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Unidad didáctica 4
Para los cursos de Formación Profesional Ocupacional
EL AIRE QUE NOS RODEA
Módulo de Sensibilización Ambiental
1
El aire que nos rodea
1. Fundamentación teórica
La atmósfera terrestre es la masa de aire que rodea la Tierra y que hace posible la vida en el planeta.
Constituye un filtro que impide que lleguen a la superficie terrestre las radiaciones solares en toda su
intensidad y que mantenga, gracias al efecto invernadero de los gases que la componen, la temperatura del
planeta sin grandes oscilaciones.
La composición de la atmósfera ha ido cambiando desde sus orígenes a través de fenómenos
enormemente complejos.
Evolución de la atmósfera terrestre
100 %
METANO, AMONIACO
75 %
Concentración
de los diversos
50 %
gases atmosféricos
?
NITRÓGENO
Atmósfera
desconocida
25 %
DIÓXIDO DE CARBONO
OXÍGENO
AGUA
¡¡Hoy!!
Hace 4.500
millones
de años
Hace 4.000
millones
de años
Hace
3.000
millones
de años
Hace
Hace
2.000
1.000
millones millones
de años de años
Tiempo
En sólo un millón de años el
manto terrestre expulsó el
85 % de los gases que hoy
componen la atmósfera
El resto se liberó de forma
lenta pero continua
durante los 4.400 millones
de años siguientes. El CO2
el gas más abundante,
seguido del N, luego Nh3...
Aparecen los primeros
organismo, que podían
vivir sin oxígeno
(anaerobios)
Los organismos
fotosintéticos arcaicos, en
pocos millones de años,
generaron el oxígeno hasta
llegar a la proporción actual.
Adaptado de EL AIRE EN CASTILLA Y LEÓN. 1996
Junta de Castilla y León
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El aire que nos rodea
Composición y evolución de la atmósfera terrestre.
La atmósfera primitiva estaba compuesta, principalmente, de vapor de agua, dióxido de azufre, anhídrido
carbónico y nitrógeno, resultante de las emanaciones volcánicas; un medio falto de oxígeno en el que la vida
tal como hoy la conocemos no se podría haber desarrollado.
El planeta se fue enfriando, se condensó el vapor de agua y surgieron los océanos. Los primeros
organismos que vivieron en los océanos evolucionaron en un ambiente carente de oxígeno. Más tarde
aparecieron las primeras bacterias capaces de realizar la fotosíntesis y, por tanto, de producir oxígeno, el
cual fueron liberando a la atmósfera durante millones de años. Una vez que se acumuló suficiente cantidad
de oxígeno, producto de la fotosíntesis en las capas altas de la atmósfera, se transformó en ozono.
La capa de ozono que rodeaba la tierra fue creciendo. Cuando su espesor fue suficiente como para
impedir la entrada de los nocivos rayos ultravioleta, hubo una explosión de vida en el planeta que colonizó
los océanos y todos los continentes. Estas formas de vida nacieron y evolucionaron en un medio ya rico en
oxígeno. La atmósfera primitiva ya había cambiado.
La actual mezcla de gases que componen la atmósfera se ha formado a lo largo de 4.500 millones de
años, mediante un lentísimo proceso químico y biológico. Este equilibrio en la composición de gases de la
atmósfera se está viendo sometido a una rápida transformación en los últimos doscientos años desde los
comienzos de la revolución industrial, con la aparición de la máquina de vapor y la utilización en grandes
cantidades de los combustibles fósiles (carbón y petróleo).
Las capas de la atmósfera
Altitud
100 Km
80 Km
TERMOSFERA
M
E
S
O
P
A
U
S
A
MESOSFERA
60 Km
E
S
T
R
A
T
O
P
A
U
S
A
40Km
ESTRATOSFERA
CAPA DE OZONO
20 Km
T
0 Km
R
O
P
O
P
A
TROPOSFERA
U
S
A
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El aire que nos rodea
Esquema de composición de
la atmósfera en el tiempo
Relación entre el aumento de dióxido de carbono y la temperatura a lo largo del tiempo
CONCENTRACIÓN DE DIÓXIDO DE
CARBONO (PARTES POR MILLÓN)
VARIACIÓN DE TEMPERATURA RESPECTO A
LA MEDIA DE 1950 - 1979 (Grados Celsius)
4
370
2
360
350
0
340
330
-2
320
-4
310
300
-6
290
-8
1860
280
1880
1900
1920
1940
1960
1980
2000
Fuente: “El clima”. Investigación y Ciencia
Esquema del poder
de apantallamiento de la atmósfera
Sol
Radiaciones solares
reflejadas 28%
Radiaciones solares
absorbidas
Capa de ozono 3%
Nubes y vapor de agua 22%
Superficie terrestre 21%
Agua 26%
Fuente: Ministerio de Obras Públicas,Trasporte y Medio Ambiente
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El aire que nos rodea
La contaminación atmosférica
El mantenimiento del nivel de desarrollo y crecimiento de las actividades humanas está generando
grandes cantidades de gases que contaminan el aire produciendo molestias o enfermedades en las personas
y daños en los bosques, los cultivos y en el patrimonio arquitectónico de las ciudades. La contaminación
atmosférica que afecta a todo el planeta se genera fundamentalmente por las grandes industrias y el tráfico
de las ciudades.
