Tema 7Impactos en la atmósfera
La contaminación en la atmósferaSegún la ley de Protección del Ambiente Atmosférico, la contaminaciónatmosférica se define...
Según esta definición, consideraremos que la atmósfera estácontaminada cuando existan sustancias o energías, bien ajenas a...
La contaminación atmosférica es un proceso que se ha agravadoúltimamente, pero no es nuevo:•   En el siglo XIII, en Londre...
"No había cuerpos en las calles (...) pero las empresas fúnebres se quedaron sin ataúdes y lasflorerías sin flores", dijo ...
Otros acontecimientos importantes relacionados con la contaminación atmosférica en el siglo XX               Se crea en Es...
Fuentes de contaminación  Naturales   Antropogénicas
Fuentes de contaminación natural Se deben a procesos geológicos, biológicos, de la hidrosfera o atmosféricos.   Geológicos...
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Incineración de residuos           Siderurgia                                                           Agricultura y gana...
Focos de emisiónContaminante   Antropogénicos     Naturales                     %               % Aerosoles           11.3...
Procesos industriales                   IndustrialesFocos fijos                        Instalaciones fijas de combustión  ...
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La cantidad máxima de contaminación está regulada por la legislación ambiental de cada pías, que establece unas concentrac...
Red de estaciones devigilancia de la calidad  del aire en Madrid
Tipos de contaminantesSe pueden hacer distintas clasificaciones:                                              Radiaciones ...
Tipos de contaminantes                                            Nocivos   Según la Toxicidad del contaminante:          ...
Contaminantes primarios   Proceden directamente de la fuente de emisión y se encuentran tal y   como fueron emitidos.   Su...
Entre los contaminantes atmosféricos más frecuentes que causanalteraciones en la atmósfera se encuentran:   • Aerosoles (e...
Además de estas sustancias, en la atmósfera se encuentran unaserie de contaminantes que se presentan más raramente, peroqu...
CO2• Dada su presencia natural en la atmósfera y su falta de  toxicidad, no deberíamos considerarlo una sustancia  que con...
CO• Alrededor del 90% del que existe en la atmósfera se forma de  manera natural, en la oxidación de metano (CH4) por reac...
SOxIncluyen el dióxido de azufre (SO2) y eltrióxido de azufre (SO3).SO2Su vida media en la atmósfera es corta, de unos 2 a...
Oxidos de nitrógeno NOx• NOx (conjunto de NO y NO2)• Muy importante en la formación del smog fotoquímico, del  nitrato de ...
Oxidos de nitrógeno NOxÓxido nitroso (N2O)• En la troposfera es inerte y su vida media es de unos 170 años. Va  desapareci...
Metano (CH4)• Es un contaminante primario que se forma de manera  natural.• La ganadería intensiva también genera cantidad...
Otros hidrocarburos • En la atmósfera están presentes muchos otros   hidrocarburos, principalmente procedentes de fenómeno...
Clorofluorocarburos CFC’s   Moléculas orgánicas formadas por átomos de Cl y F unidos a   C. Son los también llamados “freo...
Partículas y aerosoles• En la atmósfera permanecen suspendidas substancias muy distintas como  partículas de polvo, polen,...
Contaminantes secundarios Se generan a partir de los primarios al reaccionar entre sí o con la radiación solar o el vapor ...
Ozono troposférico• Es el ozono que se encuentra en la troposfera, junto a la superficie de la  Tierra.• Se forma por reac...
Formación del ozono troposférico
•En España, como en otros países mediterráneos, durante el verano se dancondiciones meteorológicas favorables para la form...
Dioxinas• Las dioxinas son compuestos químicos obtenidos a partir de procesos de  combustión que implican al cloro. El tér...
Las dioxinas son fundamentalmente subproductos de procesosindustriales, pero también pueden producirse en procesos natural...
Dispersión de los contaminantesHay que distinguir:EMISIÓN: Cantidad de contaminantes que vierte un foco emisor en un perio...
Dispersión de los contaminantes1. La    mayor     parte     de    los   contaminantes se difunden en la   parte baja de la...
Los contaminantes que se difunden en la parte baja de la troposfera presentan un    ciclo de emisión-deposición que se pue...
Etapas de la dispersión de los contaminantes1. Mezcla de contaminantes. Una vez emitidos los compuestos químicos   (contam...
