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Tema 7
Impactos en la atmósfera
Dispersión de los contaminantes
1. 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 la
tropopausa e introducirse en la
estratosfera.
Eduardo Gómez
Contaminación en la atmósfera
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Dispersión de los contaminantes
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:
1. 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 contaminantes 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.
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Dispersión de los contaminantes
En general, se considera que en las áreas continentales se
encuentran los focos emisores, mientras que los océanos,
por su extensión, son los principales depósitos de retorno.
Este retorno sucede por deposición húmeda (los
contaminantes retornan a través de la lluvia, la nieve la niebla
o el rocío) o, en menor medida, por deposición seca (debida
a fenómenos gravitacionales y de adsorción).
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Dispersión de los contaminantes
Emisión
Sol
Mezcla
Transporte
Vapor
de agua
Transformación
Deposición
Inmisión
Transporte
Industrias
Medio Urbano
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Seca
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Húmeda
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Si los niveles de inmisión no son los adecuados, disminuye la calidad del
aire y se originan efectos negativos en los receptores:
•
Seres humanos
•
Animales
•
Vegetales
•
Hongos
Estos niveles de inmisión van a depender de una serie de factores:
•
Condiciones meteorológicas y climáticas
•
Características geográficas y topográficas
•
Características de las emisiones
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Condiciones meteorológicas y climáticas
Estratificación del aire.
GVT > GAS
Inestable
GVT
Altitud (m)
Altitud (m)
Estable
GVT
GVT = GAS
Indiferente
GAS
Altitud (m)
GVT < GAS
GAS
GVT
GAS
Temperatura ºC
La Tª del aire contaminado
es inferior a la del aire que
le rodea. Es más densa, no
puede subir e incluso baja
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Temperatura ºC
La Tª del aire contaminado es
superior a la del aire que le rodea.
Se favorecen los movimientos
verticales y la dispersión de los
contaminantes
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Temperatura ºC
Las Tª son similares y su
variación con la altura es la
misma. No se favorece
ningún movimiento
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Condiciones meteorológicas y climáticas
Inversiones
Son 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.
•
•
•
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Inversiones térmicas
Inversiones de subsidencia
Inversiones adventicias
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Condiciones meteorológicas y climáticas
Inversiones térmicas
Normalmente, el aire caliente de la superficie terrestre asciende y el aire de
la parte superior de la atmósfera —más frío— cae, con lo cual se crea una
circulación natural que dispersa los contaminantes superficiales del aire.
Una inversión ocurre cuando las capas de aire de la atmósfera inferior son
más frías que las superiores. La circulación natural sufre una interrupción y
tanto el aire superficial acumulado como los contaminantes del aire se
concentran alrededor de sus fuentes
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El humo de las calefacciones o chimeneas no puede ascender debido a la
inversión térmica
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Inversiones de subsidencia
La inversión por subsidencia generalmente está asociada con los anticiclones.
El aire de un anticiclón desciende y fluye hacia afuera con una rotación que
sigue la dirección de las agujas del reloj. A medida que el aire desciende, la
mayor presión existente en altitudes menores lo comprime y calienta en el
gradiente vertical adiabático seco.
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Inversiones de subsidencia
Durante el día, la capa de inversión resultante de este proceso con
frecuencia se eleva a cientos de metros sobre la superficie.
Durante la noche, la base de una inversión por subsidencia desciende
debido al enfriamiento del aire superficial.
Los días despejados y sin nubes
característicos de los anticiclones
propician las inversiones por
radiación, de modo que se puede
producir una inversión superficial
durante la noche y una elevada
durante el día. Si bien la capa de
mezcla que se encuentra debajo
de la inversión puede variar
diariamente, nunca será muy
profunda.
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Inversiones adventicias o frontales
Inversión relacionada tanto con los frentes fríos como con los cálidos. En el avance de cada
frente, el aire cálido desplaza al frío, de modo que se produce una circulación vertical mínima
en 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.
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Vientos
Tienen una gran importancia en la dispersión de los
contaminantes en función de sus características:
•
•
•
Dirección
Velocidad
Turbulencias
Viento
El viento aleja los contaminantes
de la zona de emisión
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Humedad relativa del aire
La humedad favorece la acumulación de contaminantes, y en
determinados casos, SO2, SO3, NO2, pueden reaccionar y
formar ácidos corrosivos: Pueden formar las llamadas LLUVIAS
ÁCIDAS
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Precipitaciones
Tienen un efecto de lavado,
arrastrando contaminantes hacia el
suelo. También pueden ayudar a
disolver algunos gases
Insolación
Favorece la formación de contaminantes secundarios mediante
reacciones de oxidación fotoquímica
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Factores topográficos y geográficos
La topografía influye mucho sobre los movimientos atmosféricos y por lo
tanto en la dispersión de los contaminantes.
a) Zonas costeras
b) Valles fluviales y laderas
c) Zonas urbanas
d) Presencia de masas vegetales
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Zonas costeras
Se originan brisas durante el
día (A) que transportan los
contaminantes tierra adentro
y por la noche (B) sucede al
revés.
Por otra parte, el aire está
cargado de la humedad del
mar y puede favorecer la
acumulación de
contaminantes
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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
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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.
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Movimiento del aire en una “isla de calor”
Boina de contaminación en las ciudades
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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.
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Características de las emisiones
Depende de la naturaleza de los contaminantes:
o Gas
o Partículas. Se depositan con mayor facilidad
También depende de:
o Temperatura de emisión.- Si es mayor que la del aire del medio, el
gas asciende y se dispersa más fácilmente.
o Velocidad de emisión.- Si sale a más velocidad, puede romper las
capas de inversión
o 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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