El nivel de calidad ambiental, sobre todo de las zonas urbanas, está descendiendo progresivamente
debido a diversos factores:
\ El aumento continuo de la contaminación acústica producida por el tráfico y las nuevas forma de
ocio nocturno.
\ La excesiva concentración de población y la primacía del coche en el diseño urbanístico.
\ La emisión de gases contaminantes a causa del tráfico, la industria y las calefacciones.
Se puede hacer una división de las fuentes de contaminación según sean móviles, fijas o difusas:
a) Fuentes móviles asociadas al tráfico urbano, fundamentalmente centradas en el automóvil, el cual
ha tenido una enorme proliferación en los últimos años generando una problemática difícilmente asumible
por los entornos urbanos.
b) Como fuentes fijas tenemos instalaciones industriales vinculadas a los sectores químicos, de
producción de energía y transformación de petróleo (centrales térmicas, refinerías, petroquímica). A cierta
distancia le siguen las industrias siderúrgicas, papeleras, cementeras y agroalimentarias.
c) Por último las fuentes difusas son de origen mixto, tanto urbano como industrial. La calefacción
doméstica, el procesado de minerales, las canteras y las actividades de construcción son responsables de la
emisión de partículas en suspensión, que afectan de forma variable a las vías respiratorias.
Los problemas ambientales derivados de la contaminación atmosférica son:
o La contaminación acústica.
o La lluvia ácida que afecta a cultivos, bosques y lagos.
o La reducción de la capa de ozono.
o El efecto invernadero.
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El aire que nos rodea
Contaminación acústica
La contaminación acústica ha aumentado considerablemente en los últimos años en los pueblos y en las
ciudades, convirtiéndose según distintos estudios en el problema ambiental ante el que más sensible se
muestra la población. Los focos principales son la expansión industrial, el efecto de los nuevos modelos de
ocio y el incremento del parque automovilístico especialmente de la presencia de motocicletas con los
tubos de escape libre y otras fuentes sonoras menos predecibles, como son la recogida de basura, las obras
en la vía pública, las sirenas, las alarmas, etc.
Esquema del ruido
Fuente: Diputación de Sevilla
db
140
Avión
despegando
Umbral del dolor
130
120
110
Discoteca
100
Moto
90
80
70
Tráfico ciudad
Oficina
60
50
Conversación
normal
40
Biblioteca
30
Estudios de Ecología
****
20
Bosque
10
Umbral
de audición
0
Nivel de presión sonora (db)
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El aire que nos rodea
La lluvia ácida
La lluvia ácida tiene lugar cuando las emisiones de óxidos de azufre o nitrógeno sufren un
proceso químico en la atmósfera por el cual se convierten en ácido sulfúrico o nítrico. La mayor
parte de estas emisiones proceden de la producción industrial o de la generación de energía
eléctrica cuando se utilizan para obtenerla combustibles fósiles (carbón o petróleo). Estos ácidos
corrosivos, disueltos en las gotas de lluvia, son transportados por las nubes y se precipitan a gran
distancia dañando bosques, cultivos, suelos, lagos, etc...
La preocupación por la lluvia ácida quedó de manifiesto por primera vez en foros
internacionales de relevancia, como en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio
Ambiente Humano celebrada en Estocolmo (Suecia) en 1972. En este encuentro, el gobierno sueco
presentó una ponencia titulada “Polución del aire a través de las fronteras nacionales: el impacto
del azufre del aire y la precipitación sobre el ambiente”. En este estudio se ponía de manifiesto
cómo los residuos oxidados de azufre, vertidos al aire por las instalaciones industriales alimentadas
por combustibles fósiles situadas lejos de las fronteras suecas (en especial las centrales térmicas
británicas), dañaban los ecosistemas del país nórdico al ser arrastrados por los vientos,
transformándose en la atmósfera en ácido sulfúrico, y precipitar en el suelo y en las aguas
interiores en forma de lluvia ácida.