Dispersión de los contaminantesEn general, se considera que en las áreas continentales se encuentranlos focos emisores, mi...
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Dispersión de los contaminantes                                               Sol            Vapor                        ...
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Estratificación                                       Térmicas                    del aire                   Inversiones  ...
Condiciones meteorológicas y climáticas                Estratificación del aire.                   GVT < GAS              ...
Condiciones meteorológicas y climáticas    InversionesSon situaciones en las que se impide la circulación vertical del air...
Condiciones meteorológicas y climáticas  Inversiones térmicasNormalmente, el aire caliente de la superficie terrestre asci...
El humo de las calefacciones o chimeneas no puede ascender debido a lainversión térmica
Inversiones de subsidenciaLa inversión por subsidencia generalmente está asociada con los anticiclones.El aire de un antic...
Inversiones de subsidenciaDurante el día, la capa de inversión resultante de este proceso confrecuencia se eleva a cientos...
Aire descendente que no permite eliminar la contaminación
Inversiones adventicias o frontalesInversión relacionada tanto con los frentes fríos como con los cálidos. En el avance de...
Vientos      Tienen una gran importancia en la dispersión de los      contaminantes en función de sus características:    ...
Humedad relativa del aireLa humedad favorece la acumulación de contaminantes, y en ocasiones,compuestos como SO2, SO3, NO2...
PrecipitacionesTienen un efecto de lavado,arrastrando contaminantes hacia elsuelo. También pueden ayudar adisolver algunos...
Factores topográficos y geográficosLa topografía influye mucho sobre los movimientos atmosféricos y por lotanto en la disp...
Zonas costerasSe originan brisas durante eldía (A) que transportan loscontaminantes tierra adentroy por la noche (B) suced...
Zonas de valles fluviales y laderas Se generan brisas de valle y montaña.     Durante el día se calientan las laderas y se...
Zonas urbanas•   Los edificios frenan los movimientos del aire y crean turbulencias. Las propias    actividades urbanas (i...
Efecto del río en la isla de calor urbana
Movimiento del aire en una “isla de calor”Boina de contaminación en las ciudades
¿Qué hace que las ciudades sean más calientes?Hay muchos factores que pueden influenciar el efecto isla de calorurbano. Lo...
Soluciones propuestas frente a las islas de calorHoy, muchas ciudades están haciendo un esfuerzo para combatir el efecto i...
Presencia de masas vegetales•   Frenan la velocidad del viento y facilitan la deposición de los    contaminantes, que qued...
Características de las                                       emisiones         Naturaleza de                              ...
Características de las emisionesDepende de la naturaleza de los contaminantes:    •   Gas    •   Partículas. Se depositan ...
 Tema 7 - Contaminación en la atmósfera
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Tema 7 - Contaminación en la atmósfera

  1. 1. Tema 7Impactos en la atmósfera
  2. 2. La contaminación en la atmósferaSegún la ley de Protección del Ambiente Atmosférico, la contaminaciónatmosférica se define como: “La presencia en el aire de materias o energías que impliquen riesgo, daño o molestia para las personas y bienes de cualquier naturaleza”
  3. 3. Según esta definición, consideraremos que la atmósfera estácontaminada cuando existan sustancias o energías, bien ajenas a laatmósfera, o bien naturales pero en una elevada concentración.La atmósfera dispone de mecanismos para difundir o dispersar oeliminar los contaminantes, pero su capacidad es limitada.Cuando se superan estos límites aparecen situaciones preocupantes: • Calentamiento global • Efecto invernadero • Destrucción de la capa de ozono • Lluvias ácidas
