En este caso, el medio que revisaras es el aire, así como su contaminación, una característica de este medio es que dependiendo de la altura será su composición, como, por ejemplo, en capas más altas el oxígeno es menor que en los lugares más cercanos al nivel del mar, siendo este último el punto de referencia para poder determinar la altura en cuestión. Además, un factor importante para estudiarlo es saber la fuente emisora de contaminación, es decir, de donde proviene dicha contaminación y como podría remediarse.
Según el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC) las fuentes de contaminación de aires son: fijas, móviles, naturales y de área. Un ejemplo de ellas son:
· Fuentes fijas: chimeneas.
· Fuente móviles: automóviles.
· Fuentes naturales: biogénicas.
· Fuentes de área: el uso de madera al cocinar.
A continuación, se describen las principales fuentes de contaminación de aire. Según el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC), la actividad minera en nuestro país ha traído como consecuencia el desarrollo industrial pero también la contaminación ambiental y en específico la del aire. Después de que la actividad petrolera produjo la generación de la industria de la petroquímica básica se produjeron grandes cantidades de residuos los cuales, hasta la fecha, no se han podido cuantificar, ocasionando diferentes actividades de otras áreas industriales y dando como consecuencia la contaminación no solo de la actividad industrial per se sino otras situaciones graves que afectan al área ambiental como las fugas, los derrames y los incendios que contribuyen de manera significativa, y por si esto no bastara, la disposición clandestina de residuos contribuyendo de manera sustancial al problema.
Para que observes cual es el alcance y el impacto de estos contaminantes, se describe lo siguiente: “El número de sitios contaminados asciende a varios miles de lugares cuyo riesgo potencial es desconocido”. De acuerdo con datos publicados por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), la superficie de suelo degradado por causas de contaminación en 1999 fue de 25,967 km2.
Una de las fuentes más recurrentes de contaminación del aire se produce cuando algún evento involucra la contaminación por sustancias que ponen en riesgo a los seres humanos y al amiente y a esto se le denomina emergencia ambiental. Según la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente (PROFEPA), anualmente se han registrado alrededor de 550 emergencia ambientales, en ellas se involucran frecuentemente el petróleo y sus derivados (diésel, combustóleo y gasolinas). Enseguida revisaras un gráfico que representa el porcentaje en el que participan las sustancias en las emergencias ambientales registradas hasta el momento.
Gráfica 1 Gráfica de las principales sustancias involucradas en emergencias ambientales.
Uno de los problemas de la contaminación del agua son las emergencias ambientales debido a que no se pueden controlar de manera inmediata. Los datos estadísticos nos ayudan a la prevención y a conocer que tipo podrá aparecer en el próximo evento.
Además de los principales giros industriales que emiten contaminantes a la atmósfera como la petroquímica, la industria minera, la industria de los agroquímicos, las estaciones de servicios y los ferrocarriles, se destaca que los sitios de disposición de residuos peligrosos no son parte de un proceso productivo como tal, sin embargo, es de suma importancia conocerlos y analizar su situación para solucionar los problemas que provocan.
Según el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC), dentro de las principales industrias que emiten contaminantes son:
· Industria petroquímica: compuestos orgánicos como fenoles, bencenos y ftalatos.
· Industria minera: metales pesados, óxidos de azufre y de nitrógeno.
· Agroquímicos: compuestos orgánicos y metales pesados como plomo, cromo y arsénico.
· Estaciones de servicio: óxidos de carbono, nitrógeno y azufre.
· Ferrocarriles: dióxidos de carbón y de azufre.
· Disposición de residuos peligrosos: hidrocarburos y aceites.
En la siguiente tabla encontraras el número de sitios abandonados o ilegales en varios estados del país que han sido históricamente alimentados por industrias diversas que, de manera irresponsable, tiran sus residuos en lugares clandestinos alterando los diferentes medios en los que se encuentran.
