículas pequeñas de hollín, que son principalmente cristales de carbono. En consecuencia, una de las fuentes de las partículas atmosféricas carbonosas, tanto finas como gruesas, son los gases de escape de vehículos, en especial de los que funcionan con diesel. Otro tipo de importantes partículas finas suspendidas en la atmósfera está constituido por compuestos inorgánicos de azufre y de nitrógeno. Las especies de azufre se originan del gas SO2, generado en fuentes naturales (volcanes) y por polución en centrales de energía y en fundiciones. En el transcurso de horas a días, este gas se oxida a H2SO4 y a SO4

-, en el aire. El H2SO4 se desplaza en el aire no como gas, sino en pequeñas gotas de aerosol, ya que se asocia rápidamente a las moléculas de agua suspendidas. Según sus tamaños las partículas individuales se consideran como:

● Gruesas, las de diámetros superiores a 2,5 µm (por ejemplo polvo, tierra polen) ● Finas, las de diámetros inferiores a 2,5 µm (por ejemplo aerosoles, hollín, metales,

vapores de compuestos orgánicos condensados)

Efecto invernadero

La temperatura media (15°C) de la superficie de la Tierra está determinada en parte por el equilibrio entre el flujo hacia adentro de fotones cargados de energía del sol y el flujo de energía que sale hacia el espacio. Ciertas propiedades de la Tierra propiedades de la Tierra, determinan cuánta energía térmica puede retener nuestro planeta cerca de la superficie, que es donde vivimos, y cuánta energía irradiada de vuelta hacia el espacio. El Sol es emisor de rayos ultravioleta, que son los responsables del bronceado de la piel. Es absorbida por la capa de ozono, y si se recibe en dosis muy grandes puede ser peligrosa ya que impiden la división celular, destruyen microorganismos y producen quemaduras y pigmentación de la piel. El espectro electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción del tamaño de un átomo.

1. Luz visible, que es la que nos permite ver al reflejarse en los objetos. 2. Infrarroja, es poco energética pero muy calorífica. Un ejemplo claro lo tenemos en los

aparatos de visión nocturna, ya que detectan la temperatura corporal. 3. Rayos ultravioletas (UV), se trata de la más energética de todas y es la responsable

de ponernos morenos. De ahí los aparatos de solárium de Rayos UVA. Parte de la radiación entrante nunca alcanza la superficie de la Tierra, ya que es reflejada de vuelta hacia el espacio por las nubes o bien, en el caso de la radiación ultravioleta es absorbida en la capa de ozono. También se refleja una pequeña cantidad de radiación solar cuando ésta encuentra materiales como nieve, arena o concreto en la superficie del planeta.

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Aproximadamente una cuarta parte de toda la energía solar que entra impulsa el ciclo hidrológico (evaporación y condensación) La Tierra absorbe casi la mitad de la energía solar, y ésta calienta la atmósfera, los océanos y los continentes. Recordemos que todos los objetos con una temperatura mayor a los 0 Kelvin irradian energía, y la cantidad está relacionada directamente con la temperatura del objeto. La superficie de la Tierra irradia de nuevo la mayor parte de la radiación absorbida pero no con sus frecuencias originales, sino a frecuencias más bajas, en la región infrarroja del espectro. Las moléculas del aire absorben estos fotones de más baja energía con más facilidad que la radiación original, calentando así la atmósfera. La energía que absorben estas moléculas de la atmósfera se irradia de nuevo hacia la Tierra. La energía puede ir y venir muchas veces entre la superficie de la Tierra y las moléculas de la atmósfera antes de que termine por escapar al espacio exterior. Esta energía atrapada nos mantiene calientes. La captura y devolución de la radiación que realiza estas moléculas de la atmósfera se conoce como efecto invernadero por su semejanza a cómo el calor se retiene en un invernadero en un día soleado.

Gases de efecto invernadero

El CO2 y el agua son buenos absorbentes de radiación infrarroja. También lo son el metano (CH4) y los hidrocarburos halogenados como el CF3Cl, uno de los denominados clorofluorocarbonos (CFC) que se encuentran en la atmósfera como contaminante antropogénico y que se trabajará más adelante. Estos compuestos son los denominados gases de efecto invernadero, y si bien la mayoría de ellos son de origen natural, su concentración en la atmósfera es muy variable y está directamente relacionada a la acción del hombre sobre el medio ambiente. El gráfico es estimativo de esas concentraciones.

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Contaminantes atmosféricos Se entiende por contaminación atmosférica a la presencia en el aire de materia o formas de energía que impliquen riesgo, daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza, así como que puedan atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores desagradables. Estos contaminantes se clasifican según sus fuentes de emisión en: Naturales: Se refiere a los emitidos de forma natural, ya sea de origen orgánico, como las emisiones por digestión anaeróbica y aeróbica, o inorgánico como las emisiones producidas por volcanes, océanos, suspensión de suelos, etc. Antropogénicos: Son aquellos emitidos a la atmósfera por la acción del hombre, por ejemplo el hollín vehicular, desgaste de llantas, neumáticos y frenos, también las actividades industriales (fuentes fijas) especialmente relacionadas con el consumo de combustibles fósiles, como el carbón, las naftas, el gas natural, etc. Generalmente, se distingue entre contaminantes primarios y secundarios del aire. Los primeros son emitidos directamente a la atmósfera mientras que los contaminantes secundarios son aquellos que se forman mediante procesos químicos atmosféricos que actúan sobre los contaminantes primarios o sobre especies no contaminantes en la atmósfera. En

ellos intervienen, frecuentemente, el oxígeno atmosférico y la radiación solar.