  4. 4. La contaminación atmosférica es un proceso que se ha agravadoúltimamente, pero no es nuevo:• En el siglo XIII, en Londres, la población comenzó a quejarse de la excesiva cantidad de polvo de carbón y de hollín en el aire. Se llegó a prohibir el uso del carbón de piedra.• En Talavera en 1600 se impusieron una serie de medidas para evitar la contaminación de los hornos de cerámica.• A partir de la revolución industrial, los episodios de contaminación son más numerosos. Los más más famosos de este siglo sucedieron en Meuse Valley, Bélgica; Donora, Pensilvania; y Londres, Inglaterra.• La peor contaminación ocurrió en Londres, cuando una densa nube de aire contaminado (combinación de humo y niebla) se formó sobre la ciudad en diciembre de 1952, y permaneció hasta marzo de 1953. En sólo una semana fallecieron más de 4 000 personas, y más de 8 000 personas fallecieron a lo largo de seis meses. Los tres episodios de contaminación del aire
  5. 5. "No había cuerpos en las calles (...) pero las empresas fúnebres se quedaron sin ataúdes y lasflorerías sin flores", dijo el doctor Robert Waller, que trabajaba en el hospital St. Batholomews.El fenómeno se extendió durante cuatro días.El smog se introdujo en todas partes, la ópera La Traviata fue interrumpida en el primer acto en elteatro Sadlers Wells, se caminaba a ciegas por los pasillos de los hospitales y las escuelas cerraronlas aulas.También se vio afectado el servicio de trenes, en tanto fueron cerrados los aeropuertos.El actual alcalde de la ciudad, Ken Livingstone, recordó la "buena noticia" de que no tenía queacudir a clases. "La neblina era tan gruesa que se recomendó a los mayores que no se arriesgaran aperder los niños", agregó. "Mis padres salían a la calle con el rostro cubierto por un pañuelo".Tras los sucesos de 1952, el gobierno alentó la eliminación del carbón como combustible para lacalefacción. Actualmente, el aire de Londres es controlado en forma permanente gracias a 80estaciones de monitoreo repartidas por la capital.Los expertos aseguran que la lucha hoy es contra las emisiones de los automóviles.Fuente: BBC Diciembre 6, 2002
  6. 6. Otros acontecimientos importantes relacionados con la contaminación atmosférica en el siglo XX Se crea en Estados Unidos la EPA (Environmental Protection Agency) y pone en 1970 marcha las primeras medidas para lograr un aire limpio de la CAA (Clean Air Acta) 1972 Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente en Estocolmo 1970-75 Se detectan los daños causados por la lluvia ácida 1972 La Comunidad Europea decida adoptar una política medioambiental 1976 Escape de dioxina en Sveso (Italia) Mueren más de 2000 personas en el accidente de la planta de Union Carbide en 1984 Bhopal (India) en el que se produce un escape de gas tóxico. 1985-86 Se confirma la existencia del "agujero" de ozono en la Antártida Alerta sobre el posible cambio climático provocado por gases con efecto 1985-90 invernadero 1986 Comienza a comercializarse la gasolina sin plomo en Gran Bretaña 1987 Protocolo de Montreal para limitar la producción de CFC
  7. 7. Fuentes de contaminación Naturales Antropogénicas
  8. 8. Fuentes de contaminación natural Se deben a procesos geológicos, biológicos, de la hidrosfera o atmosféricos. Geológicos: Erupciones volcánicas (SO2, CO2, H2S, cenizas….) Emisiones de gases del suelo CH4, NO, …
  9. 9. Fuentes de contaminación natural Biológicos: Respiración seres vivos Fermentaciones Incendios forestales Polinización vegetal
  10. 10. Fuentes de contaminación natural Atmosféricas: Descargas eléctricas en las tormentas que liberan óxidos de nitrógeno Hidrosfera:Liberación de gases en los océanos CO, CO2, CH4
  11. 11. Contaminantes Naturales del Aire Fuente Contaminantes Volcanes Óxidos de azufre, partículasFuegos forestales Monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno, partículas Vendavales Polvo Plantas (vivas) Hidrocarburos, polen Plantas (en Metano, sulfuro de hidrógenodescomposición) Suelo Virus, polvo Mar Partículas de sal
  12. 12. Fuentes artificiales o antropogénicas Industria Centrales térmicas Quema de combustibles Transporte fósiles Siderometalurgia uso domésticoACTIVIDADES HUMANAS Quema de bosques Quema de rastrojos Actividades agrícolas y fertilizantes -N2 ganaderas Ganado - CH4 incineración de residuos sólidos (N2, CO2, NO, SO3, dioxinas
  13. 13. Incineración de residuos Siderurgia Agricultura y ganadería Tráfico Quema de rastrojosRefinerías de petróleo
  14. 14. Focos de emisiónContaminante Antropogénicos Naturales % % Aerosoles 11.3 88.7 SOx 42.9 57.1 CO 9.4 90.6 NO 11.3 88.7 HC 15.5 84.5
