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Contaminación del Aire.-

La contaminación del aire comienza a hacerse notar con el desarrollo de la era industrial. Los aumentos en la producción de energía de las actividades industriales, de la circulación automotriz y aérea, etc. son las causas que llevan a una creciente polución atmosférica. Las fuentes de energía que emplean combustibles fósiles son unas de las causas mas importantes de contaminación. Pero también los vertidos de gases de las industrias químicas, de partículas sólidas por las industrias metalúrgicas y del cemento y de otras actividades industriales también contribuyen. Otra fuente de contaminación del aire la constituyen los vertidos de gases radiactivos por las centrales nucleares y partículas radiactivas por las explosiones atómicas. La materia orgánica en fermentación puede emitir gases conteniendo SH2 y otros compuestos azufrados.
La contaminación del aire se da con mayor intensidad en los centros urbanos donde se encuentra la mayor concentración de viviendas, industrias y automotores. Sin embargo los medios rurales pueden ser focos importantes de contaminación por el uso intensivo de sustancias químicas como pesticidas y abonos. La composición de nuestra atmósfera es el resultado de millones de años de actividad de la vida sobre la tierra. Si bien su composición es constante la misma es el resultado de un equilibrio dinámico dado por las acciones contrapuestas de distintos organismos autótrofos y heterótrofos y a ciertos procesos geoquímicos. Se producen constantes intercambios entre los seres vivos, la hidrosfera, la atmósfera y la litosfera. Las nueve décimas partes de la masa del aire está en la troposfera, por debajo de los 16 Km. de altitud. El resto se halla prácticamente todo entre los 16 y los 48 Km., ya que a partir de esta última altura sólo se encuentra una milésima de la masa total de 5,2 x 1019 toneladas. La contaminación del aire puede darse tanto por la modificación del contenido de alguno de sus componentes como por la introducción de elementos que normalmente no se hallan presentes en el mismo A continuación se da la composición media del aire seco, es decir sin considerar el vapor de agua que se halla en forma de humedad ambiente y nubes.   Composición química del aire atmosférico (seco)  

Elemento % en volumen Concentración (ppm)(v)
Nitrógeno 78,084 ± 0,004 780.900
Oxígeno 20,946 ± 0,002 209.400
Argón 0,934 ± 0,001 9.300
Dióxido de Carbono 0,033 ± 0,001 315
Neón
 
18
Helio
 
5,2
Metano
 
1,2
Criptón
 
0,5
Hidrógeno
 
0,5
Xenón
 
0,08
Dióxido de Nitrógeno
 
0,02
Ozono
 
0,01 a 0,04
Otros: monóxido de carbono, etc.              
 
Vestigios (inf. a  1 ppm)
Nitrógeno.- (N)
Es un gas incoloro, inodoro, poco soluble en agua y muy difícil de licuar. Es químicamente inactivo a la temperatura ordinaria, o sea que no es comburente ni combustible ni se combina con ningún elemento.  Esto lo hace indispensable para morigerar las propiedades oxidantes del oxígeno haciendo posible la respiración. Se encuentra libre, como constituyente del aire, en la forma N2 y, combinado, en minerales tales como el nitro (NO3K) y el salitre de Chile (NO3Na). Está presente en las proteínas, que son las sustancias orgánicas que integran el grupo de compuestos esenciales para la vida animal, mientras que los vegetales lo asimilan en su forma mineral. También se lo encuentra en la urea y en otras sustancias orgánicas. El primero en prepararlo en laboratorio fue Daniel Rutherford en 1.772. Descubrió que no se pueden mantener ni la vida ni la combustión en atmósferas puras de nitrógeno.
Lavoisier lo llamó ázoe, que significa sin vida. Chaptal en 1.823 le dio el nombre actual al descubrirlo en el nitro. Oxígeno.- (O) Es uno de los elementos mas importantes por sus funciones en la naturaleza y también por su abundancia ya que casi la mitad del peso de la corteza terrestre se debe a su presencia. Como gas forma parte del aire y hace posible la vida animal y vegetal. Permite la combustión para la producción de calor al quemar madera, gas , etc. En combinación con otros elementos está presente en el agua, la tierra, en  rocas y minerales y en muchos compuestos orgánicos.   Dióxido de Nitrógeno.- (NO2) En estado gaseoso es de un color pardo intenso. Es muy venenoso y oxidante, soluble en agua y fácilmente licuable. En estado sólido tiene la estructura N2O4 (Peróxido de Nitrógeno)


Metano.- (CH4)
Es un gas incoloro, inodoro e inflamable. En combinación con el aire forma el grisú y son muy conocidos sus efectos explosivos en las minas de carbón.
Naturalmente el metano se desprende de las aguas cenagosas de los pantanos (De allí su nombre de gas de los pantanos).Lo produce la fermentación microbiana de la celulosa de los vegetales. En los pozos de petróleo se halla en grandes cantidades y también ocluido en las capas de hulla de donde se desprende al remover la misma.
Sus principales derivados son el cloruro de metilo, usado como anestésico local, el cloroformo, anestésico general y el tetracloruro de carbono usado como disolvente industrial.

 
Argón.- (Ar)
Es un elemento gaseoso inerte, el tercer gas más abundante en la atmósfera de la Tierra. Es uno de los gases nobles. 
El argón fue descubierto en 1894 por los científicos británicos sir William Ramsay y John William Strutt Rayleigh. Llegaron a este descubrimiento por una discrepancia entre la densidad del nitrógeno supuestamente puro, preparado a partir del aire, y el nitrógeno realmente puro, preparado a partir del nitrato de amonio. El argón está compuesto por moléculas monoatómicas y es incoloro e inodoro. Constituye el 0,93% de la atmósfera.
Se produce comercialmente mediante la destilación fraccionada del aire líquido. Se usa en grandes cantidades para rellenar bombillas (focos) eléctricas. Si se deja aire en las bombillas incandescentes, el filamento se quema; si se hace el vacío, método utilizado antiguamente, el filamento de tungsteno tiende a evaporarse, oscureciendo su interior. Para evitar esta evaporación, la bombilla (foco) puede rellenarse con nitrógeno, que es el gas menos caro para este propósito, o con argón, que es mejor, pues conduce menos el calor y, por lo tanto, enfría menos el filamento.
El argón se usa también en un tipo de lámpara de neón. Mientras que el neón puro produce luz roja, el argón produce luz azul. Los tubos de argón requieren un voltaje menor que los de neón, y por eso se mezclan a veces pequeñas cantidades de argón con neón. El argón se utiliza también en el arco eléctrico, en el láser de gas y en el arco de soldadura.