Los contaminantes más importantes

En la atmósfera los contaminantes pueden encontrarse en estado gaseoso o bien como aerosoles, es decir como una mezcla heterogénea de partículas sólidas o líquidas suspendidas en un gas; Aerosoles: Pueden tener composición química diversa. Este grupo incluye las partículas sedimentables y en suspensión, y los humos. Alrededor de un 80% de las partículas presentes en la atmósfera tienen origen natural (aerosoles marinos, arrastre de polvo por el viento, erupciones, incendios, polen, etc.). Las fuentes antropogénicas más importantes son los

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procesos de combustión y las pérdidas en procesos extractivos e industriales (minería, canteras, fábricas de cemento, tratamientos de residuos, etc.). También es importante cuantitativamente la formación de aerosoles secundarios a partir de contaminantes gaseosos primarios. Óxidos de azufre (SOx): Se forman por la combustión de cualquier sustancia que contenga azufre, como el carbón o el petróleo, generando dióxido de azufre (SO2) como contaminante primario. El trióxido de azufre (SO3) se forma en la atmósfera, como contaminante secundario, por la acción fotoquímica sobre el SO2, así como el ácido sulfúrico (H2SO4) que se produce por la oxidación catalítica de los óxidos de azufre en las gotas de agua de lluvia. Se estima que en el hemisferio norte más del 90% de la producción de óxidos de azufre es de origen antropogénico. Óxidos de nitrógeno (NOx): La mayor parte de las emisiones antrópicas de óxidos de nitrógeno se producen en forma de óxido nítrico (NO), como contaminante primario en los procesos de combustión de combustibles fósiles como petróleo, carbón o gas natural. La oxidación posterior del NO da lugar al dióxido de nitrógeno (NO2) y posteriormente al ácido nítrico (HNO3), como contaminantes secundarios. Monóxido de carbono (CO): El monóxido de carbono (CO) es el contaminante más abundante en la capa inferior de la atmósfera, y su origen antropogénico es debido a la combustión incompleta de materias orgánicas (gas, carbón, madera, etc.), en especial los carburantes de los automóviles. Al oxidarse en la atmósfera genera dióxido de carbono (CO2). Compuestos orgánicos volátiles (COV): Forman parte de este grupo todos aquellos hidrocarburos que se presentan en estado gaseoso a temperatura ambiente normal o que son muy volátiles a dicha temperatura. Tienen un origen tanto natural como antropogénico (debido a la evaporación de disolventes orgánicos, a la quema de combustibles, al transporte, etc.). Se caracterizan por participar en reacciones químicas en la atmósfera generando otros contaminantes, como el ozono. Ozono troposférico (O3): El ozono resulta contaminante cuando su concentración en la troposfera supera los valores normales, es un contaminante secundario. Se denominan “precursores del ozono troposférico” a las sustancias que intervienen en la formación de ozono en la parte más baja de la atmósfera, siendo las principales los óxidos de nitrógeno (NOx), los compuestos orgánicos volátiles (COV) y el monóxido de carbono (CO). Compuestos halogenados: Entre los de mayor incidencia sobre la calidad del aire se encuentran los compuestos de flúor, los de cloro y los freones. Los compuestos de flúor son emitidos principalmente por las industrias de la cerámica, de aluminio y de vidrio. Los compuestos de cloro son emitidos principalmente por la industria petroquímica. Destacan en este grupo los clorofluorocarbonos (CFC), gases de los que no existen fuentes naturales, hasta hace poco muy utilizados en la industria de fabricación de espumas y aislantes, como fluidos refrigerantes y como propelentes en aerosoles.

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Metales pesados: Los metales pesados son elementos químicos que generalmente se hallan presentes en la atmósfera en muy bajas concentraciones por lo que su origen procede en su gran mayoría de fuentes antrópicas. Las emisiones de metales pesados se originan fundamentalmente en grandes instalaciones de combustión, industria de calcinación y síntesis de minerales metálicos, fundiciones, acerías y otras instalaciones metalúrgicas, industria de producción de cemento y vidrio e instalaciones de incineración de residuos urbanos y sanitarios. Una de las características más peligrosas de los metales tóxicos en el ambiente es que no son degradados, ni química ni biológicamente, por la naturaleza. Entre los metales tóxicos más importantes por sus efectos sobre la salud del ser humano están el mercurio (Hg) y el plomo (Pb), aunque también se encuentran en la atmósfera otros metales como cadmio, níquel, cobre, cromo o arsénico. Dioxinas: Se trata de compuestos químicos generados a partir de procesos de combustión de productos en cuya composición partici apa el cloro, especialmente en procesos en que tiene lugar una combustión incompleta. En los países industrializados, los principales emisores son actualmente los incineradores sanitarios y de basuras, pero también se utilizan en el blanqueado de papel con cloro, o en diferentes biocidas. El término se aplica indistintamente a los policlorodibenzofuranos (PCDF) y las policlorodibenzodioxinas (PCDD).