  15. 15. Procesos industriales IndustrialesFocos fijos Instalaciones fijas de combustión Domésticos Instalaciones de calefacción Vehículos automóvilesFocos móviles Aeronaves Buques Aglomeraciones industrialesFocos compuestos Áreas urbanas
  16. 16. El conjunto de contaminantes generados en estos procesos tiene menorvolumen que los contaminantes naturales, pero los efectos producidos sonperores en el caso de los contaminantes artificiales debido a su mayorreactividad.El tiempo que un contaminante permanece en la atmosfera se llamatiempo de residencia y depende del tipo de contaminante y de lascondiciones atmosféricas (lluvia, viento, inversiones térmicas…) Gases: Depende de su capacidad reactiva Tiempo de residencia Partículas: Depende de su tamaño Gases: ppm, ppb, cm3/m3 Unidades de medida Partículas: μg/m3 o mg/m3
  17. 17. La cantidad máxima de contaminación está regulada por la legislación ambiental de cada pías, que establece unas concentraciones de referencia por encima de las cuales se considera que existe contaminación atmosférica y hay que tomar las medidas adecuadas. Contaminante Período de referencia Valor límite Observaciones Anual 30 µg/m3 Partículas (PM10) Se podrá sobrepasar 25 días 24 horas 50 µg/m3 al año Se podrá sobrepasar 24 1 hora 350 µg/m3 horas al año. Dióxido de azufre Se podrá sobrepasar 3 días al 24 horas 125 µg/m3 año Se podrá sobrepasar 8 horas 1 hora 200 µg/m3Dióxido de nitrógeno al año Anual 40 µg/m3 Plomo Anual 0.5 µg/m3
  18. 18. Red de estaciones devigilancia de la calidad del aire en Madrid
  19. 19. Tipos de contaminantesSe pueden hacer distintas clasificaciones: Radiaciones ionizadas Formas de Radiaciones no ionizadas energía. Contaminación sonora Según la naturaleza del contaminante: Gases Sustancias Partículas químicas Olores
  20. 20. Tipos de contaminantes Nocivos Según la Toxicidad del contaminante: Inocuos PrimariosSegún la Procedencia del contaminante: Son los contaminantes primarios Secundarios mas la radiación solar o el vapor de agua
  21. 21. Contaminantes primarios Proceden directamente de la fuente de emisión y se encuentran tal y como fueron emitidos. Sus fuentes son perfectamente identificables y en conjunto supone el 90% de los contaminantes del aire.Su naturaleza física y sucomposición química es muyvariada.Se pueden agrupar por supeculiaridad más característica:Estado físico: partículas, metalesElemento químico común: casode los contaminantes gaseosos.
  22. 22. Entre los contaminantes atmosféricos más frecuentes que causanalteraciones en la atmósfera se encuentran: • Aerosoles (en los que se incluyen las partículas sedimentables y en suspensión y los humos). • Óxidos de azufre, SOx. • Monóxido de carbono, CO. • Óxidos de nitrógeno, NOx. • Hidrocarburos, Hn Cm. • Ozono, O3. • Anhídrido carbónico, CO2.
  23. 23. Además de estas sustancias, en la atmósfera se encuentran unaserie de contaminantes que se presentan más raramente, peroque pueden producir efectos negativos sobre determinadas zonaspor ser su emisión a la atmósfera muy localizada. Entre otros, seencuentra como más significativos los siguientes: • Otros derivados del azufre. • Halógenos y sus derivados. • Arsénico y sus derivados. • Componentes orgánicos. • Partículas de metales pesados y ligeros, como el plomo, mercurio, cobre, zinc. • Partículas de sustancias minerales, como el amianto y los asbestos. • Sustancias radiactivas.
  24. 24. CO2• Dada su presencia natural en la atmósfera y su falta de toxicidad, no deberíamos considerarlo una sustancia que contamina, pero se dan dos circunstancias que lo hacen un contaminante de gran importancia en la actualidad: 1. Es un gas que retiene rayos infrarrojos y produce el efecto invernadero. 2. Su concentración está aumentando en los últimos decenios por la quema de los combustibles fósiles y de grandes extensiones de bosques
  25. 25. CO• Alrededor del 90% del que existe en la atmósfera se forma de manera natural, en la oxidación de metano (CH4) por reacciones fotoquímicas. Se va eliminando por su oxidación a CO2.• La actividad humana lo genera en grandes cantidades siendo, después del CO2, el contaminante emitido en mayor cantidad a la atmósfera por causas no naturales. Procede, principalmente, de la combustión incompleta de la gasolina y el gasoil en los motores de los vehículos.
