¿Qué es la contaminación atmosférica?
La contaminación atmosférica es la introducción en el aire de componentes extraños, o la alteración de su composición normal que sea dañina a los seres vivos. Por definición, cualquier elemento presente en la atmósfera que afecte la salud humana es un contaminante.
El equilibrio de la composición de la atmósfera se puede ver afectado por causas naturales y por causas antrópicas (acción humana). Entre las causas naturales están la emisión de gases por la actividad volcánica, incendios forestales y descongelamiento de la tundra.
Las causas antrópicas son diversas y pueden generar emisiones de gases contaminantes. Entre estas están la actividad industrial, el tránsito automotor, quema de combustibles fósiles y los incendios de origen antrópico.
La contaminación atmosférica trae como consecuencia la disminución de la calidad del aire que afecta la respiración de los organismos vivos. Asimismo, produce enfermedades respiratorias en el ser humano y otros animales, y algunos contaminantes son precursores de la lluvia ácida.
Por otra parte, los gases de efecto invernadero son responsables del aumento de la temperatura media terrestre. El fenómeno del calentamiento global causa grandes desequilibrios en el funcionamiento del planeta.
Los países presentan distintos grados de contaminación atmosférica por diversas causas. En Latinoamérica, México, Chile y Perú son considerados los países con peor calidad de aire, y Ciudad de México la ciudad con mayores problemas.
Para controlar la contaminación atmosférica es necesario actuar para reducir la emisión de gases contaminantes. En este sentido, se deben tomar medidas legales que lleven a la reducción de emisiones de gases a la atmósfera.
Asimismo, se debe reducir la dependencia de combustibles fósiles y aumentar el uso de energías limpias (hidroeléctrica, solar, eólica, geotérmica). También es necesario detener la deforestación e implementar programas de reforestación en las áreas afectadas.
Causas de la contaminación atmosférica
Las causas naturales son principalmente incendios forestales espontáneos y el descongelamiento de la tundra, que libera CO2. Sin embargo, estos factores no causan un impacto importante en la calidad del aire.
Las actividades humanas, particularmente asociadas al desarrollo industrial, son las que producen mayores emisiones de gases a la atmósfera.
- Emisiones de gases industriales. Los procesos industriales emiten a la atmósfera distintos gases, como dioxinas generadas en la industria papelera. La petroquímica produce CO2, óxidos de nitrógeno y óxidos de azufre, entre otros compuestos. La industria energética es la que más contribuye con las emisiones de CO2, SO2 y mercurio, por el empleo de carbón y gas como combustible.
- Tránsito automotor. Es responsable de la mayor parte de CO2 agregado a la atmósfera. La combustión en vehículos diésel emite cientos de sustancias gaseosas y sólidas a la atmósfera. Entre los gases producidos están el monóxido y dióxido de carbono, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y sus derivados. Además, el 90% del NO2 en la atmósfera tiene su origen en la quema de diésel. También se emiten partículas como carbono elemental, orgánicas y sulfatos de azufre.
- Quema de combustibles fósiles
- Petróleo. El procesamiento del petróleo para generar gasolina, diésel, lubricantes, plásticos y otros subproductos produce una gran cantidad de gases y partículas contaminantes. Entre los gases liberados están el monóxido de carbono, dióxido de azufre y 30% del CO2 que contamina la atmósfera.
- Carbón. En muchos países, el carbón sigue siendo el combustible más empleado para calefacción. Durante su combustión se producen grandes cantidades de SO2 y se libera mercurio hacia la atmósfera.
- Combustión doméstica. Se calcula que la combustión en los hogares es responsable del 12% de la contaminación global por partículas finas ambientales (PM2.5).
- Incendios forestales. Los incendios forestales liberan a la atmósfera anualmente millones de toneladas de gases de efecto invernadero y lluvia ácida. Entre estos están el dióxido y monóxido de carbono, metano y óxidos de nitrógeno. Incorporan al ambiente partículas de diverso diámetro que contaminan el aire y afectan la salud.
- Agricultura y ganadería
- Arroz. El sistema de cultivo de arroz produce una gran cantidad de metano que se incorpora a la atmósfera. Esto es debido a que esta planta se siembra en pantanos donde las bacterias descomponen la materia orgánica en condiciones anaeróbicas y generan metano. Se calcula que el cultivo de arroz a nivel mundial puede llegar a aportar hasta el 20% del metano incorporado a la atmósfera.