Problemáticas ambientales

Smog

En el año 1952, durante los días 5 a 9 de Diciembre una espesa niebla dejó Londres en una situación de polución ambiental. Un frente frío llegó a la ciudad haciendo que la gente en sus casas quemara más carbón del habitual y que, además, era carbón del barato (debido a los problemas económicos que dejó la guerra en el valle del Támesis) que contenía azufre, metales pesados muy tóxicos, como mercurio, cadmio, níquel y arsénico entre otros elementos. Sin contar, claro, con las chimeneas de las fábricas que quemaban el carbón para hacer funcionar la maquinaria, y los miles de coches de motor diesel que circulaban por las carreteras como todos los días. El dióxido de azufre, el hollín, el dióxido de carbono y el ambiente frío y húmedo creó una niebla espesa y opaca denominada “The Great Smog´´ ó “The Big Smog´´ que no dejaba ver

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dos metros más allá de donde estaba uno mismo, lo que imposibilitó el tráfico de coches. En un principio no hubo pánico ya que las nieblas por entonces eran muy comunes. Pero en las semanas siguientes, los hospitales hicieron recuento y descubrieron que alrededor de 4.000 personas, entre ancianos y niños con problemas respiratorios anteriores, habían fallecido a causa de hipoxia o bronconeumonías. En total 12.000 personas murieron en meses y años siguientes, y 100.000 personas enfermaron. No era niebla simplemente, se trataba de smog (que deriva de las palabras inglesas smoke 'humo' y fog 'niebla') una forma de contaminación originada a partir de la combinación del aire con contaminantes primarios; principalmente hollín y SO2 de origen antropogénico (la quema de combustibles) durante un largo período de altas presiones (anticiclón), que provoca el estancamiento del aire y, por lo tanto, la permanencia de ellos en la troposfera y a veces, en la estratosfera, debido a su mayor densidad. El smog se puede formar en casi cada tipo de clima donde las industrias o el movimiento de las ciudades liberan grandes cantidades de contaminantes al aire. Sin embargo, es peor durante periodos de clima cálido y soleado cuando la capa superior del aire es lo suficiente gruesa como para inhibir la circulación vertical. Esto es especialmente frecuente en cuencas geográficas, lugares rodeados de lomas o montañas, en donde los contaminantes quedan atrapados debidos al efecto de la inversión térmica. Normalmente estas condiciones se mantienen durante largos periodos de tiempo.

A la izquierda una imagen de Pekín después de una lluvia y a la derecha mismo lugar con smog en un día soleado. Los efectos son básicamente reducción de la visibilidad y consecuencias nocivas para la salud, especialmente en individuos con problemas respiratorios. Las partículas grandes son menos preocupantes que las pequeñas para la salud humana y esto se debe a que:

● Las partículas gruesas se sedimentan rápidamente y se reduce la exposición a ellas por vía de inhalación.

● Cuando se inhalan, las partículas gruesas se filtran de manera efectiva en la nariz (gracias a los vellos nasales) y por la garganta. Generalmente no llegan a los pulmones. En cambio las partículas finas, al ser inhaladas, vía los pulmones (debido a lo cual se les denomina «respirables»), pueden adsorberse sobre las superficies de las células y, en consecuencia, afectar la salud.

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Smog fotoquímico

A diferencia del smog, el smog fotoquímico es un fenómeno que involucra contaminantes primarios y secundarios. Este tipo de smog se descubrió por primera vez en Los Ángeles en los años 40, y se suele dar en ciudades con bastante tráfico (emisión de óxido nítrico; NO, y compuestos orgánicos volátiles; COVs), cálidas y soleadas, y con poco movimiento de masas de aire. El fenómeno se produce a partir del NO que se forma cuando el oxígeno y el nitrógeno atmosféricos reaccionan a altas temperaturas -esta reacción se da a elevadas temperaturas, por ejemplo, en los motores de combustión de los automóviles de la siguiente forma;

N2 + O2 → 2NO Sin embargo, el óxido nítrico es una molécula altamente inestable en el aire ya que se oxida rápidamente en presencia de oxígeno convirtiéndose en NO2 según la reacción:

2NO + O2 → 2NO2 Entre los COVs se encuentran los hidrocarburos no quemados que pueden ser emitidos también por vehículos, así como disolventes o combustibles que se pueden evaporar fácilmente. También éstos pueden provenir de zonas arbóreas, al emitirse de forma natural hidrocarburos, principalmente isopreno, pineno y limoneno. Los contaminantes secundarios, formados a partir de los anteriores, a través de una serie compleja de reacciones propiciadas por la radiación solar, son el ozono, el HNO3, el nitrato de peroxiacilo (PAN) y otros compuestos. Reacciones; Durante el día el dióxido de nitrógeno se disocia en monóxido de nitrógeno y radicales oxígeno:

NO2 + hν → NO + O· El O· se combina con oxígeno molecular generando ozono:

O· + O2 → O3

En ausencia de COVs este ozono oxida al óxido de nitrico de la etapa anterior: O3 + NO → O2 + NO2

Pero en presencia de COVs, éstos se transforman en radicales peroxi que a su vez oxidan al NO:

ROO· + NO → RO· + NO2

De esta forma el NO no está disponible para reaccionar con el ozono y éste se acumula en la atmósfera. Muchos de los radicales RO· generados terminan formando aldehídos. Éstos, cuando la concentración de NO es baja (conforme avanza el día), pueden reaccionar con NO2 dando lugar a compuestos del tipo RCOOONO2 (cuando R es un metilo se denomina peróxido de acetil nitrato, PAN, un compuesto tóxico). La formación del HNO3 se produce al final del día por reacción del NO2 con radicales oxhidrilo:

NO2 + OH· → HNO3

Durante la noche los radicales OH· pueden reaccionar con el NO dando ácido nitroso, que se disocia en presencia de luz, pero es estable durante la noche.

OH· + NO → HONO HONO + hν → OH· + NO

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Durante la noche las reacciones de smog fotoquímico se ven muy reducidas al necesitar la luz para funcionar, aunque éstas pueden continuar a través de otros compuestos.

Acciones de prevención y control

Los organismos gubernamentales de muchos países están controlando índices de calidad del aire de materia particulada, es decir, los valores de PM10 (o PM10), es decir el contenido total de partículas de tamaño inferior a 10 µm, que corresponden a todo el rango de partículas finas pequeñas, denominadas «partículas inhalables». Un valor típico de PM10 en un núcleo urbano es de 30 µm/m3 (micrómetros por metro cúbico). En la actualidad los legisladores utilizan el índice «PM 2,5», que incluye solo las partículas finas, también conocidas como «partículas respirables». El término «ultrafino» se aplica a las partículas de diámetros muy pequeños, normalmente menores que 0,05 µm. Para el control de emisiones de partículas PM10 se emplean diferentes clases de equipos. A manera de resumen, a continuación se mencionan los métodos que se emplean en los dispositivos destacados.

● En un asentador por gravedad, el flujo de gas es más lento hacia abajo, de modo que la fuerza gravitatoria obliga el asentamiento de las partículas, según la ley de Stokes.

● El uso de un «ciclón» (separador ciclónico) provoca que el gas gire y que las partículas grandes se aceleran mediante un movimiento centrífugo hacia la pared exterior, donde se recolectan, y el gas limpio fluye hacia arriba. La ley de Stokes también controla este efecto.

● Una bolsa o un filtro de tela semejantes a una aspiradora grande. La corriente de aire se mueve a través del filtro de tela, que atrapa las partículas en un lado. Ocasionalmente se debe agitar el filtro, a fin de limpiarlo para revertir el flujo de aire.

● En un precipitador electrostático se utiliza electricidad para atraer partículas y efectuar su recolección. La corriente de gas pasa a través de un campo eléctrico que carga a las partículas. Ya cargadas, a éstas las atrae una placa de carga eléctrica opuesta, sobre la cual se recolectan. A estas placas también se les ha de limpiar o de reemplazar periódicamente.

● Un cepillo húmedo emplea una corriente de neblina que fluye en sentido contrario a la corriente de gas. Las partículas chocan y se interceptan sobre las gotas de agua, las cuales, por gravedad, se recolectan para su reutilización o para desecharlas.

En general, los dispositivos mecánicos de control son de menor costo, pero tan eficientes como los de transferencia de masa. Cada sistema de aire se debe tratar de manera particular, lo cual requiere diseño de un dispositivo de control específicamente para él. Por otro lado, para reducir la formación de smog fotoquímico es necesario disminuir la emisión de los NOx y los COVs. Las cantidades de hidrocarburos volátiles en la atmósfera son bastante grandes comparadas con las de NOx, por lo que suelen estar en exceso. De esta forma, una reducción de éstos conduce a una disminución del smog fotoquímico menor de la esperada. Además, los hidrocarburos emitidos de forma natural pueden ser suficientes para que siga produciéndose smog (aunque en áreas urbanas no suelen ser éstos los más importantes). En cualquier caso,

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sigue siendo importante la reducción de los niveles de estos hidrocarburos volátiles en la atmósfera. Una de las mayores fuentes de NOx la constituyen los vehículos. La disminución de las emisiones de óxidos de nitrógeno se hace empleando catalizadores de tres vías (los de dos vías no tratan estos gases) que los reducen a nitrógeno y oxígeno moleculares. Estos catalizadores, en el caso de los motores de gasolina, tienen una efectividad de entre un 80% a un 90%, pero sólo cuando están calientes. Además, el catalizador se va desgastando y con el tiempo va siendo menos efectivo. En el caso de los motores diésel, la efectividad es menor. Otra de las principales fuentes de NOx es la emisión de las centrales eléctricas. También se pueden disminuir los NOx mediante procesos de reducción, aunque hay otros métodos como por ejemplo llevando a cabo la combustión en varias etapas o disminuir la temperatura de la llama por la cual es producida por el esmog

La lluvia Ácida

Se inició en Escandinavia y después apareció en el noroeste de los Estados Unidos. En la actualidad el problema parece existir en gran parte del mundo industrializado: los peces desaparecen de los lagos principales, las superficies de piedra caliza, los edificios de concreto y las estatuas de mármol se desmoronan, las cosechas crecen más lentamente y los bosques comienzan a extinguirse. Aunque Inglaterra, Alemania y Escandinavia se hallan entre las regiones más afectadas por las lluvia ácida, ésta se ha extendido ampliamente por el mundo industrializado. Hasta el cañón del colorado sufre la lluvia ácida que producen plantas de energía eléctrica alimentadas con carbón a kilómetros de distancia. Aunque las causas de extinción de bosques en Alemania pueda estar todavía sujeta a debate, los otros problemas son claramente resultado de la lluvia ácida. Sustancias de origen natural, principalmente el dióxido de carbono, han hecho siempre que el agua de la lluvia sea ligeramente ácida. El pH normal del agua de lluvia es de alrededor de 5 -6. El CO2 reacciona con el agua formando ácido carbónico.