Tabla 1 Sitios abandonados o ilegales donde se depositan residuos contaminantes.
| Estado | Número de sitios | Principales residuos (no se mencionan residuos biológicos-infecciosos) |
| Baja California Norte | 8 | Aceites, metales, polvo de fundición, solventes |
| Baja California Sur | 2 | Escorias de fundición, jales. |
| Campeche | 4 | Aceites, lodos de perforación. |
| Chiapas | 17 | Hidrocarburos, plaguicidas, solventes. |
| Chihuahua | 13 | Aceites, hidrocarburos, químicos. |
| Coahuila | 15 | Aceites, hidrocarburos, jales, metales, químicos. |
| Durango | 3 | Hidrocarburos, insecticidas. |
| Estado de México | 10 | Aceites, escorias de fundición, químicos. |
| Guanajuato | 10 | Aceites, escorias de fundición, lodos, metales, compuestos organoclorados. |
| Hidalgo | 6 | Escorias de fundición, pinturas. |
| Jalisco | 7 | Diésel y combustible, baterías, lodos, químicos. |
| Nayarit | 5 | Hidrocarburos, jales. |
| Nuevo León | 22 | Aceites, cianuros, escorias de fundición, hidrocarburos, metales. |
| San Luis Potosí | 10 | Asbesto, escorias de fundición, lodos, metales, pinturas. |
| Sinaloa | 4 | Agroquímicos. |
| Tamaulipas | 8 | Aceites, escorias de fundición, químicos. |
| Veracruz | 8 | Azufre, hidrocarburos. |
| Zacatecas | 9 | Jales, metales, químicos. |
| Total | 161 |
De acuerdo con la tabla, uno de los estados con mayor número de sitios de disposición final de residuos es Nuevo León con 22 de ellos, esto debido a la gran actividad industrial en esta entidad.
Cuando deseamos solucionar un problema de contaminación, además de saber de qué tipo de industria proviene, se debe saber el tipo de fuente. Las que mayor contaminación producen son las fuentes fijas y móviles.
1. 2. 1. Fuentes fijas.
Existe en México jurisprudencia respecto de las emisiones y su procedencia, es decir, existen leyes, reglamentos y normas que regulan la situación. El Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC) es el encargado de aplicar, junto con la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT), estos instrumentos jurídicos. Uno de ellos define a las fuentes fijas como las fuentes industriales estacionarias que generan emisiones desde puntos estacionarios, por ejemplo, chimeneas o respiraderos.
Desde este concepto, puedes recordar la clasificación de fuentes de contaminación del aire: fuentes fijas y móviles. Esto con el fin de hacer mediciones a estas fuentes y así determinar si lo que se está emitiendo al aire cumple con las especificaciones nacionales, es decir si está por debajo de los parámetros establecidos, que regularmente se denominan valores máximos permisibles. La medida utilizada regularmente es microgramos entre metro cúbico que tiene otra acepción la cual es partes por millón (PPM).
No basta saber que hay fuentes fijas y móviles, existe una clasificación más completa para definir el tipo de control que utilizaras en las fuentes fijas; estos se clasifican por familias dependiendo del tipo de compuesto del contaminante:
· Compuestos inorgánicos del carbono.
· Compuestos derivados del azufre.
· Hidrocarburos.
· Compuesto de nitrógeno.
· Oxidantes fotoquímicos.
· Metales.
· Partículas.
Además de esto, debes diferenciar el estado físico de los agentes que contaminan el aire, los cuales se clasifican de la siguiente manera:
Sólidos:
- Polvos de 1 – 1000mm (denominados PM10, es decir partículas menores a diez micrómetros).
- Humos (<1 micrómetro).
Líquidos:
- Nieblas (<1 micrómetro)
- Aerosoles (de 10 a 1000 micrómetros).
Gases:
- Partículas menores a 1000 micrómetros.
así se puede tener un contaminante de una familia en diferentes estados físicos provenientes de una fuente fija, sin embargo, los contaminantes más significativos son los provenientes de la combustión, es decir, los óxidos de carbono, de azufre y de nitrógeno.
1. 2. 2. Fuentes móviles.
Cuando se analizan estas fuentes pensamos solo en los automóviles, sin embargo, el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC) clasifica también a las fuentes que no circulan por carretera como fuentes móviles. Estas comprenden otros tipos de equipo como los que se utilizan en actividades industriales y comerciales como soldadoras, grúas aéreas, compresoras de aire, vehículos y botes recreativos, equipo de jardinería, equipo de servicios aeroportuarios, motores auxiliares, equipo portátil de perforación de pozos y equipo de silvicultura.