Neón.- (Ne)
Es un elemento gaseoso, incoloro e inodoro, que constituye una diminuta fracción de la atmósfera terrestre. Es uno de los gases nobles.
El neón fue separado por vez primera de otros gases inertes en 1898, por los químicos británicos Sir William Ramsay y Morris Travers. Su proporción en la atmósfera es de 18 partes por un millón. Se da en la naturaleza en tres formas isotópicas estables: el neón 20, que es el más abundante, el neón 22 y el neón 21. La primera demostración de la existencia de un isótopo estable en un elemento fue llevada a cabo con neón en 1912.
Hecho el vacío en un tubo de descarga, el neón produce un brillo carmesí y se usa extensivamente en la conocida lámpara de neón de los anuncios publicitarios. La expresión "luz de neón" se aplica incorrectamente a los tubos luminosos rellenos con otros gases distintos al neón y que producen un brillo coloreado. El neón líquido se usa como refrigerante en criogenia. Tiene una capacidad refrigerante por unidad de volumen 40 veces mayor que el helio líquido.

Helio.- (He)
Es un elemento gaseoso, inerte, incoloro e inodoro. Es uno de los gases nobles.
El astrónomo francés Pierre Janssen descubrió el helio en el espectro de la corona solar durante un eclipse en 1868. Poco después, el químico británico Edward Frankland y el astrónomo británico Joseph Norman Lockyer lo identificaron como elemento y le dieron nombre. El gas fue aislado por vez primera a partir de fuentes terrestres en 1895, por el químico británico sir William Ramsay, que lo descubrió en la cleveíta, un mineral que contiene uranio. En 1907, el físico británico lord Ernest Rutherford demostró que las partículas alfa son los núcleos de los átomos de helio, hecho confirmado por investigaciones posteriores.
El helio está formado por moléculas monoatómicas, y es el gas más ligero exceptuando al hidrógeno, siendo químicamente inerte como todos los gases nobles. Su única capa de electrones está llena, haciendo muy difíciles las reacciones con otros elementos, y los compuestos resultantes son bastantes inestables. Sin embargo, se han detectado moléculas de compuestos con neón (otro gas noble) y con hidrógeno, y se han sugerido otros compuestos. Debido a la abundancia de helio en el Universo, la existencia de esas reacciones, aunque sea rara, podría ser muy importante en cosmología.
El helio es el gas más difícil de licuar, y es imposible de solidificar a presiones atmosféricas normales. Esas propiedades convierten al helio líquido en un material extremamente útil como refrigerante, y para experimentos de obtención y medida de temperaturas cercanas al cero absoluto. Puede llevarse casi hasta el cero absoluto a presión normal extrayendo rápidamente el vapor de encima del líquido. A una temperatura ligeramente superior al cero absoluto, se transforma en helio II, llamado también helio superfluido, un líquido con propiedades físicas únicas. No se puede solidificar, y su viscosidad es aparentemente cero. Atraviesa fácilmente grietas y poros diminutos e incluso puede trepar por las paredes y sobre el borde de un contenedor. El helio 3, el isótopo más ligero del helio, de masa 3, con un punto de ebullición incluso más bajo que el helio ordinario, muestra propiedades marcadamente diferentes cuando se licúa. 
Es el segundo elemento más abundante en el Universo, después del hidrógeno. A nivel del mar, el helio se produce en la atmósfera en la proporción de 5,4 partes por millón. La proporción aumenta ligeramente a alturas mayores. Más o menos una parte por millón del helio atmosférico es helio 3, considerado actualmente como un producto de la desintegración del tritio, un isótopo radiactivo del hidrógeno con masa 3. El isótopo común del helio, el helio 4, procede probablemente de emisores de radiación alfa de las rocas. El gas natural, que contiene una media de un 0,4 % de helio, es la mayor fuente comercial de helio.
Debido a que es incombustible, el helio es un gas más adecuado que el hidrógeno para elevar globos en el aire; tiene un 92 % de la potencia elevadora del hidrógeno, aunque pesa dos veces más. El helio se usa para presurizar y endurecer la estructura de los cohetes antes del despegue, y para presurizar los tanques de hidrógeno líquido u otros combustibles, con el fin de forzar el combustible dentro de los motores del cohete. Es útil para esta aplicación porque sigue en estado gaseoso incluso a la baja temperatura del hidrógeno líquido. Un potencial uso del helio es como medio transmisor de calor en los reactores nucleares, porque permanece químicamente inerte y no radiactivo en las condiciones existentes en el interior de los reactores.
El helio se usa en soldadura por arco de gas inerte de ciertos metales ligeros, tales como las aleaciones de aluminio y magnesio, que de otra forma se oxidarían; el helio protege las partes calientes del ataque del aire. El helio se utiliza en lugar del nitrógeno como parte de la atmósfera sintética que respiran los buceadores, los trabajadores de las campanas sumergidas, porque reduce la posibilidad de sufrir embolias gaseosas. Esta atmósfera sintética se usa también en medicina para aliviar los problemas de respiración, porque el helio se mueve más fácilmente que el nitrógeno por las vías respiratorias afectadas. En cirugía, los rayos de helio ionizado procedentes de sincrociclotrones son útiles en el tratamiento de los tumores oculares, porque estabilizan o incluso contraen los tumores. Estos rayos se usan también para disminuir las malformaciones de los vasos sanguíneos en el cerebro de los pacientes.
El helio se transporta como gas en pequeñas cantidades, comprimido en pesados cilindros de acero. Cantidades mayores de helio pueden transportarse en estado líquido en contenedores aislados, reduciendo así los costes de transporte.
 