CO2 (g) + H2O (l) → H2CO3 (ac) Los óxidos de azufre y nitrógeno que emiten las plantas de energías eléctricas, diversas industrias y los automóviles reaccionan también con el agua de lluvia formando ácidos que han hecho que su pH descienda a 4 -4,5 en el noroeste de los Estados Unidos. Las reacciones principales son:

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H2O (l) +SO2 (g) →H2SO3 (ac)(Ac. sulfuroso) H2O (l) +SO3 →H2SO4 (ac)(Ac. Sulfúrico)

El NO se forma por reacción entre el oxígeno y el nitrógeno atmosféricos a alta temperatura.

O2 + N2 → 2 NO Una de las fuentes más importantes es a partir de las reacciones producidas en los motores térmicos de los automóviles y aviones, donde se alcanzan temperaturas muy altas. Este NO se oxida con el oxígeno atmosférico,

O2 + 2NO → 2NO2, y este 2NO2

y reacciona con el agua dando ácido nítrico (HNO3), que se disuelve en el agua. 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

En ocasiones los niveles de estos óxidos en el aire producen el ácido suficiente para reducir el pH a 3. (Un pH de 4 -4,5 corresponde aproximadamente a la acidez del jugo de naranja el vinagre tiene un pH cercano a 3). El H2SO4 contribuye con cerca de dos tercios de la acidez de la lluvia en Inglaterra , los ácidos de nitrógeno aportan la mayor parte del otro tercio. Esta lluvia más ácida reduce el pH de los lagos matando los huevecillos de los peces y otras formas de vida acuática ciertas especies son más sensibles que otras.

Las estatuas y monumentos, como el Partenón en Grecia que habían permanecido sin erosionarse durante siglos, repentinamente comenzaron a corroerse por la acción de la lluvia ácida y de los sulfatos. El ácido ataca el CaCO3 de la piedra caliza, el mármol y el concreto: H2SO4 (ac)+ CaCO3 (s) →CaSO4 (s) +H2O (l)

+CO2 (g) El CaSO4 es más soluble en agua que el CaCO3. Por lo tanto la mampostería se desintegra conforme el CaSO4 se deslava y

descubre nuevo CaCO3 que puede reaccionar con más lluvia ácida. Las sales del ácido sulfúrico ,que contienen ion sulfato (SO4

-2) estan presentes tambien en la lluvia ácida y en la humedad atmosférica. En el aire dispersan la luz, lo que origina la bruma; además son potencialmente dañinas a la salud del hombre si se depositan en cantidades suficientes en los pulmones. Un efecto indirecto muy importante es que los protones, H+, procedentes de la lluvia ácida arrastran ciertos iones del suelo. Por ejemplo, cationes de hierro, calcio, aluminio, plomo o zinc. Como consecuencia, se produce un empobrecimiento en ciertos nutrientes esenciales y el denominado estrés en las plantas, que las hace más vulnerables a las plagas. Los nitratos (NO3

-) y sulfatos (SO4-2), sumados a los cationes lixiviados de los suelos,

contribuyen a la eutrofización de ríos y lagos, embalses y regiones costeras, lo que deteriora sus condiciones ambientales naturales y afecta negativamente a su aprovechamiento.

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En la formación de la lluvia ácida intervienen muchas reacciones distintas e interrelacionadas. Se han emprendido estudios encaminados a entender mejor sus causas. Uno de los enigmas es la manera como se oxida el SO2 a SO3. El oxígeno gaseoso disuelto en agua oxida el SO2 con gran lentitud. La reacción podría acelerarse en la atmósfera por acción de la luz solar o de catalizadores como el hierro, manganeso o vanadio en las partículas de hollín. El proceso químico básicamente podría explicarse de la siguiente manera;

SO2 + OH-→ HOSO2-

HOSO2- + O2 → H2O+SO3

SO3 + H2O → H2SO4

Acciones de prevención y control

El control de la lluvia ácida se dificulta porque la contaminación del aire no respeta las fronteras políticas. A menudo la lluvia ácida aparece a cientos de kilómetros de las fuentes de contaminantes. Por ejemplo se piensa, que gran parte de la lluvia ácida que cae sobre escandinavia proviene de Alemania y del Reino Unido. La lluvia que cae sobre Nueva Inglaterra puede provenir en su mayoría del industrializado Valle de Ohio, en el Medio Oeste. La legislación de las Clean Air Amendments (Enmiendas para el aire limpio) de 1990 de los E.U.A constituye un intento por reducir la lluvia ácida. Establece que las emisiones anuales de SO2 de los Estados Unidos (excluidos Alaska y Hawai) deberán reducirse en diez millones de toneladas respecto de los niveles de 1980. Además, las emisiones de óxidos de nitrógeno deberán reducirse en dos millones de toneladas anualmente, también en relación con sus niveles de 1980. Para conseguir estas reducciones, la APA emite los permisos para plantas importantes de servicios eléctricos especificando la cantidad máxima de SO2 que pueden liberar a la atmósfera cada año. Las plantas con bajas emisiones pueden subastar o vender sus permisos excedentes a las plantas que producen más. Otras medidas que se pueden tomar para reducir la emisión de los contaminantes precursores de éste problema son:

● Reducir el nivel máximo de azufre en diferentes combustibles. ● Trabajar en conjunto con las fuentes fijas de la industria para establecer

disminuciones en la emisión de SOx y NOx, usando tecnologías para control de emisión de estos óxidos.

● Impulsar el uso de gas natural en diversas industrias. ● Introducir el convertidor catalítico de tres vías. ● La conversión a gas en vehículos de empresas mercantiles y del gobierno. ● Ampliación del sistema de transporte eléctrico. ● Instalación de equipos de control en distintos establecimientos. ● No agregar muchas sustancias químicas en los cultivos. ● Adición de un compuesto alcalino en lagos y ríos para neutralizar el pH. ● Control de las condiciones de combustión (temperatura, oxígeno, etc.).

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El agujero de la capa de ozono

La capa de ozono es muy beneficiosa. Si no existiese, la vida en los océanos sería prácticamente imposible tiene la capacidad de absorber los rayos UV y de no ser así causaría daños para la vida en la Tierra, tales como:

● Una absorción deliberada de esta radiación puede causar alteraciones en el sistema inmunológico del organismo.

● Influye negativamente sobre la molécula de ADN. ● Ataca a la visión provocando cataratas. ● Daña los cromosomas de la piel y otras afecciones. ● Las plantas pueden dañarse en una exposición duradera. ● Alteran los ecosistemas acuáticos, tan necesarios para el equilibrio biológico

En las mediciones realizadas en tiempos recientes se descubrieron importantes reducciones de las concentraciones de ozono en dicha capa, con especial incidencia en la zona de la Antártida. La imagen, que corresponde al año 2000, fué registrada desde un satélite de la NASA. Se atribuyó este fenómeno al aumento de la concentración de cloro y de bromo en la estratosfera debido tanto a las emisiones antropogénicas de compuestos químicos, entre los que destacan los compuestos clorofluorocarbonados (CFC) utilizados ampliamente hace unas décadas por la

industria como fluido refrigerante y los halones (gas extintor de incendios). Aunque las moléculas de CFC son más pesadas que el aire, miles de mediciones hechas mediante globos, aviones y satélites demostraron que los CFC's se encuentran en la atmósfera hoy en día. Hay que considerar que la atmósfera no está quieta, sino que los vientos la revuelven constantemente antes de que las partículas pesadas puedan decantarse, y llegar a la superficie. Particularmente los CFC's son insolubles en agua, y muy estables en la baja atmósfera. El gráfico muestra el mecanismo de reacción de los CFCs y el O3 en donde se puede observar que el resultado final es la destrucción de una molécula de O3

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Este tipo de radicales son muy reactivos y tienen un periodo de vida de entre 56 y 100 años, lo que permite que cada uno de ellos pueda reaccionar con miles de moléculas de ozono. Otro de los procesos catalíticos de destrucción de ozono, tienen lugar cuando el óxido nitroso (N2O) se eleva desde la troposfera hasta la estratosfera, este gas se forma de manera natural en los procesos de desnitrificación bacteriana de los nitratos. Sin embargo, el exceso de abonado en suelos agrícolas está contribuyendo a un acelerado crecimiento de las emisiones a la atmósfera de NO2, que debido a su estabilidad química puede alcanzar la estratosfera pudiendo colisionar con un átomo de oxígeno excitado generado en la fotodescomposición del ozono. La mayor parte de estas colisiones producen N2+ O2, pero una pequeña fracción sigue una vía diferente generando el radical libre óxido nítrico:

N2O + O → 2 NO· Estas especies radicalarias destruyen el ozono de forma catalítica al sustraer un átomo de oxígeno de la molécula de ozono:

NO· + O3 →NO2· + O2

para luego evolucionar terminando con una nueva liberación de oxígeno. NO2· + O →NO· + O2

Acciones de control y prevención 

La constatación de que ciertos productos químicos dañan la Capa de Ozono estratosférico hizo que Naciones Unidas convocára a la Reunión de Viena, de la cual se emitió un documento que sería la base para las posteriores reuniones de Montreal, Londres y Copenhague. Como resultado, en la actualidad se tienen los documentos conocidos como Protocolo de Montreal (1987) y sus subsecuentes Enmiendas de Londres (1990) y Copenhagen (1992). El Protocolo de Montreal es un acuerdo internacional que limita, controla y regula la producción, el consumo y el comercio de sustancias depredadoras de la capa de ozono.