- Caña de azúcar. El manejo de este cultivo involucra la quema controlada previa a la cosecha que se transforma en una fuente de CO2 y partículas finas a la atmósfera.
- Ganadería de rumiantes. Los rumiantes son capaces de consumir el pasto fibroso gracias a procesos de fermentación que realizan bacterias en su sistema digestivo. Se piensa que la ganadería de rumiantes es responsable de cerca del 18% del metano generado hacia la atmósfera.
Consecuencias de la contaminación atmosférica
- Calentamiento global. La radiación solar penetra la Tierra atravesando la atmósfera, y parte de la radiación ultravioleta es filtrada por la capa de ozono en la estratosfera. Cuando se daña la capa de ozono, entra mayor cantidad de radiación ultravioleta y la Tierra se calienta más. Cuando se generan condiciones en la atmósfera que impiden la salida del calor se produce un aumento global de la temperatura terrestre. Los denominados gases de efecto invernadero (CO2, metano, NO2, SO2 y CFC-11) pueden dañar la capa de ozono o impedir la salida de la radiación calórica de la Tierra. Por ejemplo, el CO2 es responsable de un 82% del aumento del efecto invernadero durante los últimos diez años. El calentamiento global causa graves desequilibrios ambientales, como la pérdida de glaciares y hielos polares que provocan el aumento del nivel del mar. Por tanto, se producen inundaciones en zonas costeras y se altera el régimen de temperaturas y corrientes oceánicas. Por otra parte, el daño de la capa de ozono permite que mayor radiación ultravioleta penetre la Tierra. Este tipo de radiación causa mutaciones y afecta la salud de los seres vivos.
- Enfermedades respiratorias. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), para 2016 más del 90% de la población mundial vivía en lugares con baja calidad de aire. La OMS indica que la contaminación atmosférica es la causa de 7 millones de muertes anuales a nivel mundial. Entre las enfermedades causadas por la contaminación del aire están obstrucciones crónicas, cáncer de pulmón, cardiopatía isquémica y accidentes cerebrovasculares.
- Lluvia ácida. Las emisiones de CO2, NO2 y SO2 provenientes de actividades industriales, uso de calefacción, incendios forestales y tráfico automotor son promotoras de la lluvia ácida. Esos gases sufren procesos de oxidación en la atmósfera y terminan formando ácidos que se mezclan con el vapor de agua y precipitan. La lluvia ácida afecta la flora y fauna natural, los cultivos, la salud humana e incluso a las edificaciones.
Contaminantes principales de la atmósfera
Gaseosos
- Monóxido y dióxido de carbono (CO y CO2). El dióxido de carbono es el principal gas de efecto invernadero de larga duración en la atmósfera. La Organización Meteorológica Mundial ha señalado un aumento en la concentración media mundial del CO2.
- Óxidos de nitrógeno (NOx). Estos gases destruyen el ozono estratosférico y contribuyen a la formación de ozono a nivel del suelo, que forma nieblas y promueve el efecto invernadero. Por otra parte, al entrar en contacto con la humedad forman ácido nítrico, que precipita y forma lluvia ácida. Las emisiones de óxidos de nitrógeno a la atmósfera provienen de fuentes naturales en torno al 60% y de fuentes antrópicas, un 40%. Estas fuentes incluyen los océanos, los suelos, la quema de biomasa, el uso de fertilizantes y distintos procesos industriales.
- Dióxido de azufre (SO2). Este gas es precursor de la lluvia ácida y también genera partículas de distintos tamaños que se incorporan al aire. Estas partículas pueden ser PM10 (partículas en suspensión de 10 μm o menos) y PM2.5 (partículas en suspensión de 2.5 μm o menos). La principal fuente de dióxido de azufre es la quema de combustibles fósiles, especialmente el carbón.
- Ozono (O3) troposférico u ozono a nivel del suelo. El ozono es fuertemente oxidante y causa graves daños a la salud humana, otros animales y la vegetación. Adicionalmente, contribuye con el efecto invernadero debido a que forma densas nieblas. La acumulación de ozono en la troposfera se debe a las reacciones fotoquímicas que ocurren en presencia de gases contaminantes. Estos gases son generados principalmente por el transporte automotor y las industrias.
