Tema 3 la atmósfera

3.161 visualizaciones

Publicado el

Publicado en: Educación
0 comentarios
2 recomendaciones
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
3.161
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
84
Acciones
Compartido
0
Descargas
64
Comentarios
0
Recomendaciones
2
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

Tema 3 la atmósfera

  1. 1. TEMA 3 ATMOSFERA
  2. 2. INTRODUCCIÓN Capas fluidas : atmósfera e hidrosfera. Ambas son muy importantes en el funcionamiento de la máquina climática, sistema que funciona con energía solar y determina el clima.
  3. 3. CICLO HIDROLÓGICO
  4. 4. La Tierra, con sus 15ºC de temperatura media, es el único planeta del Sistema Solar que presenta agua en sus tres fases: sólida, líquida y gaseosa. Este agua no está estática, sino que describe un ciclo hidrológico cerrado destinado a regular la temperatura terrestre y animado por dos motores: la energía solar (responsable de los cambios de fase del agua en la atmósfera) y la fuerza de la gravedad (responsable de sus movimientos).
  5. 5. FUNCIONAMIENTO DE LA MÁQUINA CLIMÁTICA • Se estudia mediante modelos. • Su funcionamiento depende de los movimientos de las masas fluidas, generados por la existencia de un gradiente (de P, Tª o humedad) entre dos puntos. • En la atmósfera el transporte lo hace el viento. • En la hidrosfera, las corrientes oceánicas. • Atmósfera e hidrosfera se comporta de distinta manera debido a las diferencias de densidad, compresibilidad, movilidad y capacidad de almacenar y conducir calor.
  6. 6. FUNCIONAMIENTO DE LA MÁQUINA CLIMÁTICA • Los movimientos verticales de aire y agua dependen de la temperatura que genera un gradiente vertical y afecta a su densidad. • Los movimientos horizontales (vientos o corrientes) son consecuencia de la desigual insolación de las diferentes zonas de la superficie terrestre. Estos movimientos amortiguan las diferencias de temperatura entre polos y ecuador.
  7. 7. 1. LA ATMÓSFERA: Estructura, composición química y propiedades físicas.
  8. 8. 1.1 Introducción • La atmósfera se puede definir como la envoltura de gases que rodea la Tierra.
  9. 9. • La atmósfera ha ido variando su composición a lo largo de la historia del planeta. • Se formó por desgasificación al enfriarse • También se añadían gases y polvo emitidos por los volcanes • Cambios originados por los seres vivos: O2 y N2 a la atmósfera y disminución de CO2 • Cambios antrópicos: contaminación atmosférica por gases y aerosoles
  10. 10. 1.1 Introducción Componentes GASES (principalmente) Varían con la altitud AEROSOLES (partículas sólidas y líquidas en suspensión) • Unida a la Tierra por la fuerza de la gravedad • Su densidad disminuye rápidamente con la altura (mirar apuntes). También la presión • La gravedad y la compresibilidad de los gases hace que el 95% de su masa esté en los primeros 15 Km
  11. 11. 1.1 Introducción • El límite superior de la atmósfera se estima alrededor de los 10.000 Km de altura donde la concentración de gases es tan baja (prácticamente despreciable) que se asemeja a la del espacio exterior, aunque algunos autores ponen el límite en 30.000, otros 40.0000…
  12. 12. 1.2 Composición química de la atmósfera.
  13. 13. 1.2.1 Componentes mayoritarios y minoritarios • Mayoritarios: son aquellos que están en mayor proporción en el aire: nitrógeno (N2), oxígeno (O2), argón (Ar), vapor de agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2). • Minoritarios: son todos los componentes restantes que aparecen en cantidades muy pequeñas, medidos en partes por millón.
  14. 14. GASES MAYORITARIOS: N2, O2, Ar, CO2, otros GASES MINORITARIOS: REACTIVOS Y NO REACTIVOS. GASES VARIABLES: vapor de agua y contaminantes GASES MINORITARIOS
  15. 15. 1.2.1 Componentes mayoritarios y minoritarios • Además de los gases, en la composición de la atmósfera también aparecen líquidos (agua líquida en las nubes) y sólidos como polen, esporas, polvo, microorganismos, sales, cenizas y agua sólida en las nubes formando minúsculos cristales de hielo.
  16. 16. COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA Componente Concentración en masa N2 78% O2 20,9% Ar 0,9% Vapor agua 0-4% CO2 Ne Kr He H2 O3 350 ppm 13 ppm 2,9 ppm 0,7 ppm 0,03 ppm 0-20 ppm Atmósfera Primitiva CO2, N2, H2, SH2, H2O LA ATMÓSFERA
  17. 17. 1.2.2 Homosfera y Heterosfera.