Para las fuentes móviles, están muy bien definidos los tipos de contaminantes que emiten: el óxido y monóxido de carbono, los hidrocarburos poliaromáticos, los hidrocarburos ligeros, los aldehídos, los óxidos de nitrógeno, el plomo y las partículas en suspensión. Motivo por el cual se han determinado de manera legal también las formas de medición y los límites máximos permisibles en México, para lo cual se ha realizado, al igual que en las fuentes fijas, el inventario de emisiones por fuentes móviles, siendo las máquinas de combustión a diésel las que más aportan contaminantes en este tipo de fuente debido al gran número en uso de estas.
En suma, las fuentes móviles y las fijas aportan la mayor cantidad de contaminantes a la atmosfera, los cuales se acumulan debido al clima de nuestro país. Como, por ejemplo, puedes observar que en días nublados y fríos se genera la llamada inversión térmica, la cual concentra la masa de aire contaminado en las capas bajas de la atmósfera. Además, existen diferentes factores como las condiciones meteorológicas para determinar hacia donde viajara está contaminación y cuánto tiempo tardara en disolverse si se precipitara o si se combinara como más elementos para dar paso nuevos problemas. No olvides que la química ambiental te aporta elementos de los cuales te apoyaras para prever y remediar al ambiente o el medio (agua, suelo y aire) mediante cierta tecnología ambiental a los problemas existentes.
1. 2. 3. Repercusiones de la contaminación en el aire.
Una de las principales repercusiones de los contaminantes del aire en el cuerpo humano, se debe al monóxido de carbono porque es más abundante. Este contaminante en apariencia no causa mucho daño, sin embargo, al combinarse con nuestra sangre se convierte en carboxihemoglobina, sustancia que causa algunos males. Revisalos en la siguiente tabla informativa.
Tabla 2 Los efectos en el humano de la concentración de carboxihemoglobina.
| Concentración de COHb, % | Efectos |
| <1 | Sin efecto aparente |
| 1 a 2 | Disminuye el rendimiento |
| 2 a 5 | Altera el sistema nervioso central, disminuye la agudeza visual, dificultad en la percepción del tiempo y la brillantez, alteración de algunas funciones psicomotoras. |
| Superior a 5 | Alteración de la función cardiaca y pulmonar. |
| 10 a 80% | Dolor de cabeza, fatiga, somnolencia, coma, paro respiratorio y muerte. |
Conocer los efectos de los contaminantes en el ser humano nos da la pauta para concientizar a la población, además de saber los costos sociales, ambientales y económicos que la población podría acarrear-.
Este no es el único contaminante que nos afecta. El dióxido de azufre , también es un factor de riesgo para la salud, en las tablas siguientes revisaras los efectos dependiendo de los tiempos de exposición a este contaminante.
Tabla 3 Los efectos a ciertas concentraciones y tiempo de exposición de
| CONCENTRACIÓN (ppm) | TIEMPO DE EXPOSICION | EFECTOS |
| 0.15 a 0.25 | 1 a 4 días | Respuestas cardiorrespiratorias. |
| 1.0 a 2.0 | 3 a 10 min | Respuestas cardiorrespiratorias en individuos sanos. |
| 5.0 | 1 hora | Sofocamiento e incremento de resistencia en los pulmones. |
| 10.0 | 1 hora | Peligro severo, algunas hemorragias nasales. |
Cuando cambiamos las concentraciones y los tiempos de exposición de un contaminante varían los efectos a la salud humana. Así, se puede saber los tiempos en los cuales se tiene que ser cauteloso al exponernos a algún contaminante.
