Contaminación atmosférica: causas, tipos y soluciones

Este tipo de polución ocurre en la capa gaseosa que envuelve la tierra debido a los desechos o subproductos emanados en estado gaseoso, sólido o líquido, los cuales pueden representar una amenaza para la salud humana, ocasionar perjuicios a la flora y fauna, afectar diversos materiales, disminuir la claridad visual o generar aromas desfavorables.

Introducción

Entre los contaminantes emitidos por fenómenos naturales en la atmósfera, únicamente el radón, un gas radioactivo, se considera una amenaza significativa para la salud. Este gas es un subproducto de la descomposición radiactiva de minerales de uranio presentes en ciertos tipos de rocas, y se infiltra en los sótanos de las viviendas construidas sobre estas áreas. Recientes estimaciones del gobierno de Estados Unidos indican que aproximadamente el 20% de los hogares en el país presentan concentraciones de radón lo suficientemente altas como para representar un riesgo de cáncer de pulmón.

Anualmente, las naciones industrializadas producen una cantidad masiva de polutantes. Los elementos más comúnmente encontrados y ampliamente difundidos en la atmósfera son el monóxido de carbono, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, ozono, dióxido de carbono y partículas suspendidas. El nivel de polución suele medirse en términos de concentración atmosférica, como la cantidad de microgramos de contaminantes por metro cúbico de aire, o en partes por millón para los gases, es decir, la cantidad de moléculas de polución por millón de moléculas de aire.

Existen numerosas fuentes claramente identificables de polución, como el dióxido de azufre generado en las plantas de energía que queman combustibles fósiles como el carbón y el petróleo. Otros contaminantes son creados a través de la interacción de materiales reactivos previamente liberados a la atmósfera con la luz solar, conocidos como "precursores". Además, en la década de 1980 se descubrió que algunos elementos contaminantes, como los clorofluorocarbonos (CFC), estaban contribuyendo a la disminución de la capa de ozono que protege al planeta, lo que ha llevado a su eliminación gradual.

La polución del aire se refiere a la existencia en la atmósfera de diversas sustancias, materiales o formas de energía que causan molestias graves, peligros o daños tanto a los seres humanos como al medio ambiente. Esta acumulación de gases en la atmósfera ha dado lugar a la aparición de extensas rupturas en la capa de ozono, lo que ha generado otros fenómenos perjudiciales de notable impacto, como el cambio climático y el aumento de la temperatura global del planeta.

Desde finales de los años cuarenta, el aumento en la demanda de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo ha resultado en la acumulación de concentraciones cada vez más elevadas de dióxido de carbono en la atmósfera. Como resultado de este efecto invernadero, la energía solar puede entrar a la Tierra pero se limita la reemisión de rayos infrarrojos hacia el espacio exterior, lo que provoca un calentamiento general del planeta que podría tener efectos negativos sobre el clima global y ocasionar el derretimiento parcial de los glaciares polares. Informes publicados en los años noventa confirmaron la existencia del efecto invernadero y destacaron la necesidad de tomar medidas inmediatas por parte de las naciones del mundo para abordar este problema.

Efectos en el medio ambiente y la salud

La disminución de la concentración de contaminantes ocurre cuando se dispersan en la atmósfera, y este proceso está influenciado por diversos factores climáticos, tales como la temperatura, la velocidad del viento, la circulación de sistemas de alta y baja presión, así como la interacción con la topografía local, como montañas y valles.

La temperatura de la atmósfera generalmente disminuye con la altura, pero cuando una capa de aire frío se sitúa debajo de una capa de aire cálido, produciendo una inversión térmica, la mezcla de aire se ve afectada y los contaminantes se concentran cerca de la superficie. Estas inversiones térmicas pueden ser persistentes en situaciones de alta presión y baja velocidad del viento.

En áreas con alta contaminación, una mezcla atmosférica insuficiente durante un corto periodo de tres días puede resultar en niveles peligrosamente elevados de contaminantes y en casos extremos, provocar enfermedades graves e incluso la muerte. Un ejemplo de esto ocurrió en Donora, Pensilvania en 1948, donde una inversión térmica ocasionó enfermedades respiratorias en más de 6.000 personas y la muerte de veinte de ellas.

En 1952, en Londres, la polución causó la muerte de entre 3.500 y 4.000 personas, y otras 700 fallecieron en 1962. En diciembre de 1984, la emisión accidental de alrededor de 40 toneladas de isocianato de metilo en una inversión térmica por parte de una fábrica de pesticidas, junto con otros compuestos químicos como el cianuro de hidrógeno, provocó la catástrofe de Bhopal, India. En las primeras semanas del desastre se reportaron más de 6.000 muertes y más de 500.000 personas afectadas, aunque posteriormente la cifra de víctimas mortales superó las 16.000.