  18. 18. LA COMPOSICIÓN QUÍMICA de la atmósfera varía con la altura y se distinguen 2 zonas: A.HOMOSFERA – Hasta los 100 Km. de altura (máx. densidad hasta 5 km) Composición constante del aire (excepto vapor H2O y O3). Comprende: troposfera, estratosfera, mesosfera y baja termosfera. B. HETEROSFERA – Desde los 100 Km hasta los límites de la atmósfera. Su composición varía con la altura.
  19. 19. COMPOSICIÓN MEDIA DEL AIRE SECO DE LA HOMOSFERA. • -Nitrógeno (N2) 78,083% • -Oxígeno (O2) 20,945% • -Argón (Ar) 0,934% • -Dióxido de carbono (CO2) 0,035% • -Otros: Neón (Ne), Helio (He), • Criptón (Kr), Hidrógeno (H2), • Xenón (Xe), metano (CH4), • Ozono (O3), óxidos de • Nitrógeno (NOx), etc. 0,003% • A esto habría que añadir el vapor de agua, que no se ha puesto porque varía mucho de unas • zonas (4%) a otras (1%). COMPOSICIÓN DE LA HETEROSFERA. • GAS PREDOMINANTE ALTITUD • Capa de Nitrógeno molecular (N2) Entre 100 y 200 Km. • Capa de Oxígeno atómico (O) Entre 200 y 1000 Km. • Capa de Helio (He) Entre 1000 y 35000 Km. • Capa de Hidrógeno atómico (H) A partir de 3500 Km.
  20. 20. Homosfera Vapor de agua es muy variable: Muy abundante en las capas bajas de la atmósfera, en la troposfera, hasta un 4%, pero casi ausente por encima de los 10-12 km. •El vapor de agua no se ve; el agua que forma parte de las nubes o nieblas, está en estado sólido o líquido. El ozono está concentrado entre los 15 y los 35 Km. (ozono estratosférico)
  21. 21. TODOS LOS COMPONENTES DE LA ATMÓSFERA SON IMPORTANTES O2: Oxidante, respiración. 1% incremento * incendios N2: presión atm., controla salinidad, fijado por bacteria vapor H2O y CO2: efecto invernadero, equilibrio térmic
  22. 22. 1.3. Propiedades físicas de la atmósfera
  23. 23. 1.3.1. Presión atmosférica: concepto, unidad de medida e isobara • Es el peso ejercido por la masa de aire atmosférico sobre la superficie terrestre. Casi la totalidad de la masa de la atmósfera se encuentra en los primeros kilómetros por encima de la superficie terrestre (debido a la fuerza de atracción gravitatoria sobre los gases), por lo que la presión atmosférica disminuye rápidamente con la altura, por ejemplo en los primeros 5 Km de altura se encuentra el 50% de su masa y a los 15 km de altura se encuentra el 95% de su masa.
  24. 24. 1.3.1. Presión atmosférica: concepto, unidad de medida e isobara • El valor de esta presión se mide con el barómetro. A nivel del mar es 1 atmósfera o 1013 • milibares, y es equivalente al peso de una columna de mercurio de 760 mm de altura y un cm2 de base. • En los mapas meteorológicos, la presión atmosférica suele representarse mediante las isobaras, que son líneas que unen los puntos de igual presión.
  25. 25. Presión atmosférica VIENTO: MOVIMIENTO DE MASAS DE AIRE DESDE ZONAS DE ALTA PRESIÓN ATMOSFÉRICA A ZONAS DE BAJA PRESIÓN AIRE FRÍO Y SECO: baja desde las zonas altas de la atmósfera a superficie Causa altas presiones y estabilidad ANTICICLÓN AIRE CALIENTE Y HÚMEDO: asciende desde superficie Causa bajas presiones e inestabilidad BORRASCA Si en superficie se encuentran 1 masa aire frío y denso con 1 de aire caliente más ligero, el frío desplaza al cálido hacia arriba descenso de presión e inestabilidad: LA ZONA DE CONTACTO SE LLAMA FRENTE
  26. 26. Cuando en superficie hay una borrasca en altura hay un anticiclón y viceversa. El aire siempre se mueve de la zona de alta presión a la de baja PRESIÓN
  27. 27. MAPAS DEL TIEMPO 1. ¿Cuántas borrascas y cuántos anticiclones hay? 2. ¿Cuál es la presión máxima? 3. ¿Qué significan las líneas rojas y las azules? 4. ¿Dónde hará más viento, en España o en Gran Bretaña?
  28. 28. 1.3.2. Temperatura: variación de la temperatura en función de la altitud
  29. 29. 1.3.2. Temperatura: variación de la temperatura en función de la altitud El aire de la troposfera se calienta a partir del calor emitido por la superficie terrestre. La temperatura es máxima en la superfice terrestre, alrededor de 15 ºC de media, y a partir de ahí comienza a descender con la altura según un Gradiente Térmico Vertical (GTV) de 6,5 ºC de descenso cada Km que se asciende en altura (la temperatura baja 0,65 ºC cada 100m de altura) hasta llegar a -70 ºC a los 12 Km de altura.
  30. 30. 1.3.2. Temperatura: variación de la temperatura en función de la altitud A partir de aquí, la temperatura asciende con la altura hasta llegar próximo a los 0 ºC en los 50 Km. Este incremento de temperatura está relacionado con la absorción por el ozono de la radiación solar ultravioleta