  26. 26. SOxIncluyen el dióxido de azufre (SO2) y eltrióxido de azufre (SO3).SO2Su vida media en la atmósfera es corta, de unos 2 a 4días. Casi la mitad vuelve a depositarse en lasuperficie húmedo o seco y el resto se convierte eniones sulfato (SO42-).
  27. 27. Oxidos de nitrógeno NOx• NOx (conjunto de NO y NO2)• Muy importante en la formación del smog fotoquímico, del nitrato de peroxiacetilo (PAN) e influye en las reacciones de formación y destrucción del ozono, tanto troposférico como estratosférico, así como en el fenómeno de la lluvia ácida.• En concentraciones altas produce daños a la salud y a las plantas y corroe tejidos y materiales diversos.• Las actividades humanas que los producen son, principalmente, las combustiones realizadas a altas temperaturas.• Más de la mitad de los gases de este grupo emitidos en España proceden del transporte.
  28. 28. Oxidos de nitrógeno NOxÓxido nitroso (N2O)• En la troposfera es inerte y su vida media es de unos 170 años. Va desapareciendo en la estratosfera en reacciones fotoquímicas que pueden tener influencia en la destrucción de la capa de ozono. También tiene efecto invernadero.• Procede fundamentalmente de emisiones naturales (procesos microbiológicos en el suelo y en los océanos) y menos de actividades agrícolas y ganaderas (alrededor del 10% del total).
  29. 29. Metano (CH4)• Es un contaminante primario que se forma de manera natural.• La ganadería intensiva también genera cantidades importantes de este gas.• Desaparece de la atmósfera a consecuencia de la reacción con los radicales OH formando, entre otros compuestos, ozono. Su vida media en la troposfera es de entre 5 y 10 años.• Contribuye al efecto invernadero.
  30. 30. Otros hidrocarburos • En la atmósfera están presentes muchos otros hidrocarburos, principalmente procedentes de fenómenos naturales, pero también originados por actividades humanas, sobre todo las relacionadas con la extracción, el refino y el uso del petróleo y sus derivados. • Sus efectos sobre la salud son variables. Algunos no parece que causen ningún daño, pero otros afectan al sistema respiratorio y podrían causar cáncer p. ej. benceno. • Intervienen de forma importante en las reacciones que originan el "smog" fotoquímico.
  31. 31. Clorofluorocarburos CFC’s Moléculas orgánicas formadas por átomos de Cl y F unidos a C. Son los también llamados “freones”. Se han utilizado mucho en los "sprays", frigoríficos, etc. Son los principales responsables de la destrucción de la capa de ozono.
  32. 32. Partículas y aerosoles• En la atmósfera permanecen suspendidas substancias muy distintas como partículas de polvo, polen, hollín (carbón), metales (plomo, cadmio) • Se suele usar la palabra aerosol para referirse a los materiales muy pequeños, sólidos o líquidos. • Partículas se suele llamar a los sólidos que forman parte del aerosol. • Se suele llamar polvo a la materia sólida de tamaño un poco mayor (de 20 micras o más).
  33. 33. Contaminantes secundarios Se generan a partir de los primarios al reaccionar entre sí o con la radiación solar o el vapor de agua.No provienen directamente de losfocos emisores y poseen un granpoder oxidante.Son los responsables de lacontaminación fotoquímica.
  34. 34. Ozono troposférico• Es el ozono que se encuentra en la troposfera, junto a la superficie de la Tierra.• Se forma por reacciones inducidas por la luz solar en las que participan, principalmente, los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos presentes en el aire (COV).• Es el componente más dañino del smog fotoquímico y causa daños importantes a la salud, cuando está en concentraciones altas, y frena el crecimiento de las plantas y los árboles.