| CONCENTRACIÓN (ppm) | TIEMPO DE EXPOSICION (min) | EFECTOS |
| 1 a 8 | 10 | Aumento de la frecuencia del pulso disminución del volumen ventilatorio, aumento de la frecuencia respiratoria. |
| 1 | 10 a 30 | Aumento de la resistencia pulmonar |
| 1 | 15 | Aumento de la resistencia pulmonar |
| 1 | 60 – 180 | Disminución de la secreción nasal de moco y de la anchura de las fosas nasales. |
| 0.75 | 120 | A los 30 min, leve efecto sobre la capacidad vital reforzada, volumen de respiración forzada durante un segundo, así como el flujo máximo en el punto medio y el flujo respiratorio máximo al 50% |
| 0.37 | 120 | Ningún efecto en las pruebas anteriores de la función pulmonar. |
En el cuadro anterior encontraste los efectos de l dependiendo de los autores que lo han estudiado.
Si bien los contaminantes los analizaras por separado, su efecto en muchas ocasiones se encuentra de manera conjunta. En la siguiente tabla encontraras los efectos del y las partículas suspendidas totales, recuerda que en el aire se puede encontrar más de una forma de contaminante.
| CONCENTRACIONES DE: | EFECTOS | |
| | PST | |
| 0.91 ppm (promedio diario) | (promedio diario) | Aumento de la mortalidad y de las hospitalizaciones. |
| 0.09 – 0.10 ppm (promedio diario) | (promedio diario) | Empeoramiento de enfermedades pulmonares. |
| 0.4 ppm (media aritmética anual) | (media aritmética anual) | Síntomas respiratorios. |
| 0.03 ppm (media geométrica anual) | (media geométrica anual) | Efectos sobre la visibilidad y molestias leves. |
En la vida real los contaminantes hacen efectos sumativos, es decir, al tener presentes más de un contaminante, los efectos en el ser humano varían siendo en todas las veces más dañinos que un contaminante.
Por ejemplo, otro de los contaminantes comunes del aire es el ozono, el cual durante algunos años se pensó que no causaba daños, sin embargo, la ciencia y sus avances han permitido definir su peligrosidad. Es importante mencionar que este elemento causa desequilibrio en el ambiente de acuerdo con el tiempo de exposición. En la siguiente tabla encontraras sus efectos.
Tabla 4 Los efectos del ozono respecto a su concentración y tiempo de exposición.
| Efectos | Concentración | Periodo | Comentarios | |
| Ppm | | |||
| Daños en la vegetación | 0.03 | 60 | 8 horas | Especies sensibles |
| Endurecimiento y ruptura del plástico | 0.02 | 40 | 1 hora | Plásticos naturales vulcanizado |
| Dirección del olor | 0.02 | 40 | 1 hora | < 5min por cada 9/10 personas. |
| Aumento de enfermedades en especies sensibles | 0.08 A 1.30 | 160 a 2250 | 3 horas | |
| Irritación de vías respiratorias (nariz y garganta) | 0.030 | 590 | Exposición continua durante el trabajo. | |
| Edema pulmonar | 9.0 | 17600 | Desconocido el tiempo de afección. | |
Finalmente, las partículas suspendidas juegan un papel relevante en los contaminantes atmosféricos. Sus efectos, aunque menores, se potencian cuando se combinan con algún otro contaminante. Revisa sus efectos en la siguiente tabla.
Tabla 5 Los efectos en la salud de las partículas suspendidas en combinación de
| CONCENTRACIÓN | JUNTO CON: | TIEMPO | EFECTOS |
| 750 | 715 de | 24 h | Aumento considerable promedio de las enfermedades. |
| 300 | 630 de | 24h | Aumento considerable promedio de las molestias en los pacientes con bronquitis crónica. |
| 200 | 250 de | 24h | Aumento del promedio de ausentismo en las industrias. |
| 80 – 100 | Tasa de sulfatación | Aumento geométrico de la tasa de defunción en la población de 50 a 69 años |
Una forma de estandarizar los efectos de los contaminantes es dejar un periodo de tiempo prolongado y analizar lo que ocurre durante ese tiempo, en la tabla anterior se muestra ese tipo de análisis para la combinación de y partículas suspendidas.
Los contaminantes del aire pueden ocasionar algunos perjuicios a la salud humana; sin embargo, estos son los puntos centrales de estudio de la ingeniería ambiental: el control, la prevención y el remedio del ambiente.