La exposición prolongada a bajos niveles de contaminantes no está claramente definida en cuanto a sus efectos, aunque ciertos grupos son más vulnerables, como los menores, los adultos mayores, los fumadores, los trabajadores que manejan sustancias tóxicas y aquellos que sufren enfermedades cardíacas o pulmonares. Además, la contaminación del aire también puede tener efectos perjudiciales en el ganado, los cultivos y los bosques, como los daños causados por la lluvia ácida en los bosques de coníferas en Europa del norte y central.

Con frecuencia, los efectos iniciales apreciables de la contaminación son de carácter meramente visual y no implican necesariamente un peligro para la salud. Dichos efectos se manifiestan en la reducción de la visibilidad a causa de la presencia de minúsculas partículas suspendidas en el aire, así como en olores desagradables, tales como el hedor a huevos podridos generado por el sulfuro de hidrógeno que emana de las fábricas de papel y celulosa.

Fuentes de Contaminación

La emisión de contaminantes atmosféricos es en gran parte causada por la quema de carbón, petróleo y gasolina. En los Estados Unidos, más del 80% del dióxido de azufre, aproximadamente el 50% de los óxidos de nitrógeno, y entre un 30% y un 40% de las partículas en suspensión son liberadas a la atmósfera por centrales eléctricas que usan combustibles fósiles, calderas industriales y sistemas de calefacción.

El 80% de las emisiones de monóxido de carbono y aproximadamente el 40% de los óxidos de nitrógeno e hidrocarburos provienen de la combustión de gasolina y diésel en motores de vehículos como coches y camiones. Otras fuentes significativas de contaminación incluyen la industria siderúrgica y acerías, las fundiciones de metales como cinc, plomo y cobre, las plantas de incineración de residuos municipales, las refinerías de petróleo, las fábricas de cemento, así como las instalaciones de producción de ácido nítrico y sulfúrico.

En un proceso químico o de combustión, los materiales implicados pueden contener ya sustancias contaminantes, como el plomo presente en la gasolina, o bien éstas pueden generarse durante el propio proceso. El monóxido de carbono, por ejemplo, es un subproducto común de los motores de combustión interna. Existen diversas técnicas para controlar la contaminación atmosférica, que incluyen la eliminación de los productos peligrosos antes de su uso, la eliminación de los contaminantes una vez que se han generado, o la modificación del proceso para evitar o minimizar la producción de contaminantes.

Es posible reducir la contaminación generada por los vehículos mediante la optimización de la combustión de la gasolina, la recirculación de los gases del depósito, carburador y cárter, y la transformación de los gases de escape en sustancias no dañinas utilizando catalizadores. Las partículas emitidas por las industrias pueden ser eliminadas utilizando ciclones, precipitadores electrostáticos y filtros. Los gases contaminantes pueden ser almacenados en líquidos o sólidos, o incinerados para producir sustancias inocuas.

Medidas y protocolos para disminuir la contaminación atmosférica

En muchos países se han establecido regulaciones en cuanto a la calidad del aire, que establecen los niveles permitidos de sustancias peligrosas para garantizar la salud pública. Estas regulaciones controlan tanto las emisiones (lo que emiten las fuentes de contaminación) como la inmisión (lo que recibe el organismo receptor). Para limitar las emisiones de aire contaminado, se han establecido normas para las diferentes fuentes de contaminación. Sin embargo, la naturaleza global del problema requiere un acuerdo internacional para su resolución efectiva.

En el mes de marzo de 1985, se llevó a cabo una conferencia internacional bajo los auspicios de las Naciones Unidas, donde se logró el acuerdo de 49 países para proteger la capa de ozono. Posteriormente, en el Protocolo de Montreal, que fue renegociado en 1990 y 1992, se establecieron plazos progresivos para la disminución de los clorofluorocarbonos (CFCs), así como el apoyo a los países en desarrollo para llevar a cabo esta eliminación.

En la Tercera Conferencia de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático, celebrada en Japón en diciembre de 1997, se acordó el Protocolo de Kioto, adoptado por más de 160 países. Este acuerdo internacional establece la obligación de reducir, antes de 2012, las emisiones de gases de efecto invernadero en un 5% en comparación con los niveles de 1990. El Protocolo de Kioto entró en vigencia en febrero de 2005 y aplica a los países industrializados.

En diciembre de 1999, la Comisión Permanente del Protocolo de Montreal informó que la mayoría de la producción de sustancias dañinas para la capa de ozono había sido eliminada en los países industrializados, aunque aún no se ha logrado lo mismo en los países en desarrollo, quienes deben ajustar sus sistemas de producción para cumplir con las obligaciones establecidas por este protocolo.