Ozono troposférico

El ozono en superficie (troposférico), a diferencia del estratosférico, resulta ser un contaminante que tiene graves impactos sobre la salud pública y los ecosistemas. El ozono troposférico no se emite directamente a la atmósfera. Es un contaminante secundario, es decir que se forma a partir de reacciones fotoquímicas complejas con intensa luz solar entre contaminantes primarios como son los óxidos de nitrógeno (NO, NO2) y compuestos orgánicos volátiles (COVs). Los óxidos de nitrógeno se generan en los procesos de combustión y especialmente por el tráfico rodado. Los compuestos orgánicos volátiles se generan a partir de un número de fuentes variado, transporte por carretera, refinerías, pintura, limpieza en seco de tejidos, y otras actividades que implican el uso de disolvente.

Calentamiento global

Calentamiento global y cambio climático se refiere al aumento observado en los últimos siglos de la temperatura media del sistema climático de la Tierra y sus efectos relacionados; disminución de la producción agraria, desaparición de las zonas de cultivo, incremento de la

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desertificación, deshielo de los casquetes polares, elevación del nivel del mar, inundaciones en las zonas costeras, etc. La temperatura promedio de la superficie de la Tierra ha aumentado alrededor de 0,8 °C desde 1880. La velocidad de calentamiento casi se duplicó en la segunda mitad de dicho periodo (ver gráfico). Se piensa que este incremento en la temperatura se debe al

aumento en la concentración de gases de efecto invernadero (GEIs) en la atmósfera, principalmente CO2 y CH4. La actividad humana desde la Revolución Industrial ha incrementado la cantidad de GEIs en la atmósfera, conduciendo a un aumento del forzamiento radiativo del CO2, CH4, ozono troposférico, CFC y el N2O. De acuerdo con un estudio publicado en 2007, las concentraciones de los dos primeros han aumentado en un 36 % y 148 % respectivamente desde 1750. Estos niveles son mucho más altos que en cualquier otro tiempo durante los últimos 800.000 años, período hasta donde se tienen datos fiables. Las emisiones de CO2 a la atmósfera tienen origen natural y antropogénico. Los naturales son;

● La respiración animal; C6 H12 O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energía (ATP)

● Las erupciones volcánicas producen emisiones sólidas y gaseosas que incluyen CO2. ● La difusión fuera de los océanos del CO2 disuelto que es liberado al aire desde los

océanos. Actualmente hay más CO2 absorbido que liberado. Los océanos son un sumidero neto de CO2

Sin embargo estas emisiones se ven compensadas en el denominado ciclo del carbono.

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Se cree que son la fuentes de origen antropogénico las que provocan el aumento antes mencionado y estas son;

● La quema de combustibles fósiles; los quemamos para producir energía para obtener calor, luz y transporte. La combustión de combustibles fósiles actualmente libera alrededor de 26 mil millones de toneladas métricas (28,7 mil millones de toneladas americanas) de CO2 en la atmósfera por año

COMBUSTIBLE + O2 → CO2 +H2O

● La producción de cemento; alrededor del 5% del CO2 antropogenico liberado en la atmósfera proviene de la producción de cemento, que comprende la trituración y cocción de rocas carbonáticas como la piedra caliza y la creta. Estas rocas también son utilizadas en la producción de hierro y acero y en otros procesos industriales.

CaCO3(s) → CaO (s) + CO2 (g) ● La deforestación de bosques; durante siglos, la gente quemó bosques para desmontar

tierras para destinarlas a la agricultura. Esto afecta al equilibrio del CO2 de dos formas. Primero, la combustión libera CO2 en la atmósfera. Segundo, se reduce la cantidad de árboles que pueden eliminar CO2 mediante la fotosíntesis

Por otro lado el CH4 es un importante contribuyente al cambio climático, especialmente a corto plazo (es decir, 10-15 años). Es emitido durante la producción y transporte de carbón, gas natural y petróleo. Las emisiones también resultan de la ganadería y otras prácticas

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agrícolas y de la descomposición del desperdicio orgánico en los vertederos de desechos sólidos municipales y de ciertos sistemas de tratamiento de aguas de desecho. Aunque es emitido a la atmósfera en cantidades más pequeñas que el CO2, su potencial para el calentamiento global es 25 veces mayor. Por consiguiente, las emisiones de metano actualmente contribuyen en más de un tercio del calentamiento antropogénico actual. Durante las últimas tres décadas del siglo XX, el crecimiento del producto interno bruto per cápita y el crecimiento poblacional fueron los principales impulsores del aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero. Las emisiones de CO2 siguen aumentando debido a la quema de combustibles fósiles y el cambio de uso del suelo. Las emisiones pueden ser atribuidas a las diferentes regiones. La atribución de las emisiones debido al cambio de uso de la tierra es un tema controvertido. Desde 1978, las radiaciones del Sol han sido medidas con precisión por satélites. Estas mediciones indican que las emisiones del Sol no han aumentado desde 1978, por lo que el calentamiento durante los últimos 30 años no puede ser atribuido a un aumento de la energía solar que llegase a la Tierra. El gráfico muestra el incremento en la concentración de CO2 en la atmósfera, (linea azul) desde la edad media hasta la actualidad. La línea roja indica la variación en la temperatura del sistema climático de la Tierra. Resulta interesante observar que si bien la concentración del CO2 ha aumentado considerablemente desde la Revolución Industrial y su tendencia continúa en aumento, durante la Edad Media, y con los niveles más bajos de CO2, se produjo la etapa de mayor calentamiento global del historia. Los medios de comunicación populares y el público a menudo confunden el calentamiento global con el agotamiento del ozono, es decir, la destrucción del ozono estratosférico por clorofluorocarbonos. Aunque hay unas pocas áreas de vinculación, la relación entre los dos no es fuerte. La reducción del ozono estratosférico ha tenido una ligera influencia hacia el enfriamiento en las temperaturas superficiales, mientras que el aumento del ozono troposférico ha tenido un efecto de calentamiento algo mayor. En conclusión la problemática del calentamiento global es un fenómeno complejo con algunas certezas que la ciencia ha logrado determinar pero también con múltiples implicaciones e incertidumbres aún, que debe ser evaluado en su carácter de sistema, interdisciplinariamente, con nuevos descubrimientos y resultados a partir de modelos cada vez más refinados, que nos permitan comprenderlo y actuar como sociedad en la búsqueda de soluciones a la altura de las circunstancias.