Cripton.- (Kr)
Es un elemento gaseoso incoloro e inodoro que constituye una fracción diminuta de la atmósfera terrestre. Es uno de los gases nobles.
Fue aislado por vez primera en 1898 por los químicos británicos sir William Ramsay y Morris William Travers, por medio de la destilación fraccionada de una mezcla de gases nobles. El criptón está presente en la atmósfera en una proporción de 1 parte por 20 millones en volumen o 1 parte por 7 millones en masa. En 1962 y 1963 se descubrieron varios compuestos de criptón.
El criptón se utiliza solo o con argón y neón en las bombillas (focos) incandescentes. En un tubo de descarga eléctrica, emite un brillo característico de color anaranjado rojizo; estos tubos llenos de criptón se utilizan en la iluminación de campos de aterrizaje, porque la luz roja es visible a largas distancias y penetra la niebla y la neblina más que la luz ordinaria. En 1960, la Oficina Internacional de Pesos y Medidas adoptó como la longitud del metro patrón 1.650.763,73 veces la longitud de onda de la luz emitida por el isótopo criptón 86.

Xenón.- (Xe)
Es un elemento gaseoso, incoloro e inodoro. Es uno de los gases nobles.
Fue descubierto en 1898 por los químicos británicos Sir William Ramsay y Morris Travers. Antiguamente se le creía químicamente inerte, pero desde 1962 se han preparado varios compuestos de xenón. Se usa principalmente en ciertos mecanismos de iluminación como las lámparas estroboscópicas. El xenón está presente en la atmósfera en cantidades mínimas.

Ozono.- (O3)
Es un gas incoloro o de un azul tenue. En forma líquida es de color azul. Se lo encuentra en las capas altas de la atmósfera por la acción de las radiaciones ultravioleta del Sol sobre el Oxígeno. Así se produce la absorción de parte de esas radiaciones que, de llegar sin esa atenuación a la superficie terrestre, tendría graves consecuencias sobre la vida tal como la conocemos. También las descargas eléctricas durante las tormentas son otra fuente natural de producción del Ozono.> Si en condiciones de laboratorio, en una atmósfera de aire o de oxígeno se producen chispas eléctricas, se comprueba que se tiene una disminución del volumen gaseoso y un olor particular. Se ha formado el ozono.

Si luego se calienta a la masa gaseosa a unos 250 ºC se recobra el volumen primitivo y desaparece el olor. Se volvió a la composición original. El ozono es una sustancia derivada del oxígeno pero de propiedades distintas. Es mas pesado y tiene un nivel de actividad mayor. La contracción del volumen se produce  porque de tres volúmenes de oxígeno se obtienen dos de ozono. Son necesarias tres moléculas de Oxígeno (O2) mas energía para formar dos moléculas de Ozono (O3). La molécula de Oxígeno posee dos átomos de Oxígeno, mientras que la molécula de Ozono está formada por tres átomos de Oxígeno
Se lo usa como blanqueador, desodorizante y desinfectante. Se lo suele emplear para purificar ambientes.


Conformación de la Atmósfera.-

 
   

Contaminación del Aire.-

Cualquier condición atmosférica en la que ciertas sustancias alcanzan concentraciones suficientemente elevadas sobre el nivel ambiental normal como para producir un efecto mensurable en el hombre, los animales, la vegetación o los materiales Sustancias.- Cualquier elemento o compuesto químico, natural o artificial, capaz de permanecer o ser arrastrado por el aire. Son gases, gotas líquidas o partículas sólidas El estudio de la contaminación del aire plantea como objetivo encontrar la mejor forma de reducir la contaminación. Eliminar totalmente la contaminación no es un objetivo realista. La reducción de la contaminación implica la aceptación de las siguientes exigencias: Realizar inversiones económicas Producir cambios de modos de vida Adoptar cambios en el uso de la energía   A) Contaminantes del aire.- Sustancias que, cuando se encuentran en la atmósfera en cantidades suficientes, pueden ocasionar daños a las personas, los animales, la vegetación o los materiales o pueden interferir en la calidad de vida. Se puede definir la contaminación del aire como la presencia en la atmósfera exterior de uno o mas contaminantes o sus combinaciones, en cantidades tales y con una duración que afecten o puedan afectar la vida humana, de animales, de plantas o de la propiedad, que interfieran el goce de la vida. La propiedad o el ejercicio de las actividades. Los contaminantes del aire se pueden presentar como: 1.- Material particulado 2.- Compuestos de azufre 3.- Compuestos orgánicos 4.- Compuestos de nitrógeno 5.- Compuestos de carbono 6.- Compuestos halogenados 7.- Compuestos radiactivos Estos contaminantes se pueden agrupar en dos tipos: gases y partículas sólidas (mas raramente líquidos) que se denominan aerosoles. El primer grupo contiene un 90% del total de contaminantes, mientras que los aerosoles son el 10% restante. Clasificación general.- Contaminantes primarios: son los emitidos directamente por las fuentes. Contaminantes secundarios resultan de las reacciones químicas en la atmósfera: a) reacciones térmicas en fase gaseosa, b) reacciones fotoquímicas en fase gaseosa y c) reacciones térmicas en fase líquida (en gotitas de líquido)  

Clase Contaminantes primarios Contaminantes secundarios Fuente de

emisión

Compuestos del azufre SO2 – SH2 SO3 -  - MSO4 Combustión de combustibles conteniendo azufre
Compuestos del nitrógeno NO – NH3 NO2 – MNO3 Combustión de N2 y O2 en combustiones a altas temperaturas
Compuestos del carbono CO – CO2 ------------------------------------
Combustión
Compuestos orgánicos Compuestos

C1 – C3

 
Combustión de carburantes refinados del petróleo – Uso de disolventes
Compuestos halogenados HF - HCl ------------------------------------ Industrias metalúrgicas

Principales fuentes antropogénicas de contaminantes del aire.-

 
Combustiones Domésticas Calefacción

Calentamiento del agua

Incineración

Cocción de alimentos

 
Servicios

Públicos

Centrales termoeléctricas

Incineración

 
Industrias Generación de vapor

Generación de energía

 
Vehículos Automotores

Ferrocarriles

Aviones

Barcos

Industrias Metalúrgicas

Petroleras

Químicas

Mineralográficas

 
 

Principales contaminantes del aire, fuentes de emisión y efectos.-

Contaminante Fuente de emisión Efectos
Partículas Sedimentables

(Hollín, cenizas)