- Metano. El metano (CH4) es el segundo gas de efecto invernadero de larga duración. Se calcula que su aporte para generar esta condición ambiental es de aproximadamente un 17%. Se considera que aproximadamente 40% del metano presente en la atmósfera proviene de fuentes naturales. Las actividades humanas (cultivo de arroz, ganadería de rumiantes, vertederos de basura, combustibles fósiles) son las causantes del otro 60%.
- Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs). Los Compuestos Orgánicos Volátiles son sustancias químicas que contienen carbono y que al reaccionar con óxidos de nitrógeno forman O3. Algunos ejemplos de COV son benceno, formaldehído y disolventes, como tolueno y xileno, entre otros.
- CFC-11. El CFC-11 (triclorofluorometano) es un potente gas de efecto invernadero que agota el ozono estratosférico y está regulado en el marco del Protocolo de Montreal. Desde la firma de dicho protocolo se había logrado reducir las emisiones de CFC-11. No obstante, en los últimos años algunos países, como China, han aumentado la producción de este gas. Por tanto, la tasa de reducción del CFC-11 en la atmósfera ha disminuido.
- Dioxinas y furanos. Estos compuestos se generan por procesos de combustión que involucran cloro, siendo contaminantes muy peligrosos para la salud. Se pueden generar tanto por procesos naturales como por actividad antrópica (por ejemplo: actividad industrial y quema de basura). Una de las principales fuentes de generación de estos contaminantes es la quema de desechos sólidos. En este sentido, es particularmente grave la presencia masiva de plásticos y fibras sintéticas en la basura moderna.
Partículas materiales (PM)
- Origen. Las partículas materiales provienen de distintas fuentes, como motores de combustión, combustible sólido y humo proveniente de quema de combustibles. Otras fuentes son la minería, las fundiciones, la industria textil y la incineración de residuos. Asimismo, se pueden generar a partir de eventos naturales, como tormentas de arena y erupciones volcánicas.
- Clasificación. Para clasificar las partículas contaminantes se utiliza el tamaño: las PM10 son aquellas cuyo diámetro es igual o inferior a 10 μm (0.01 mm). Las PM2.5 son las “partículas finas” (diámetro 2.5 μm o menos) y las “partículas ultrafinas” o PM0.1 tienen un diámetro de 0.1 μm o menor.
- Efectos. Las partículas finas y ultrafinas penetran profundamente en los pulmones causando graves trastornos inflamatorios. Las PM0,1 pueden llegar al torrente sanguíneo generando coagulación intravascular, anemia e incluso leucemia.
Datos de contaminación atmosférica en México, Colombia, Venezuela, Perú, Argentina
Según el World Air Quality Report (2018), Latinoamérica presenta niveles moderados de contaminación atmosférica en concentración de PM2.5 (μg/m³) en sus zonas urbanas.
El nivel moderado implica que los individuos sensibles deberían evitar la actividad al aire libre, ya que pueden experimentar síntomas respiratorios.
México
México es uno de los 10 países que emite mayor cantidad de gases de efecto invernadero a la atmósfera. En 1992 Ciudad de México fue considerada la ciudad con mayor contaminación atmosférica del mundo.
Entre las causas de esta alta contaminación están la fisiografía y clima de la ciudad combinada con un alto tráfico automotor y actividad industrial. Durante 2002 y 2005 la OMS declaró a Ciudad de México como la segunda en concentraciones de dióxido de nitrógeno.
Sin embargo, el país ha hecho un gran esfuerzo por reducir esta contaminación y sus indicadores han mejorado. Para 2018 fue la tercera en Latinoamérica con peor calidad del aire (en el nivel moderado) superada por Santiago de Chile y Lima.
Actualmente, México se ubica en el puesto 33 de la lista del World Air Quality Report que incluye 73 países. Este índice se basa en las concentraciones de PM2.5 (μg/m³) presente en el aire de las distintas regiones del mundo.
Por otra parte, ocupa el tercer lugar entre los países con el aire más contaminado de Latinoamérica. Además, cinco ciudades de este país se encuentran entre las 15 con más altos niveles de contaminación atmosférica de la región.
Colombia
La principal causa de contaminación atmosférica en este país es la quema de combustibles fósiles. Colombia se encuentra en el puesto 50 del World Air Quality Report (2018) y ocupa el quinto lugar en Latinoamérica en concentraciones de PM2.5 (μg/m³).