SOX
CO2
Nubes acidificadas
CO
NOX
Centrales
energéticas
Lluvia ácida
H2SO4 HNO3·
Tráfico
SOX CO2 CO
Suelo acidificado
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El aire que nos rodea
La reducción de la capa de ozono
El ozono se produce por la acción de la luz solar sobre el oxígeno. El ozono, a nivel de suelo es malo para
la salud pero en las altas capas de la atmósfera constituye un filtro que impide el paso de las cancerigenas
radiaciones ultravioletas.
El espesor de la capa de ozono formada durante millones de años está disminuyendo drásticamente en
los últimos años. A finales de los años setenta, se detectó en la Antártida una pérdida de ozono en las capas
superiores de la atmósfera por encima de este continente. El llamado “agujero de la capa de ozono” aparece
durante la primavera antártica, y dura varios meses antes de cerrarse de nuevo. Estos estudios llevaron a
que, en 1987, varios países firmaran el Protocolo de Montreal para limitar la producción de las sustancias que
agotan la capa de ozono.
Son muchos los gases causantes del deterioro de la capa de ozono, pero son los clorofluorcarbonos, los
C F C, los máximos responsables. Estos gases se utilizaban en los botes de spray (hoy prohibida está
utilización en los países europeos), en los aparatos de aire acondicionado y en los frigoríficos como
refrigerantes. Al ser liberados a la atmósfera estos productos químicos que contienen cloro, ascienden hasta
la capa de ozono y se descomponen por acción de la luz solar, tras lo cual el cloro reacciona con las
moléculas de ozono y las destruye.
Los C F C y otras sustancias químicas que destruyen el ozono pueden permanecer en la atmósfera
durante décadas, por lo que a pesar del progreso que se ha logrado en los países en desarrollo para
eliminar gradualmente estos productos, la destrucción de la capa de ozono continuará en los próximos
años. Hasta el año 2040 los países en vías de desarrollo no dejaran de utilizar los C F C, no obstante los
científicos prevén que a mediado de este siglo la capa de ozono puede estar recuperada por completo.
Sol
Rayos ultravioleta
Capa de ozono
Aparatos de
aire acondicionado
Volcán
CFC
Frigoríficos
Aerosoles
Espuma
extintores
plásticos
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El aire que nos rodea
El efecto invernadero
Existe un mecanismo natural por el cual algunos gases presentes en la atmósfera permiten mantener
constante la temperatura media en la superficie de la Tierra. La emisión desmedida de gases que producen
efecto invernadero (Dióxido de carbono, metano, óxidos de nitrógeno, CFC,...) afecta a este mecanismo y
conlleva un aumento de la temperatura del planeta, provocando el cambio climático a escala planetaria con
consecuencias difícilmente previsibles en los ecosistemas, en los cultivos y en el aumento del nivel de agua en
los océanos.
Al papel que cumple la atmósfera en el calentamiento de la superficie terrestre se le denomina “efecto
invernadero”. La atmósfera deja pasar gran parte de la radiación solar de onda corta, que es absorbida por
la superficie de la Tierra. Gran parte de esta radiación se vuelve a emitir desde la superficie de la Tierra
hacia el espacio exterior, con una longitud de onda correspondiente a los rayos infrarrojos, pero es reflejada
de nuevo hacia la superficie terrestre por los “gases invernadero” presentes en la atmósfera. Este efecto de
incremento de la temperatura esta en la base de las teorías relacionadas con el calentamiento global del
planeta.
El principal gas con efecto invernadero es el dióxido de carbono que se produce en la combustión de
carbón, petróleo, bosques, etc.. Se calcula que desde 1750 se ha incrementado su cantidad en la atmósfera
en un 30%, lo que lleva a un incremento global de la temperatura del planeta que según los distintos
modelos informáticos se estima entre 1 y 5 ºC para el año 2.100.
