CIENCIAS

La dispersión de los contaminantes

La mayoría 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. Otros ascienden a alturas considerables y son transportados hasta lugares muy alejados del foco emisor. Algunos logran traspasar la tropopausa e introducirse en la estratosfera.

Ciclo de emisión-deposición

  1. Mezcla de contaminantes. Los contaminantes emitidos (primarios) se mezclan en los primeros kilómetros de la troposfera, donde se desplazan libremente y se distribuyen favoreciendo las reacciones químicas.
  2. Procesos químicos y fotoquímicos. Intervienen los contaminantes secundarios, cuyas propiedades son diferentes de las de sus precursores.
  3. Deposición. Los contaminantes, regresan a la superficie terrestre, donde se incorporan a los océanos y al suelo.

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.

La vuelta a la superficie puede suceder por deposición húmeda (a través de la lluvia, la nieve la niebla o el rocío) o por deposición seca (debida a fenómenos gravitacionales y de adsorción).

Si los niveles de inmisión no son los adecuados, disminuye la calidad del aire y se originan efectos negativos seres humanos, biosfera, animales, etc.:

Los niveles de inmisión van a depender de una serie de factores:

  1. Condiciones meteorológicas y climáticas
  2. Características geográficas y topográficas
  3. Características de las emisiones

Condiciones meteorológicas y climáticas

  1. Estratificación del aire: En el siguiente esquema observamos de forma simplificada los posibles casos de estatificación. Dónde:
    1. Gradiente vertical de temperatura (GTV)
    2. Gradiente Adiabático Seco (GAS)

  1. 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.
  2. Viento: es la corriente de aire que se produce en la atmósfera por causas naturales, por el encuentro de diferentes presiones en áreas distintas. Siendo el viento una magnitud vectorial, en su predicción se hace constar la dirección y velocidad. Tienen una gran importancia en la dispersión de los contaminantes en función de sus características:
  3. Dirección: para La frecuencia y dirección del viento se usa la rosa de vientos de ocho direcciones: N, NE, E, SE, S, SW, W y NW.

El movimiento del viento en superficie puede ser retardado por efectos de la fricción del suelo, la fricción es proporcional a la rugosidad que tenga la superficie, como los aspectos topográficos: montañas, valles, lagos, zonas de cultivos, bosques y edificios. La rugosidad aumenta en las zonas urbanas respecto a las rurales.

  • Velocidad
  • Turbulencias
  1. Humedad relativa del aire: Es la proporción de vapor de agua real en el aire comparada con la cantidad de vapor de agua necesaria para la saturación a la temperatura correspondiente. La humedad relativa indica que tan cerca está el aire de la saturación. La humedad favorece la acumulación de contaminantes, y en determinados casos, SO2, SO3, NO2, pueden reaccionar y formar ácidos corrosivos: lluvia ácida.
  2. Precipitaciones: Arrastran los contaminantes hacia el suelo. También pueden disolver algunos gases.
  3. Insolación: Factor esencial, ya que favorece la formación de contaminantes secundarios mediante reacciones de oxidación fotoquímica.
  4. Características geográficas y topográficas: La topografía es un factor muy influyente en los movimientos atmosféricos y por lo tanto en la dispersión de los contaminantes.
  5. Zonas costeras:
    1. Brisas diurnas: transportan los contaminantes tierra adentro y por la noche sucede al revés.
    2. El aire cargado de humedad puede favorecer la acumulación de contaminantes
  6. Valles fluviales y laderas:
    1. Durante el día: se calientan las laderas y se generan corrientes ascendentes, quedándose en el valle el aire frio contaminado.
    2. Durante la noche: el aire se enfría y desciende por las laderas acumulándose de nuevo en el fondo del valle.

Las laderas dificultan el movimiento del aire y por lo tanto la dispersión de los contaminantes.

  1. Zonas urbanas:
    1. Los edificios frenan los movimientos del aire y crean turbulencias: Las propias actividades urbanas (industria, tráfico, calefacciones, etc.) generan calor y se crea un microclima denominado isla de calor. En la periferia de la ciudad, la temperatura es más fría. Se dificulta la dispersión de los contaminantes, formando las cúpulas de contaminación. Estas situaciones se ven incrementadas en situaciones anticiclónicas y que pueden ser dispersadas por efecto de las lluvias y los vientos.
    2. Los contaminantes, actúan en ocasiones como núcleos de condensación de condensación y la formación de tormentas, más frecuentes que en los alrededores de la ciudad.
  2. Zonas con vegetación: Las zonas con vegetación hacen que disminuya o frene la velocidad del viento y provocan y facilitan la deposición de los contaminantes.
    1. Además, la vegetación absorbe CO2 (actúa como sumidero).
    2. Fija los óxidos de azufre, oxigenándose el SO2, dando lugar a sulfatos.
    3. El plomo se acumula sin transformarse en las plantas, eliminándolos de la atmósfera.

Características de las emisiones

Dependen de:

  1. Naturaleza de los contaminantes (Gases o Partículas)
  2. Temperatura de emisión. Si es mayor que la del aire del medio, el gas asciende y se dispersa más fácilmente.
  3. Altura del foco emisor. A mayor altura mayor probabilidad de atravesar las capas de inversión y mayor facilidad de dispersión del contaminante.
  4. Velocidad de emisión

Escalas de dispersión de contaminantes

Para las ciudades nos encontramos las siguientes escalas de dispersión:

  1. Microescala: 1 Km-minutos. Dispersión de penachos de chimenea y deposición cerca de edificios.
  2. Mesoescala: 100 KM- Horas, días. Dispersión asociada a brisas mar-tierra, vientos en valle, efecto de isla térmica urbana.
  3. Macroescala: 1000 Km- semanas, meses. Asociada a la circulación atmosférica, sistemas frontales, sistemas e altas y bajas presiones, huracanes. (Dispersión de sustancias con alto tiempo de permanencia en la atmosfera como CO2 y CFCs.

En el proceso de dispersión inicial son determinantes las dos escalas primeras, en las cuales influyen los fenómenos meteorológicos locales: vientos, turbulencia, estabilidad atmosférica y la topografía.