  35. 35. Formación del ozono troposférico
  36. 36. •En España, como en otros países mediterráneos, durante el verano se dancondiciones meteorológicas favorables para la formación de ozono: altastemperaturas, cielos despejados, elevada insolación y vientos bajos,
  37. 37. Dioxinas• Las dioxinas son compuestos químicos obtenidos a partir de procesos de combustión que implican al cloro. El término se aplica indistintamente a las policlorodibenzofuranos (PCDF) y las policlorodibenzodioxinas (PCDD).• Son estables químicamente, poco biodegradables y muy solubles en las grasas, tendiendo a acumularse en suelos, sedimentos y tejidos orgánicos, pudiendo penetrar en la cadena alimentaria. Posible efecto cancerígeno.• Las dioxinas y los furanos se producen principalmente de dos maneras: 1. En el proceso de fabricación de algunos pesticidas, conservantes, desinfectantes o componentes del papel; 2. Cuando se queman a bajas temperaturas materiales como algunos productos químicos, gasolina con plomo, plástico, papel o madera.
  38. 38. Las dioxinas son fundamentalmente subproductos de procesosindustriales, pero también pueden producirse en procesos naturalescomo las erupciones volcánicas y los incendios forestales.Las dioxinas son subproductos no deseados de numerososprocesos de fabricación como la fundición, el blanqueo de la pastade papel con cloro o la fabricación de algunos herbicidas yplaguicidas.En cuanto a la liberación de dioxinas al medio ambiente, laincineración descontrolada de desechos (sólidos y hospitalarios)suele ser la causa más grave, dado que la combustión esincompleta.
  39. 39. Dispersión de los contaminantesHay que distinguir:EMISIÓN: Cantidad de contaminantes que vierte un foco emisor en un periodo detiempo determinado. Se mide a la salida del foco emisor.INMISIÓN: Cantidad de contaminantes presentes en una atmosfera determinada,una vez transportados, difundidos, y mezclados en ella y a la que están expuestoslos seres vivos y los materiales que se encuentran bajo su influencia Inmisiones Emisiones
  40. 40. Dispersión de los contaminantes1. La mayor parte de los contaminantes se difunden en la parte baja de la troposfera, donde interactúan entre sí y con los demás compuestos presentes, antes de su deposición.2. Otros ascienden a alturas considerables y son transportados hasta lugares muy alejados del foco emisor.3. Un tercer grupo, más reducido, puede llegar a traspasar 1 2 3 la tropopausa e introducirse en la estratosfera.
  41. 41. Los contaminantes que se difunden en la parte baja de la troposfera presentan un ciclo de emisión-deposición que se puede resumir en tres etapas: Mezcla de contaminantes Procesos químicos y fotoquímicos Deposición
  42. 42. Etapas de la dispersión de los contaminantes1. Mezcla de contaminantes. Una vez emitidos los compuestos químicos (contaminantes primarios), se mezclan en los primeros kilómetros de la troposfera, donde se desplazan libremente, se incorporación a las masas circulantes de aire y se distribuyen de forma homogénea, lo que favorece las transformaciones químicas.2. Procesos químicos y fotoquímicos. En estos procesos participan los con-taminantes que pueden generar nuevos compuestos (contaminantes secundarios), cuyas propiedades son, por lo general, muy diferentes de las de sus precursores.3. Deposición. Los contaminantes, transformados o no, retornan a la superficie terrestre, donde se incorporan a los océanos y al suelo.
  43. 43. Dispersión de los contaminantesEn general, se considera que en las áreas continentales se encuentranlos focos emisores, mientras que los océanos, por su extensión, son losprincipales depósitos de retorno.Este retorno sucede por:Deposición húmeda: los contaminantes retornan a través de la lluvia,la nieve la niebla o el rocíoDeposición seca: Tiene lugar en menor medida y es debida afenómenos gravitacionales y de adsorción.