Suspendidas (Humos)

Combustión

Construcción

En los materiales

Cancerígenos

Compuestos

De azufre

Oxidos de azufre Combustión del carbón

Producción, refinamiento y utilización de petróleo y gas

Fabricación y uso de azufre y ácido sulfúrico

Fusión y refinamiento de materiales

Irritación de las mucosas

Constricción del tórax

Cefaleas

 
Sulfuro de hidrógeno Industrias químicas y siderurgia

Refinerías de petróleo

Colectoras cloacales

Olor nauseabundo

Irritante de ojos y garganta

Parálisis respiratoria

Compuestos de nitrógeno Oxidos de nitrógeno Combustión e incineración

Gases de escape de vehículos

Manufacturas de ácidos nítrico y sulfúrico

Fabricación de pinturas, gomas y jabones

Industrias del nylon

Refinerías de petróleo

Nitración de compuestos orgánicos

 
Inhibición de la acción ciliar

Formación de “smog” fotoquímico

 
Amoníaco Gases de escape de vehículos

Industrias químicas

Fabricación de fertilizantes

Fabricación de ácido nítrico

Incineración de residuos orgánicos

Irritante

Formación de nieblas

Halógenos

y sus

compuestos

Cloro y ácido clorhídrico Industrias químicas (Blanqueo de algodón y harina)

Refinerías de petróleo

Irritante de ojos y tracto respiratorio
 
Fluor y sus compuestos Industrias de aluminio

Fabricación de fertilizantes

Industria cerámica y del vidrio

Siderurgia

Refinerías de petróleo

Irritante

Acción sobre huesos y piel

Compuestos orgánicos aldehídos
Gases del escape de vehículos
Descomposición de grasas y aceites
Irritante de ojos, piel y mucosas
 
Acido cianhídrico Fumigación

Altos hornos

Industrias químicas

Galvanoplastía

Interferencia en la respiración celular
 
Fosgeno Industrias químicas, farmacéuticas y de tinturas Irritación, tos y edema pulmonar
 
Hidrocarburos Gases del escape de vehículos “Smog”

Cancerígeno

Monóxido de carbono
 
Gases del escape de vehículos Asfixiante
1.- Material particulado.-

Las partículas sólidas presentes en la atmósfera provienen de las actividades humanas y también por los procesos biogeoquímicos naturales. Entre estos aerosoles naturales se cuentan los producidos por los volcanes y el viento. Si bien un aerosol es en su sentido original un conjunto de pequeñas gotas de líquido suspendidas en el aire, se aplica hace extensiva esta denominación a las partículas sólidas en suspensión . Las combustiones incompletas son una fuente importante de polución por partículas. Las chimeneas, los escapes de los motores quemando aceite o los motores diesel expelen también partículas contaminantes. Algunos contaminantes gaseosos como el dióxido de azufre pueden dar lugar a la formación de verdaderos aerosoles al transformarse en ácido sulfúrico en presencia de la humedad atmosférica. El humo del cigarrillo es causa de aerosoles, conteniendo sustancias altamente tóxicas, que contaminan el aire de los lugares cerrados. La mayor parte del particulado atmosférico se encuentra comprendido entre 0,1 y 20 m (micrón: una millonésima de metro). Los aerosoles intervienen en los fenómenos atmosféricos dado que son un factor importante de la difusión de las radiaciones energéticas que determinan entre otros factores ecológicos el nivel de la temperatura terrestre y la iluminación recibida en superficie. 1.1) Partículas gruesas, sedimentables.- Tienen un diámetro medio de 20 m . Su presencia en el aire se da en la troposfera, o sea por debajo de los 3.000 m. Caen en las cercanías de sus fuentes de emisión, dependiendo de los vientos su dispersión mas o menos importante. Generalmente se presentan en las áreas con una gran industrialización 1.2) Partículas semifinas, poco o nada sedimentables.- Su tamaño está entre los 2,5 y 0,1 m. Su caída a tierra es debida al arrastre de lluvias y nieve y a que suelen aglutinarse y formar partículas mayores debido a fenómenos electrostáticos.
1.3) Partículas inframicroscópicas, no sedimentables.- Son las partículas de menor tamaño que las anteriores y se distribuyen por toda la atmósfera. Dado su pequeñez no es posible determinar su composición.


Fuentes naturales.-

El vulcanismos lleva al aire una gran cantidad de partículas y de gas sulfuroso el cual se transforma en aerosoles al transformarse en ácido sulfúrico y en sulfato de amonio. Las erupciones importantes llevan a la atmósfera millones de toneladas de partículas de diverso tamaño. La acción del viento en los desiertos provoca También gran cantidad de partículas semifinas en suspensión constituida principalmente por compuestos silíceos. Fuentes antropogénicas.- Son innumerables los contaminantes presentes en los particulados emitidos por las diversas actividades humanas. Metales. minerales, partículas carbonosas en humos y hollines son vertidos por centenares de miles de toneladas anuales a la atmósfera. Las industrias de extracción y procesado de minerales, como la  del cemento, generan gran cantidad de partículas. Las grandes obras de construcción también generan estos contaminantes. Las siderurgias, los hornos de fundición, las laminadoras de metales, son ejemplos de fuentes contaminantes importantes si no cuentan con los sistemas de depuración necesarios para  minimizar la polución. 2,- Compuestos de azufre.- 2.1) Oxidos (SO2 y SO3).- Los que mayor presencia tienen en el aire son el SO2 (Dióxido de azufre o anhídrido sulfuroso) y el SO3 (Trióxido de azufre o anhídrido sulfúrico).