Radiación solar
Gases con efecto invernadero
Industrias
Ciudad
Tráfico
Radiación
térmica
Residuos
orgánicos
Fábricas
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El aire que nos rodea
Convenios internacionales
El problema del cambio climático es una cuestión que afecta a todos los países del planeta. Para reducir
las emisiones de gases con efecto invernadero se reunieron en 1997 en Kioto representantes de los países
integrantes de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, creada en el seno de
la Cumbre sobre la Tierra, celebrada en Río de Janeiro en 1992. En el Protocolo de Kioto se estableció que
los países desarrollados debían reducir sus emisiones de gases causantes del efecto invernadero en un 5,2%
para el año 2012 respecto a las emisiones del año 1990. Sin embargo, este protocolo debe ser ratificado al
menos por 55 países y la suma de sus emisiones de gases de efecto invernadero deben ser de al menos un
55% del total. En agosto de 2.002 se celebró la Cumbre de Johanesburgo en la que ya fueron 94 países los
que ratificaron el protocolo, pero la suma de sus emisiones no llega al 55% con lo cual no entrará en vigor
hasta que países como Rusia, Canadá o Estados Unidos le ratifiquen.
La contaminación atmosférica en Andalucía
La calidad del aire que se respira en Andalucía es buena. La contaminación atmosférica es un problema
relativamente nuevo para las ciudades andaluzas. Lo tardío del proceso industrial y su localización
concentrada han supuesto la casi ausencia de crisis de contaminación atmosférica, salvo hechos puntuales y
muy aislados.
Las principales áreas problemáticas de la región, por sus mayores niveles de contaminación atmosférica,
son:
a. Complejo químico del Polo de Huelva
b. Complejo petroquímico de la Bahía de Algeciras
c. Bahía de Cádiz
d. Centrales térmicas de Peñarroya-Pueblonuevo en Córdoba y Carboneras en Almería
e. Industrias cerámicas de Bailén
f. Industrias del cemento y de la construcción en Málaga capital, en Alcalá de Guadaira (Sevilla) y
Carboneras (Almería)
Los problemas de contaminación atmosférica industrial se van corrigiendo paulatinamente a partir de la
década de los ochenta, gracias a la mayor concienciación social sobre las necesidades del control de las
emisiones, al desarrollo de iniciativas de prevención, eficiencia e incorporación de nuevas tecnologías en la
producción, a la aprobación de normativas sectoriales cada vez más rigurosas y a la creación de
instrumentos más eficientes de control y lucha contra la contaminación (Red de Control y vigilancia de la
Contaminación Atmosférica de Andalucía).
Por otra parte la Administración Andaluza, consciente de que la reducción de nuestras emisiones es
probablemente el mayor reto de la política ambiental española pero también una oportunidad inmejorable
para avanzar hacia la sostenibilidad real de nuestro modelo económico, ha elaborado la “Estrategia
Autonómica de Cambio Climático”, primera estrategia elaborada en España y aprobada el 3 de Noviembre
de 2002 en el Consejo de Gobierno de la Junta de Andalucía, en la que se plantean medidas tendentes al
ahorro energético y disminución de las emisiones de gases efecto invernadero.
La atmósfera y desarrollo sostenible
El cuidado y el mantenimiento del equilibrio y la estabilidad de la atmósfera desde la perspectiva de la
sostenibilidad tiene tres referentes claves:
1. El cumplimiento de los acuerdos internacionales de Montreal, Kioto y el de Cambio climático
autonómico.
2. La incorporación de los nuevos sistemas productivos y de gestión en las industrias que propone la
Unión europea y que disminuyen sus emisiones contaminantes
3. Aumentar la conciencia ambiental de la población, que se ha de traducir entre otras medidas en:
- La mayor utilización del transporte público, el desplazamiento a pie y el uso de la bicicleta.
10
El aire que nos rodea
- El menor consumo de energía, con una utilización eficiente y moderada de la calefacción y el
aire acondicionado, en el hogar y los centros de trabajo.
- El desarrollo de modelos de ocio no ruidosos y respetuosos con los demás.
- La creación de hábitos en el mantenimiento y la conducción de vehículos que impliquen un
menor gasto de combustible.
- La adquisición de lámparas y electrodomésticos de bajo consumo y libres de gases que dañen
la capa de ozono.
En definitiva, es necesario que las industrias cumplan escrupulosamente la normativa vigente y que la
ciudadanía modifique sus hábitos de consumo incorporando a nuestro comportamiento cotidiano buenas
prácticas ambientales que lleven a un ahorro real del consumo de combustibles fósiles y el respeto al medio
ambiente y a los demás.
Mapa de zonas industriales de Andalucía
Fuente: Consejería de Medio Ambiente 2002
11
El aire que nos rodea
2. Relación de la Unidad Didáctica “El aire que nos rodea” con los
sectores profesionales seleccionados: industria y transporte
Importancia del tema de la contaminación atmosférica en el sector
industrial
Una parte importante del impacto negativo del sector industrial en el medio ambiente es consecuencia
de la emisión de gases contaminantes a la atmósfera.
