La energía y el aire (V). Concentraciones de los contaminantes en la atmósfera.

26 de febrero de 2016

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Bruno Henríquez

 

Si usted puede medir y expresar

numéricamente de lo que habla,

sabe algo sobre el asunto,

pero si no puede,

sus conocimientos son escasos e insuficientes.

William Thomson
Lord kelvin

 

 

Las concentraciones de los contaminantes en la atmosfera son valores que nos pueden indicar además de su presencia los efectos que esta podría causar y nos permite tomar acciones en consecuencia

Les recuerdo que el aire atmosférico tiene una densidad media de 1,18 kg/m3, cuando se habla de partes por millón estas serán del orden de miligramos por metro cúbico o microgramos por metro cúbico, en dependencia de la sustancia de que se trate, porque el mismo volumen de diferentes sustancias pesa diferente. En el caso de partículas como el polvo o el hollín se reporta solo en unidades de densidad de masa, microgramos por metro cúbico (µg/m3) o miligramos por metro cúbico (mg/m3).

 

 

Esta forma de medir o representar la concentración, se usa en un índice llamado Concentración Máxima Admisible (CMA) regulado en las normas de calidad de la atmósfera en casi todos los países. En ellas se indica cuáles son los valores de las concentraciones admitidos para ciertos lugares o actividades, también para determinar la calidad del aire atmosférico en locales y exteriores y para seguir la evolución de estos valores en el tiempo y sus afectaciones sobre otros fenómenos, como el calentamiento global, la ocurrencia de epidemias, de lluvias ácidas y de corrosión.
Están dirigidas sobre todo al control de procesos industriales o tecnológicos en general, ya que, por ejemplo, la contaminación producida en los incendios forestales o urbanos, las emisiones en accidentes o en caso de guerra no son controlables.

 

 

En las normas muchas veces se indica la CMA en intervalos de tiempo determinados, sobre todo al tener en cuenta los efectos acumulativos que tienen las sustancias que forman los contaminantes de que se trate.

Es interesante notar que la CMA de muchas sustancias la mayoría de las veces no se ve ni se huele, así que cuando los contaminantes se ven o se huelen es porque las concentraciones están muy por encima de los valores admisibles. La CMA se reporta en partes por millón (ppm) porque en porciento serían números muy pequeños e incomodos de trabajar.

Veamos cuales son la CMA de algunos de los contaminantes más conocidos y los intervalos de tiempo para su control, según algunas normas de calidad del aire atmosférico.

Monóxido de carbono (CO)
Está presente en los gases de escape de vehículos con motor de combustión y muchos procesos industriales.
CMA: 10 mg/m3 (9 ppm) en 8 hr; 40 mg/m3 en 1 hr (35 ppm)

 

 

Dióxido de carbono (CO2)
Presente en todas las fuentes de combustión, es uno de los gases que más influye en el calentamiento global del planeta y el cambio climático y su medición es seguida con diferentes técnicas e todo el mundo.
CMA < 5000 ppm en 2-8 h

Dióxido de azufre (SO2)
Se emite por generadoras de calor y electricidad que utilizan petróleo o carbón con azufre y también en las plantas de producción de ácido sulfúrico
CMA: 80 µg/m3 (0,03 ppm) en un año; 365 µg/m3 en 24 horas (0,14 ppm)

Partículas en suspensión
Están presentes en los gases de escape de vehículos con motor de combustión, procesos industriales, incineración de residuos, generación de electricidad y calor, así como en la reacción de gases contaminantes en la atmósfera
CMA: 75 µg/m3 en un año, 260 µg/m3 en 24 horas; compuestos de carbón, nitratos, sulfatos y muchos metales, como el plomo, el cobre, el hierro y el cinc

Plomo (Pb)
La mayor parte del plomo como contaminante atmosférico está contenido en partículas en suspensión y está presente en los gases de escape de vehículos de motor, fundiciones de plomo y fábricas de baterías
CMA: 1,5 µg/m3 en 3 meses;

 

 

 

Óxidos de nitrógeno (NOx )
Están en los gases de escape de vehículos de motor; en los de las plantas de generación de calor y electricidad; en la producción de ácido nítrico y explosivos, también en las fábricas de abonos nitrogenados.
CMA: 100 µg/m3 (0,05 ppm) en un año para el NO2; reaccionan en la atmósfera con los hidrocarburos y la luz solar para formar oxidantes fotoquímicos

Oxidantes fotoquímicos. (ozono [O3]; nitrato peroxi-acetílico [PAN] y aldehídos)
Se forman en la atmósfera como reacción de los óxidos de nitrógeno NOx, los hidrocarburos y luz solar
CMA: 235 µg/m3 (0,12 ppm) en 1 hora

Hidrocarburos no metánicos. (etano, etileno, propano, butano, pentano, acetileno)
Presentes en los gases de escape de vehículos de motor; evaporación de disolventes; procesos industriales; eliminación de residuos sólidos; quema de combustibles
Reaccionan con los óxidos de nitrógeno y la luz solar para formar oxidantes fotoquímicos y es difícil reportar sus valores en partes por millón, porque dependen de los fenómenos de mezcla y condiciones locales.
Polvo. El polvo está formado por material sólido de todo tipo suspendido en la atmósfera y , por la dificultad que representa el conocimiento de sus componentes solo en lugares con conocimiento de las componentes del polvo se recomiendan valores de CMA.

 

 

Para terminar, por ahora, con el tema de la contaminación del aire, quiero repetirles que si se huele y se ve, el nivel de la contaminación está muy por encima de los valores de la concentración máxima admisible, por ejemplo el humo del escape de los carros y el de las chimeneas cuando cumple con los valores de la CMA indicada por las normas resulta en la mayoría de los casos invisible. Como curiosidad: el humo del cigarro es en su mayor parte una suspensión de partículas sólidas (ceniza) en el aire, y no existe una cantidad sana de inhalación pasiva de tabaco o sea no hay un valor de CMA para el tabaco, cualquier cantidad que se inhale es nociva.