El SO2 se encuentra naturalmente en el aire en concentraciones muy bajas. El vulcanismo es la fuente natural mas importante. La combustión combustibles fósiles es la fuente mas importante de emisión de este contaminante. Ciertos procesos metalúrgicos y la fabricación de ácido sulfúrico pueden dar lugar a la liberación del SO2. La luz ultravioleta actúa sobre el dióxido de azufre convirtiéndolo en trióxido de azufre. Este, por ser ávido de agua, se transforma en ácido sulfuroso (SO3H2) el cual se transforma espontáneamente en ácido sulfúrico (SO4H2). También en atmósferas contaminadas con dióxido de azufre y de nitrógeno se forman, con el agua, ácido sulfúrico y monóxido de nitrógeno. 2.2) Acido sulfídrico (SH2).- Se halla en la naturaleza producido por las sulfobacterias que descomponen las sustancias fermentables tanto en los mares como en la tierra. Esta es la principal causa de presencia de SH2 en la atmósfera y mucho mas importante que las emisiones por acción humana. Las emisiones debidas a la acción humana se producen principalmente en las instalaciones petroquímicas al eliminar el azufre del gas de Lacq produce el desprendimiento del SH2 a la atmósfera. Es un gas muy tóxico y su concentración en el aire es de 2 ppb (partes por billón) Su concentración máxima admisible es de 15 ppm en aire. Se oxida de manera espontánea en el aire formando entonces SO2 3. Compuestos orgánicos (aldehídos).- Son fuentes importantes de la emisión de acroleína y otros aldehídos las fábricas que los sintetizan, refinerías de petróleo, algunas combustiones incompletas, quemaderos de residuos y motores de explosión. La acroleína es un compuesto irritante muy tóxico. El humo de los cigarrillos es rico en contenido de estas sustancias.
 
4.- Compuestos de nitrógeno.-

4.1) Oxido nítrico (NO) y dióxido de nitrógeno (NO2).-
Tanto el óxido nítrico como el dióxido de nitrógeno se encuentran normalmente en el aire. Las combustiones a alta temperatura y los motores de combustión interna son generadores importantes de estos gases. Si bien los gases de escape poseen mucha mas cantidad de NO que de NO2, el primero se transforma luego espontáneamente en NO2. El SO2 es un gas de color pardo intenso y muy venenoso. Es uno de los principales factores de la reducción de la visibilidad, creando la coloración parda propia del aire de las ciudades .Asimismo influye notablemente en la absorción de los rayos ultravioleta. En efecto, la disociación del NO2, para pasar a NO mas oxígeno, se debe a la energía tomada de la banda de entre los 3.000 y 4.000 Amstrong de la energía radiante recibida del Sol. Fuentes naturales.- Los microorganismos son los principales productores de NO en la naturaleza. El NO2 también debe su existencia a fuentes biológicas y, en menor medida, a las descargas eléctricas en la troposfera y al vulcanismo. El NO2 se transforma prontamente en NO y, el cual se transforma en aerosoles que caen a tierra con la lluvia y la nieve y tienen un efecto fertilizante sobre los vegetales. La no acumulación de estos gases en el aire demuestra la existencia de mecanismos naturales de extracción de los mismos. Fuentes antropogénicas.- Su importancia frente a las fuentes naturales es muy reducida. 4.2) Peroxi-acetil-nitrato (PAN).- Los óxidos de nitrógeno que reaccionan con los hidrocarburos crudos emitidos por los escapes de los motores de explosión dan lugar a la formación de estos contaminantes de efectos mucho mas tóxicos que los de las sustancias que les dieron origen. Tal vez el mas tóxico de los componentes del smog fotoquímico. Forma parte de los oxidantes totales. Se forman por reacción fotoquímica, siendo así que aparecen sólo en ciudades de atmósfera contaminada y muy soleadas. Su concentración es menor a 50 ppb en estas ciudades.

5.- Compuestos de carbono.-

5.1) Dióxido de carbono CO2).-
Normalmente no se considera un contaminante. Su concentración en la atmósfera es de unas 320 ppm. A través de los tiempos y fruto de distintas condiciones naturales por las que atravesó el planeta sus concentraciones fueron variando. Pero, desde comienzos de la era industrial, su incorporación al aire ha ido en aumento, lo cual puede considerarse el principio de una contaminación por este gas. Sin embargo, algún mecanismo de absorción natural se halla presente dado que las concentraciones de este gas son menores que las esperadas en virtud de la generación por acción del hombre. La respiración, la fermentación y el vulcanismo son causas naturales de formación de este gas. Mientras tanto la fotosíntesis y la sedimentación son los factores de absorción. La actividad humana con la quema de combustibles fósiles está, aparentemente, rompiendo el equilibrio natural que asegura concentraciones constantes del gas en la atmósfera. Esto es particularmente importante porque el CO2 es uno de los gases de efecto invernadero y, por lo tanto, aumentos de su concentración, traerían aparejado un aumento de la temperatura de la tierra de efectos devastadores sobre los ecosistemas.

 
5.2) Monóxido de carbono (CO).-
Entre todos los contaminantes del aire este gas es el mas ampliamente extendido y abundante. Su concentración en la atmósfera es normalmente, de 0,1 a 0,2 ppm. Hay lugares del planeta que presentan concentraciones mucho menores. Sus fuentes naturales son variadas. Entre ellas se encuentra el vulcanismo, los incendios naturales d bosques, fermentaciones en medios anaeróbicos, descargas eléctricas en la troposfera. En el mar este gas es producido, entre otros, por ciertos tipos de algas. La principal fuente de contaminación por este gas es la combustión y así los motores de explosión tienen un papel primordial. La quema de bosques para utilizar luego las tierras en la agricultura, la quema de carbón y madera son otros ejemplos de combustiones contaminantes. La liberación por acción antropogénica de CO a la atmósfera debería provocar un aumento en la concentración de este gas en la misma de un 0,04 ppm al año. Sin embargo la acción de distintos seres vivos juega un papel importante en el mantenimiento de una concentración constante de este gas en la atmósfera. Los hongos y las bacterias del suelo se constituyen en factores principales de esta acción reguladora. También la respiración de las plantas podría contribuir a estabilizar la concentración del CO. Es posible que se produzca la oxidación del CO transformándose en CO2.


5.3) Hidrocarburos.-
La vegetación constituyen una fuente natural de producción de hidrocarburos terpénicos. Estos hidrocarburos de la serie alicíclica responden a la fórmula general (C5H8)n. Como líquidos están presentes en las esencias o perfumes vegetales. Como sólidos en el caucho y en los alcanfores. Entre los mas importantes de estos compuestos figuran el mentol, la esencia de trementina o aguarrás, el alcanfor y las resinas. Entre las fuentes artificiales que producen contaminación por hidrocarburos se encuentran los motores de combustión interna los hornos industriales y domésticos, la evaporación de los depósitos de combustibles y, en general de las combustiones incompletas en motores nafteros o diesel o de las calefacciones que emplean fuel-oil. Los hollines de los humos de las chimeneas y los escapes de los motores diesel y menos en los motores nafteros emiten estos contaminantes.