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Acciones de control y prevención

La huella de carbono se conoce como «la totalidad de gases de efecto invernadero (GEI) emitidos por efecto directo o indirecto de un individuo, organización, evento o producto». Tal impacto ambiental es medido llevando a cabo un inventario de emisiones de GEI o un análisis de ciclo de vida según la tipología de huella, siguiendo normativas internacionales reconocidas, tales como ISO 14064, PAS 2050 o GHG Protocol entre otras. La huella de carbono se mide en masa de CO2 equivalente. Una vez conocido el tamaño y la huella, es posible implementar una estrategia de reducción y/o compensación de emisiones, a través de diferentes programas, públicos o privados.

Descubren un método para fabricar fibra de carbono con CO2 Stuart Licht, profesor de química en la Universidad George Washington en EE.UU. presentó un descubrimiento de gran valor para la sostenibilidad y la fabricación de materiales: un método que permite producir fibra de carbono utilizando para ello únicamente CO2 y energía solar. En la presentación, que tuvo lugar en Boston con motivo de la reunión de otoño de la American Chemical Society, el profesor Licht explica que el sistema que ha ideado permite obtener el dióxido de carbono del aire y convertirlo en oxígeno y fibras de carbono en escala nanométrica mediante un proceso electroquímico que se lleva a cabo con energía solar. Este método resulta mucho más eficiente por su bajo consumo de energía y su costo es mucho más barato que otros métodos existentes para fabricar este compuesto. La fibra de carbono es un material muy valioso dada la complejidad para producirlo y se trata de un compuesto que cada vez se utiliza con mayor frecuencia en la fabricación de todo tipo de productos, desde alas para aviones, baterías para móviles hasta raquetas de tenis. Debido a su dureza y a su peso ligero, está especialmente valorado en las industrias aeronáutica y automovilística. Además de por el valor del compuesto resultante, el método del profesor Licht también destaca porque hace posible emplear el CO2 y reducir las emisiones contaminantes a la atmósfera. El investigador compara su técnica a “extraer diamantes del cielo” y explica: “Hemos encontrado la manera de usar el CO2 atmosférico para producir nanofibras de carbono de alto rendimiento. Este tipo de nanofibras se usan hoy en día para fabricar compuestos de alta resistencia como los que se utilizan en aeronáutica, en equipamiento deportivo o en las aspas de las turbinas eólicas.” Licht acaba de presentar su método en un evento de la Sociedad Americana de Química, y asegura que en una pequeña instalación de la universidad ya están produciendo nanofibras de carbono a razón de 10 gramos a la hora.

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La técnica funciona, pero ahora falta afinarla para que las fibras sean más grandes y escalarla a nivel industrial. Licht asegura que si sus dispositivos cubrieran una superficie de unos 940.000 km cuadrados (la décima parte del desierto del Sahara) bastaría para atajar de forma drástica los niveles de CO2 en todo el planeta. El principal problema de esta técnica es que aplicarla a nivel industrial podría tener un coste económico demasiado elevado. Aún no se ha podido calcular con precisión cuánto costará una instalación semejante, incluso aunque genere nanofibras de carbono El siguiente es un enlace al artículo en español, en el cual se puede encontrar un video que detalla el proceso en inglés; http://es.gizmodo.com/de-contaminacion-a-tesoro-logran-convertir-co2-del-air-1725315973

Bibliografía  

● Raymond Chang. Química. Editorial Mc Graw Hill/ Interamericana 2010

● Héctor Escalonada – Quim Com; Química en la comunidad – Editorial Pearson – 2°

edición – 1998

● http://productosquimicosymedioambiente.com/el-grafico-de-la-onu-desde-el-2000-sobre-el-calentamiento-global-no-tiene-precedentes/

● https://es.wikipedia.org ● http://www.biocab.org/MGW-2006.html (gráfico calentamiento global) ● http://triplenlace.com/2012/02/01/grandes-desastres-2/ ● http://es.gizmodo.com/de-contaminacion-a-tesoro-logran-convertir-co2-del-air-1725

315973 ● http://cambioclimaticoglobal.com/atmosfe1

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