En términos generales, los niveles de óxidos de nitrógeno y de azufre se mantienen en los márgenes permisibles. Por su parte, el ozono a nivel del suelo sobrepasa niveles críticos en zonas urbanas.
Venezuela
Se ha señalado que la contaminación del aire en los principales centros urbanos del país se ha incrementado por el tráfico automotor. Por otra parte, en la industria petrolera y petroquímica no funcionan planes de mantenimiento preventivo, ocasionando graves problemas de contaminación.
Con relación a la concentración de partículas totales en suspensión (PTS), en 2008 alcanzaban 35 µg/m3 en zonas urbanas. Por otra parte, las PM10 llegaron a 37 µg/m3 en 2009 y en 2010 sobrepasaba los 50 µg/m3.
Perú
Según lo señalado en el World Air Quality Report (2018,) Perú es el país con mayor contaminación atmosférica en Latinoamérica y el 14 en el mundo.
En Lima los niveles de dióxido de azufre y nitrógeno, así como partículas en suspensión, están por encima de los permitidos por la OMS. La causa principal es el tráfico automotor combinado con las condiciones climáticas de la zona.
Estas condiciones ubican a Lima como la segunda capital con peor calidad de aire en Latinoamérica (nivel moderado), solo superada actualmente por Santiago de Chile.
Argentina
En la zona metropolitana de Buenos Aires el principal problema es el tránsito automotor, generando niveles críticos de PM2.5 y de monóxido de carbono (CO). En la zona de Bahía Blanca se presentan altos niveles de SO2, NOx y NH3 en las cercanías del polo petroquímico.
En Mendoza ciudad se presentan eventos de inversión térmica en invierno, con altos niveles de ozono (O3) en la superficie.
Soluciones a la contaminación atmosférica
- Concienciación. Un elemento clave es generar conciencia en la ciudadanía sobre la gravedad de la contaminación atmosférica, sus causas y consecuencias. Esto va a permitir contar con la presión necesaria para la exigencia ciudadana de atención al problema. En la mayoría de los casos, las personas no asocian los problemas de salud con la calidad del aire que se respira.
- Acción legislativa. Fortalecer los convenios y acuerdos internacionales dirigidos a reducir la emisión de gases de efecto invernadero, como el Protocolo de Kioto. Muchos de los países que han suscrito el acuerdo, no han alcanzado las metas propuestas. Por otra parte, diversos países industrializados con una alta emisión de gases de efecto invernadero (EE.UU., Rusia y Canadá) no siguen este convenio internacional. Por tanto, se hace necesario una mayor presión internacional que atienda este grave problema.
- Aplicaciones tecnológicas
- Manejo de residuos. Es necesario orientar el problema de los residuos basado en las tres R de la ecología (reducir, reutilizar, reciclar). De no ser así, las emisiones de gases y partículas a la atmósfera serán un problema creciente.
- Eficiencia de procesos industriales y uso de fuentes de energías limpias. Los procesos industriales deben lograr niveles de eficiencia tecnológica que permitan reducir la emisión de gases y partículas a la atmósfera. Asimismo, la quema de combustibles fósiles es una de las principales fuentes de gases y partículas contaminantes. Por tanto, se debe promover el uso de energías limpias como la hidroeléctrica, solar y geotérmica.
- Transporte. Una de las principales causas de contaminación atmosférica en los grandes centros urbanos es el tráfico automotor. Por tanto, se debe promover la implementación de medios públicos de transporte no contaminantes para reducir el problema.
- Bosques como sumidero de carbono. Para garantizar un aumento en los sumideros de carbono es necesario proteger los bosques y reforestar nuevas áreas. Por otra parte, estimular el desarrollo de ciudades verdes contribuye a disminuir el CO2 ambiental. En este sentido, se debe tomar en cuenta que 1.000 kg de madera equivalen a cerca de 400 a 500 kg de carbono fijado.
Referencias
- Carmona, J.C., Bolívar, D.M., Giraldo, L.A. El gas metano en la producción ganadera y alternativas para medir sus emisiones y aminorar su impacto a nivel ambiental y productivo. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias.
- La calidad del aire en Lima y su impacto en la salud y la vida de sus habitantes. Informe defensorial.
- Elsom, D.M. Atmospheric pollution: a global problem. Blackwell.
- QAir 2018 World air quality report region & city PM2.5 ranking.
- Indicadores ambientales 2010. Instituto Nacional de Estadística. República bolivariana de Venezuela.