6) Compuestos halogenados.-
Cloro, ácido clorhídrico, bromo, fluor y ácido fluorhídrico forman los derivados halogenados. Son producidos por las industrias que los procesan. Son de gran toxicidad. También la obtención del aluminio a partir de la fusión electroquímica de la fluorita es una fuente importante de polución. La quema de plásticos produce también este tipo de contaminantes si las plantas incinaradoras no disponen de filtros eficientes. La combustión incompleta de plásticos genera bifenilos policlorados que tienen propiedades parecidas al DDT en cuanto a sus acciones tóxicas y fisicoquímicas. La emisión por chimeneas de estos contaminantes, y la acción del viento, hace que los mismos se diseminan en áreas muy amplias. 7) Compuestos radiactivos.-
Se verá con mas detalle en el artículo correspondiente a la contaminación de origen nuclear. B) Efectos de los contaminantes del aire.-


1) Sobre los materiales.-
Los contaminantes atmosféricos actúan sobre los materiales ensuciándolos y/o deteriorándolos.
Las grandes concentraciones de humos y partículas ensucian las ropas y las estructuras. En tanto, los contaminantes ácidos o alcalinos atacan corroyendo pinturas, materiales presentes en las construcciones y en las obras de arte, los contactos eléctricos y los tejidos.
Muchas obras de arte que se exhiben en Europa al aire libre son, en realidad, copia de las originales, las cuales se encuentran a resguardo para evitar su deterioro irreversible. El ozono ataca a las gomas y, en particular, en ciudades con grandes concentraciones de este contaminante se observa una mayor frecuencia en el cambio de escobillas de limpiaparabrisas y neumáticos.

 
2) Sobre la vegetación.-
Son notables los efectos nocivos que algunos contaminantes tienen sobre las plantas. Además, los contaminantes se pueden acumular, introducir en la cadena alimenticia de los animales y luego llegar al hombre si consume esos animales contaminados. Las fundiciones de metales no ferrosos dan lugar al SO2 (dióxido de azufre) La destrucción de la vegetación trae como efecto la erosión de los suelos. Así en Inglaterra se dio el primer paso en controlar la contaminación del aire. En 1863 se dictó una ley sobre el álcali para frenar el daño causado por el HCl (ácido clorhídrico) emitido durante la elaboración del Na(OH)2 a partir de la sal. Niveles bajos de afectación de las plantas (por debajo del umbral) no causan daños visibles, efectos crónicos acumulativos, efectos genéticos o cambios graduales en la composición de la comunidad de plantas. Las plantas adquieren los contaminantes de los gases atmosféricos y por la humedad del suelo expuesto a la contaminación del aire. Así, por ejemplo, los contaminantes ácidos son fácilmente diluidos por la humedad ambiente y las lluvias. Los estomas, bocas o aberturas muy pequeñas en la epidermis de las hojas y ramas jóvenes, son elementos activos en el intercambio de gases como O2, vapor de agua, CO2, con la atmósfera. Es a través de ellos que los contaminantes también pueden ser absorbidos por los vegetales. Una vez en los tejidos vegetales, los contaminantes se disuelven en el agua intercelular y, si son ácidos, atacan la estructura de las células. Los contaminantes mas fácilmente solubles, como el SO2, el HCl, el HF y otros, son los mas tóxicos para las plantas. Las partículas sólidas son menos perjudiciales. Se depositan sobre la superficie leñosa y dura de las plantas y de allí,  disueltas en la humedad, penetran en la planta a través de los estomas o de las partes dañadas de la misma. Los contaminantes sólidos tienden a localizar su efecto y no dañan por completo la estructura de la hoja. En las plantas ornamentales de hojas sensibles, los depósitos pueden dañar su valor estético pero no alteran la capacidad de la planta para vivir o reproducirse. La sensibilidad de las plantas y de los animales a los contaminantes depende del tipo y de la concentración del mismo. Si hay mas de un contaminante se puede producir el fenómeno de sinergia. Es decir que los efectos pueden potenciarse o disminuirse. La dosis de exposición depende de la concentración del contaminante y del tiempo de exposición al mismo. La dosis varía por la acción de la luz solar y de la humedad que pueden afectar la apertura de los estomas y, por lo tanto, el intercambio gaseoso. Sabiendo como alteran las condiciones de luz y de humedad a los distintos tipos de plantas para hacerlas mas o menos sensibles a determinada contaminación, es posible disponer las plantas adecuadas en los alrededores de las fuentes contaminantes. 2.1) El dióxido de azufre (SO2).- Una vez en el interior de los tejidos de la planta reacciona con el agua presente formando iones sulfito, (SO3)=. que son unas treinta veces mas destructivos que los iones sulfato (SO4)=. Inicialmente las hojas afectadas presentan zonas de color oscuro y luego, por degradación de su estructura celular se torna fláccida y finalmente el tejido muere presentando un color blanco. No se nota disminución en en el número de brotes de flores y frutos Si se extiende, la afección puede presentarse la exfoliación de la planta, o sea la caída de sus hojas, llegando a la muerte de la misma en casos severos de exposición. Las plantas sensibles presentan afección con concentraciones c ≈ 0,5 ppm (partes por millón) El trigo, la alfalfa, el trébol, la lechuga y los árboles frutales son moderadamente sensibles. El roble hembra se encuentra entre las menos sensibles. Las plantas viejas presentan menos sensibilidad que las jóvenes. Como ejemplo de efectos crónicos sobre una comunidad puede citarse el caso de una fundición en Tennesee, alrededor de la cual había áreas vírgenes con 25 especies. En un radio de 16 Km. de la fundición se produjo disminución en el número de especies y en un radio de 2,5 Km. desaparecieron todas.