  44. 44. Gráfico de la deposición seca de polvo procedente del SaharaDeposición húmedadel polvo por lasprecipitaciones
  45. 45. Dispersión de los contaminantes Sol Vapor de agua Mezcla Emisión Transformación Transporte Deposición Inmisión Transporte Industrias Seca Húmeda Medio Urbano
  46. 46. Si los niveles de inmisión no son los adecuados, disminuye la calidad delaire y se originan efectos negativos en los receptores: • Seres humanos • Animales • Vegetales • HongosEstos niveles de inmisión van a depender de una serie de factores: • Condiciones meteorológicas y climáticas • Características geográficas y topográficas • Características de las emisiones
  47. 47. Estratificación Térmicas del aire Inversiones De subsidencia Vientos Adventicias Condicionesmeteorológicas Humedad relativa del aire Precipitaciones Insolación
  48. 48. Condiciones meteorológicas y climáticas Estratificación del aire. GVT < GAS GVT > GAS GVT = GAS Estable Inestable Indiferente GAS GVTAltitud (m) Altitud (m) Altitud (m) GVT GAS GVT GAS Temperatura ºC Temperatura ºC Temperatura ºC La Tª del aire contaminado La Tª del aire contaminado es Las Tª son similares y su es inferior a la del aire que superior a la del aire que le rodea. variación con la altura es la le rodea. Es más densa, no Se favorecen los movimientos misma. No se favorece puede subir e incluso baja verticales y la dispersión de los ningún movimiento contaminantes
  49. 49. Condiciones meteorológicas y climáticas InversionesSon situaciones en las que se impide la circulación vertical del aire y por lo tanto los contaminantes se acumulan en las capas inferiores de la atmósfera. • Inversiones térmicas • Inversiones de subsidencia • Inversiones adventicias
  50. 50. Condiciones meteorológicas y climáticas Inversiones térmicasNormalmente, el aire caliente de la superficie terrestre asciende y el aire dela parte superior de la atmósfera (más frío) cae, con lo cual se crea unacirculación natural que dispersa los contaminantes superficiales del aire.Una inversión ocurre cuando las capas de aire de la atmósfera inferior sonmás frías que las superiores. La circulación natural sufre una interrupción ytanto el aire superficial acumulado como los contaminantes del aire seconcentran alrededor de sus fuentes
  51. 51. El humo de las calefacciones o chimeneas no puede ascender debido a lainversión térmica
  52. 52. Inversiones de subsidenciaLa inversión por subsidencia generalmente está asociada con los anticiclones.El aire de un anticiclón desciende y fluye hacia afuera con una rotación quesigue la dirección de las agujas del reloj. A medida que el aire desciende, lamayor presión existente en altitudes menores lo comprime y calienta en elgradiente vertical adiabático seco.
  53. 53. Inversiones de subsidenciaDurante el día, la capa de inversión resultante de este proceso confrecuencia se eleva a cientos de metros sobre la superficie.Durante la noche, la base de una inversión por subsidencia desciendedebido al enfriamiento del aire superficial.Los días despejados y sin nubescaracterísticos de los anticiclonespropician las inversiones porradiación, de modo que se puedeproducir una inversión superficialdurante la noche y una elevadadurante el día. Si bien la capa demezcla que se encuentra debajode la inversión puede variardiariamente, nunca será muyprofunda.
  54. 54. Aire descendente que no permite eliminar la contaminación
  55. 55. Inversiones adventicias o frontalesInversión relacionada tanto con los frentes fríos como con los cálidos. En el avance de cadafrente, el aire cálido desplaza al frío, de modo que se produce una circulación vertical mínimaen la capa de aire frío más cercana a la superficie . La fuerza de la inversión depende de la diferencia de temperatura entre las dos masas de aire. Como los frentes se mueven horizontalmente, los efectos de la inversión generalmente duran poco y la falta de movimiento vertical suele compensarse con los vientos relacionados con el paso frontal. Sin embargo, cuando los frentes se vuelven estacionarios, las condiciones de inversión pueden prolongarse.
  56. 56. Vientos Tienen una gran importancia en la dispersión de los contaminantes en función de sus características: • Dirección • Velocidad • Turbulencias VientoEl viento aleja los contaminantesde la zona de emisión
  57. 57. Humedad relativa del aireLa humedad favorece la acumulación de contaminantes, y en ocasiones,compuestos como SO2, SO3, NO2, pueden reaccionar y formar ácidoscorrosivos: Pueden formar LLUVIAS ÁCIDAS.