En este sector, las áreas formativas más relacionadas con la contaminación atmosférica por emisión de
gases son “La producción, transformación y distribución de energía”, “la minería y primera
transformación” y “la industria química”. En todas ellas es preciso el cumplimiento estricto de las
normativas ambientales la introducción de tecnologías limpias y la instalación de infraestructuras
correctoras de los vertidos contaminantes. La puesta en marcha de estas medidas está contribuyendo de
una manera muy eficaz a la disminución y al control de las emisiones de gases.
En relación con la contaminación acústica que se produce en los procesos industriales, las áreas
formativas en las que tiene más incidencia este factor son:
“La madera y el corcho”, “la industria pesada y de construcciones metálicas” y “edificación
y obras públicas”, en todas ellas la utilización de maquinaria “ruidosa” obliga a los trabajadores y
trabajadoras a cumplir con rigor todas las precauciones para evitar las consecuencias negativas de los ruidos
(pérdida de audición, estrés, falta de concentración, etc.).
“Las industrias agrarias y las alimentarías” son a veces actividades productivas generadoras de
malos olores. Así en las granjas de cerdos o gallinas, las vaquerías, las fábricas de aceite y aderezo de
aceitunas es preciso la realización de controles periódicos y la implantación de medidas correctoras, aunque
este tipo de contaminación no esta incluido en el Reglamento Autonómico de Calidad del Aire.
Importancia del tema de la contaminación atmosférica en el sector del
transporte
El movimiento de vehículos es la principal fuente de contaminación atmosférica ya que estos emiten,
sobre todo en las ciudades grandes, cantidades de partículas y gases de carbono y nitrógeno, que son gases
que contribuyen al efecto invernadero y al cambio climático.
En las áreas formativas relacionadas con “la automoción y el transporte” todas las estrategias han
de ir dirigidas al ahorro de combustibles fósiles. Así al hacer hincapié en la adopción de buenas prácticas
ambientales en la conducción, en la realización de mantenimientos correctos y periódicos a los vehículos y
en el desarrollo de líneas de investigación que mejoren el rendimiento de los mismos, se contribuirá a la
disminución de la cantidad de combustible necesario. En este ámbito el desarrollo de la investigación y la
implantación de los nuevos motores propulsados por gas, por pilas de hidrógeno o por energías renovables
forman parte de las alternativas a seguir, caminando hacia fórmulas de transporte más limpias y ecológicas.
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El aire que nos rodea
Glosario
Biosfera: capa relativamente delgada de aire, tierra y agua, capaz de dar sustento a la vida, que abarca
desde unos 10 km de altitud en la atmósfera hasta el más profundo de los fondos oceánicos. En esta zona la
vida depende de la energía del Sol y de la circulación del calor y los nutrientes esenciales.
Cambio climático: Modificación del clima que se está produciendo en el planeta por efecto de la
contaminación producida en la atmósfera como consecuencia de los gases con efecto invernadero.
Capa de Ozono: Zona de la atmósfera que abarca entre los 19 y 48 kms. Por encima de la superficie de
la Tierra. En ella se produce ozono por la acción de la luz solar sobre el oxígeno.
CFC:(Clorofluocarbonos). Substancias derivados de hidrocarburos volátiles que contienen cloro y
flúor, y que tienen diversos usos industriales.
Combustibles fósiles: Carbón, petróleo y gas natural. Son materiales de origen orgánico producidos a
partir de restos de seres vivos en épocas geológicas anteriores. Constituyen la mayor parte de las fuentes
de energía consumidas en los países industriales.
Dióxido de carbono: Gas incoloro e incombustible. Es un componente normal de la atmósfera (0.03 %)
Es también un contaminante atmosférico producido en la combustión, es uno de los gases responsables del
efecto invernadero.
Ecosistema: Sistema relativamente autónomo formado por una comunidad natural (Plantas, animales,
hongos, ...) y el medio ambiente físico en el viven.
Fotosíntesis: Proceso en virtud del cual los organismos con clorofila, como las plantas verdes, las algas y
algunas bacterias, capturan energía en forma de luz y la transforman en energía química.
Ozono: Compuesto de tres átomos de oxígeno. O3.
Protocolo de Montreal: En el Protocolo de Montreal, renegociado en 1990 y 1992, se establecieron los
calendarios de reducción progresiva de los clorofluorocarbonos (CFC) y las ayudas a los países en vías de
desarrollo para realizar esta eliminación.