2.2) El ozono (O3).-
Es uno de los principales componentes del smog fotoquímico. Los umbrales de concentración para las plantas sensibles son de una concentración de 0,1 ppm en 2 horas y de 0,03 ppm en 4 horas. El ozono ataca las células del empalizado de la hoja. destruye la clorofila, reduce la fotosíntesis y afecta la respiración. Las hojas presentan la parte superior intacta, aparentemente saludable. Las células interiores están en cambio dañadas. El daño se manifiesta como puntos de color oscuros o áreas decoloradas. Orientadas hacia la luz son rojas, moradas, negras y café. En ciertos pinos sensibles aparecen quemaduras en los ápices de las agujas. En geranios y claveles el ozona disminuye la cantidad de ramificaciones laterales, el crecimiento y la floración. El tabaco es sensible y presenta rápidamente daño visible. Es lo que al principio se llamó manchas por el clima pero en 1959 se descubrió la verdadera causa. En el sur de California hay bosques de pino afectados. El O3 y el SO2 presentan sinergia sobre las plantas cuando actúan en conjunto. Así, concentraciones de ambos por debajo de los umbrales de daño individual se potencian entre sí. Concentraciones de 0,02 y 0,03 ppm de O3 con concentraciones de 0,02 y 0,10 ppm de SO2 actuando simultáneamente producen daño a la vegetación.
 

2.3) El dióxido de nitrógeno (NO2).
Actúa de manera parecida al SO2 ya que disuelve con facilidad en el agua y tienda a atacar a las hojas de maduración reciente.> Es en los días nublados donde el ataque es mas notable por falta de luz. En efecto, la luz provoca una acción de reacción enzimática y reduce la cantidad de nitrito al convertirlo en amoníaco (NH3), que es un nutriente. La menor iluminación reduce esta acción nitrificante. El umbral es de 2,5 ppm para 4 horas de exposición.
En concentraciones de 5 ppm (10 - 12 hs) detiene el crecimiento de las plantas. Concentraciones de 0,25 a 1 ppm reducen el rendimiento de los naranjos.

 
2.4) El peroxiacetilnitrato (PAN).-
Los óxidos de nitrógeno que reaccionan con los hidrocarburos crudos emitidos por los escapes de los motores de explosión dan lugar a la formación de estos contaminantes de efectos mucho mas tóxicos que los de las sustancias que les dieron origen.> Tal vez el mas tóxico de los componentes del smog fotoquímico. Forma parte de los oxidantes totales Ataca principalmente a las plantas ornamentales jóvenes y pastos.> Sus efectos se notan en concentraciones de 0,01 ppm durante 6 horas. Su ataque a las hojas se produce en el revés de las mismas, que presentan una superficie lustrosa después que se destruye el tejido endoepidérmico, haciendo que se deformen ya que la parte superior continúa creciendo
 
2.5) Metales pesados (Pb, Cd, Zn y otros).-
Los metales pesados causan efectos sobre el crecimiento de las plantas. En los alrededores de fundiciones de metales no ferrosos se notan los efectos de esta contaminación. A 4 Km de estas fundiciones se encontraron plantas con altas concentraciones de metales pesados. El zinc (Zn) y el cadmio (Cd) son mas perjudiciales que el plomo (Pb). Estos metales suelen presentarse combinados en forma de sulfatos de plomo y de cadmio (SO4Pb y SO4Cd). Son absorbidos fácilmente por las plantas. Los árboles frutales son sensibles al Zn. Como las raíces absorben los contaminantes del suelo, los tipos de suelo revisten importancia para este tipo de contaminación. En efecto hay suelos que retienen mas que otros a los metales pesados.
 
2.6) Fluoruros.-
En especial el HF (ácido fluorhídrico) puede afectar a las plantas en concentraciones muy bajas tales como de alrededor de 0,001 ppm. Es fácilmente soluble y su acción ácida quema los tejidos sensibles y daña las células. Las hojas afectadas se vuelven color café y luego de unos días se agujerean. Son particularmente sensibles ciertas especies de pinos El HF forma sales llamadas fluoruros, de sodio, amonio y otras también solubles, que presentan características venenosas. Los fluoruros pueden acumularse en hierbas y vegetales, las cuales, aunque aparentan estar sanas contienen el contaminante que intoxica a los animales de pastoreo.


2.7) Hidrocarburos.-
Sólo el etileno afecta a las plantas siendo un inhibidor de su crecimiento.


3) Efectos sobre animales.- Los contaminantes del aire son tomados principalmente por los animales al consumir las plantas sobre las cuales aquellos se han depositado y/o acumulado. En zonas aledañas a fundiciones de metales no ferrosos, de aluminio, hornos para lingotes que emiten metales pesados, y fábricas que elaboran fertilizantes de fosfatos que emiten fluoruros, se presentan los mayores peligros de contaminación. El calentamiento de los metales no ferrosos durante su procesado provoca la emisión de óxidos de cadmio y de arsénico que son impurezas comunes de los minerales. En 1902, en Montana mueren ovejas envenenadas con arsénico en un radio de 40 Km. de una fundición de cobre En 1954, en Suecia, es afectado el ganado en un radio de 800m de una fundición de acero que emitió humos conteniendo molibdeno. En 1955, en Alemania, vacas y caballos mueren en un radio de 5 Km. de fundiciones de Zinc y Plomo. Y así podrían citarse muchos casos de contaminación sobre animales. En general los gases tóxicos afectan a los animales en forma similar que al ser humano. El ozono, en concentraciones de 1 ppm durante tiempos prolongados, causa cambios irreversibles en la función pulmonar.


4) Efectos sobre el hombre.-
El hombre que vive en comunidades desarrolladas expone áreas limitadas de su piel a la atmósfera. En cambio la respiración provoca la inhalación de unos 7500 litros de aire por día. Por ello el principal afectado por la contaminación del aire es el sistema respiratorio y los pulmones en particular. El organismo humano puede retener así los contaminantes que le llegan en el aire. El sistema respiratorio superior está compuesto por la cavidad nasal, la faringe, la laringe y la tráquea, mientras que el sistema respiratorio inferior está compuesto por tubos bronquiales y los pulmones. La función de los pulmones es la de suministrar oxígeno a los glóbulos rojos de la sangre y eliminar el dióxido de carbono. Durante 24 horas el hombre absorbe mas de medio metro cúbico de oxígeno y expele similar cantidad de dióxido de carbono. La frecuencia respiratoria normal es de unas 17 veces por minuto y puede llegar hasta 80 por minuto. En los pulmones se encuentran los alvéolos, con un diámetro de 0,2 mm, los cuales se cuentan por cientos de millones y donde se produce el intercambio de gases.