  58. 58. PrecipitacionesTienen un efecto de lavado,arrastrando contaminantes hacia elsuelo. También pueden ayudar adisolver algunos gases Insolación Favorece la formación de contaminantes secundarios mediante reacciones de oxidación fotoquímica
  59. 59. Factores topográficos y geográficosLa topografía influye mucho sobre los movimientos atmosféricos y por lotanto en la dispersión de los contaminantes. a) Zonas costeras b) Valles fluviales y laderas c) Zonas urbanas d) Presencia de masas vegetales
  60. 60. Zonas costerasSe originan brisas durante eldía (A) que transportan loscontaminantes tierra adentroy por la noche (B) sucede alrevés.Por otra parte, el aire estácargado de la humedad delmar y puede favorecer laacumulación decontaminantes
  61. 61. Zonas de valles fluviales y laderas Se generan brisas de valle y montaña. Durante el día se calientan las laderas y se generan corrientes ascendentes, mientras que en el fondo del valle queda el aire frío y contaminado Durante la noche el aire frío desciende por las laderas, y se acumula en el fondo del valle, llegando a la misma situación anterior. Además las propias laderas dificultan el movimiento del aire y por lo tanto la dispersión de los contaminantes
  62. 62. Zonas urbanas• Los edificios frenan los movimientos del aire y crean turbulencias. Las propias actividades urbanas (industria, tráfico, calefacciones,…) generan calor y se crea un microclima denominado isla de calor. En la periferia de la ciudad, la temperatura es más fría.• Este fenómeno favorece la formación de brisas urbanas debido al ascenso del aire en el centro de la ciudad, cuyo hueco es ocupado por el aire frío procedente de la periferia.• Se dificulta la dispersión de los contaminantes, formando las cúpulas de contaminación, que se ven incrementadas en situaciones anticiclónicas y que pueden ser dispersadas por efecto de las lluvias y los vientos.• Los contaminantes, por otra parte pueden actuar como nucleos de condensación y la formación de tormentas, más frecuentes que en los alrededores de la ciudad.
  63. 63. Efecto del río en la isla de calor urbana
  64. 64. Movimiento del aire en una “isla de calor”Boina de contaminación en las ciudades
  65. 65. ¿Qué hace que las ciudades sean más calientes?Hay muchos factores que pueden influenciar el efecto isla de calorurbano. Los cambios que se realizan en la superficie de la tierra enzonas urbanas tienen un gran impacto en este sentido.1. Por ejemplo, muchas ciudades tienen menos árboles que las zonas rurales circundantes. Los árboles sombrean la tierra, evitando que la radiación del Sol sea absorbida. Sin ellos, la superficie de la tierra se calienta.2. Los tejados y el pavimento oscuro también absorben más radiación.3. Los automóviles, que emiten calor de sus motores y escapes, también contribuyen al efecto de la isla de calor.4. Una menor cantidad de plantas también significa que habrá menos evapotranspiración, que es un proceso que refresca al aire.5. Las calefacciones y electrodomésticos y urbanos contribuyen al calentamiento ambiental.
  66. 66. Soluciones propuestas frente a las islas de calorHoy, muchas ciudades están haciendo un esfuerzo para combatir el efecto islade calor urbana.1. Están utilizando materiales blancos o reflectivos para los techos y caminos.2. Se están plantando árboles a lo largo de las calles de las ciudades.3. En muchas áreas se están instalando azoteas verdes, es decir, plantas vivas en los tejados.
  67. 67. Presencia de masas vegetales• Frenan la velocidad del viento y facilitan la deposición de los contaminantes, que quedan retenidos en las hojas.• Además la vegetación absorbe CO2 (actúa como sumidero)• Un kilómetro cuadrado de bosque genera unas 1.000 toneladas de oxígeno anuales, requiriendo el doble de superficie una plantación de césped. También son fijados por la vegetación los óxidos de azufre, oxigenándose el SO2, dando lugar a sulfatos. El plomo se acumula sin transformarse en las plantas, eliminándolo de la atmósfera. Además acumulan entre las hojas, polvo y partículas en suspensión gracias a fenómenos electrostáticos y a la presencia de aceites.
  68. 68. Características de las emisiones Naturaleza de Velocidad de Altura de la los Temperatura emisión emisión contaminantesGases Partículas
  69. 69. Características de las emisionesDepende de la naturaleza de los contaminantes: • Gas • Partículas. Se depositan con mayor facilidadTambién depende de: • Temperatura de emisión.- Si es mayor que la del aire del medio, el gas asciende y se dispersa más fácilmente. • Velocidad de emisión.- Si sale a más velocidad, puede romper las capas de inversión • Altura del foco emisor. A mayor altura (p. ej. Chimeneas) mayor probabilidad de atravesar las capas de inversión y mayor facilidad de dispersión del contaminante.
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