4.1) Partículas.-
Las partículas pequeñas y peligrosas tales como las que provienen de la sílice y del asbesto. Son producidas en minas, excavaciones, plantas industriales y en el manipuleo de materiales fabricados con estas sustancias. Provocan enfermedades tales como la silicosis y la asbestosis, bronquitis crónica, etc.

4.2) Monóxido de carbono (CO).-
Concentraciones por encima de los límites tolerables influyen negativamente sobre el hombre, pueden causar cambios fisiológicos y patológicos y hasta llegar a la muerte si está en concentraciones por encima de las 750 ppm.. Su acción sobre las la hemoglobina es la causa de estos efectos nocivos. La carboxihemoglobina (COHb) se mantiene en una concentración estable del  0,4% en sangre debido al CO producido por el propio cuerpo. Si el CO aumenta por causas externas (inhalación) este equilibrio se rompe y puede llevar a la muerte en casos extremos. De todos modos, si la exposición al contaminante cesa, se produce la disminución de la COHb por la liberación espontánea del CO. En un lapso de 3 a 4 horas la sangre pierde la mitad del CO contaminante. El CO quita el oxígeno que necesita el organismo. Normalmente la hemoglobina de los glóbulos rojos de la sangre lleva el O2 que reemplaza al CO2. El CO llega junto al O2 a los alvéolos, se difunde a través de sus paredes y compite con el oxígeno por uno de los cuatro átomos de hierro de la hemoglobina. Esa competencia es ganada fácilmente por el CO al tener una afinidad 250 mayor que el O2 con el hierro. Así, una molécula de hemoglobina con una de CO forma la carboxihemoglobina (COHb), disminuyendo la capacidad de la sangre de llevar el O2 a las células. La molécula de hemoglobina con la de oxígeno forma la oxihemoglobina (O2Hb). Los efectos de distintas concentraciones de CO en el aire y los tiempos durante el cual se lo inhala, causan distintos efectos sobre el hombre. Para concentraciones de 10 a 15 ppm de CO durante 4 horas, la sangre aumenta su COHb al 2,5%: Esto produce ciertas vacilaciones motrices. Para concentraciones de 30 ppm durante 8 horas (2,5 mg/m3), la COHb sube al 5% en sangre y se producen transtornos sicomotores. Para concentraciones mas altas, riesgos para los afectados cardíacos. Concentraciones de 100 ppm durante 8 horas están en el límite de seguridad industrial. Mareos, dolores de cabeza. El humo del cigarrillo contiene de 400 a 500 ppm de CO. Los fumadores pueden presentar un 5% de COHb en sangre.

4.3) Hidrocarburos.-
Las combustiones incompletas generan las formación de tóxicos muy peligrosos de efecto cancerígeno como los hidrocarburos policíclicos. Los hollines de los humos de las chimeneas y los escapes de los motores diesel y menos en los motores nafteros emiten estos contaminantes. Al respecto conviene decir que los motores diesel constituyen una de las principales fuentes de contaminación del aire por sustancias cancerígenas, sobre todo cuando su inyección está mal regulada y emiten gran cantidades de hollín por su escape. Los hidrocarburos no quemados con óxidos de nitrógeno sometidos a la luz solar dan como resultado la formación de oxidantes fotoquímicos (PAN).

4.4) Aldehídos.-  
El humo del cigarrillo es rico en contenido de estas sustancias de características tóxicas.

4.5) Derivados del azufre.-
Los animales y el hombre sufren de broncoconstricción ante la presencia del SO2. Concentraciones de 5 ppm o mayores provocan efectos en general y, en personas sensibles, los efectos se hacen sentir a partir de concentraciones de 1 ppm. El SO2 es un gas incoloro, no inflamable y no explosivo. A concentraciones entre 0,3 y 1 ppm produce una sensación gustativa, mientras que a concentraciones mayores a 3 ppm es irritable y se percibe un olor acre.

4.6) Oxidos de Nitrógeno.-
El NO2 es muy irritante y es mas dañino que el NO a igualdad de concentración. Su presencia está relacionada con fibrosis pulmonar crónica. A concentraciones de 0,01 ppm provoca un aumento de bronquitis en niños pequeños (2 - 3 años).

4.7) Oxidantes fotoquímicos.- El ozono, en concentraciones de 1 ppm, causa el estrechamiento de las vías respiratorias. El smog fotoquímico causa irritación ocular. Agrava las enfermedades de las vías respiratorias.

Contaminación del aire - Legislación Nacional de Aplicación (Parcial).-
Leyes.-
* 20.284 Normas para la preservación de los recursos del aire
* 24.051 Residuos Peligrosos
* 24.449 Tránsito
Decretos.-
* 831/83 Reglamenta Ley 24.051
* 773/92 Reglamento nacional de tránsito y transporte
* 779/95 Aprueba la Reglamentación de la Ley Nº 24.449, tránsito y seguridad vial.
Resoluciones.-
 
* 273/97 Certificados de aprobación de emisiones sonoras y gaseosas
* 708/96 Adopta metodología para la medición de emisiones gaseosas
629/98 Créase una comisión consultiva en relación al artículo 33 de la Ley N°24.449 y su Decreto Reglamentario 779/95. 
*1.156/98 Acéptanse ensayos realizados en determinados laboratorios, a los efectos del otorgamiento de Certificados de Aprobación de Emisiones Sonoras y Gaseosas.
* 61/99 Acéptanse resultados de ensayos en relación con el control de la emisión de gases contaminantes, ruidos y radiaciones parásitas provenientes de automotores.
* 528/01 Extracción de muestras de gases y medición de su concentración en el aire ambiente. 
* 1.058/01 Arancel por ensayos en el Laboratorio de Control de Emisiones Gaseosas Vehiculares
* 02/03 Créase la Unidad Técnico Operativa de Emisiones Vehiculares

Pub.: may/03  Rev. 1: ago/03

 

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