  31. 31. 1.3.2. Temperatura: variación de la temperatura en función de la altitud De los 50 a los 80 Km de altura, la temperatura disminuye hasta alcanzar los -140 ºC; a partir de aquí, la temperatura va ascendiendo en altura al absorber las radiaciones de alta energía, pudiendo alcanzar más de 1000 ºC a unos 600 Km de altura; a partir de aquí la baja densidad de gases impide la transmisión del calor y carece de sentido hablar de temperatura.
  32. 32. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas La atmósfera está dividida según las variaciones en la temperatura en una serie de capas superpuestas que de abajo a arriba son las siguientes
  33. 33. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas Troposfera Estratosfera Mesosfera Ionosfera o termosfera Exosfera.
  34. 34. Capas atmósfera según temperatura
  35. 35. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas
  36. 36. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas • Podemos distinguir cinco capas claramente diferenciadas que, desde abajo hacia arriba son: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera y exosfera. • A) TROPOSFERA La troposfera es la capa inferior de la atmósfera, que se extiende desde la superficie terrestre hasta la tropopausa, la cual representa su límite con la estratosfera. La altura a la que se encuentra la tropopausa varía con la latitud.
  37. 37. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas • La altura de la tropopausa es mínima en los polos, donde la tropopausa se encuentra a una altura de unos 9 Km., y máxima en el ecuador, donde se encuentra a los 18 Km. También varía estacionalmente, aumentando la altura en las estaciones cálidas y disminuyendo en las frías.
  38. 38. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas El calentamiento del aire se debe a la radiación de onda larga con que la Tierra devuelve al espacio el calor que le llega. Por ello, la temperatura de la troposfera es máxima en la superficie terrestre, pero, a lo largo de la capa y según aumentamos la altura, la temperatura disminuye hasta alcanzar sus valores mínimos en la tropopausa, los cuales varían desde los -70ºC del ecuador, hasta los -45ºC de los polos.
  39. 39. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas La temperatura disminuye en la troposfera de un modo uniforme a medida que aumenta la altura, según un gradiente constante que recibe el nombre de gradiente vertical de temperatura y que tiene un valor de 6,5ºC/Km (la temperatura baja 6,5º por cada Km que subimos).
  40. 40. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas Además de todos los gases mayoritarios de la homosfera (nitrógeno, oxígeno, argón y dióxido de carbono), en esta capa existe vapor de agua, que se mezcla perfectamente con el resto de gases y que constituye la humedad del aire.
  41. 41. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas Altura (m) Presión (mb) Densidad Temperatura (ºC) 0 1013 1,226 15 1.000 898,6 1,112 8,5 2.000 794,8 1,007 2 3.000 700,9 0,910 -4,5 4.000 616,2 0,820 -11 5.000 540 0,736 -17,5 10.000 264,1 0,413 -50 15.000 120,3 0,194 -56,5 LA ATMÓSFERA
  42. 42. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas Este vapor, se encuentra heterogéneamente distribuído por la atmósfera, forma parte del ciclo hidrológico y es de vital importancia para todos los organismos terrestres, ya que es el sistema mediante el cual el agua sale de los océanos y llega a los continentes.
  43. 43. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas El vapor de agua es, junto con el CO2 y otros gases formados por 3 ó más átomos en su estructura (metano, SO2 , etc.) , un gas responsable del efecto invernadero y es el que permite que la temperatura media de la Tierra se mantenga en torno a unos 15ºC.
  44. 44. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas La troposfera contiene un sin sinfín de partículas de polvo en suspensión sobre todo en los primeros 500 m de altura formando lo que se conoce como capa sucia de la atmósfera. Las partículas de polvo, aerosoles, actúan como núcleos de condensación alrededor de los cuales se condensa el vapor de agua para originar la nubes y producir las precipitaciones. Las partículas de polvo son también las responsables de la condensación del vapor de agua en zonas contaminadas y produce nieblas contaminantes : smogs.
  45. 45. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas Por último es en la troposfera donde se producen prácticamente todos los fenómenos meteorológicos y climáticos que afectan a la especie humana y a su medio ambiente.
  46. 46. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas B) ESTRATOSFERA Esta capa se extiende desde los 9-18 Km. de la tropopausa, hasta los 50 ó 60 Km. de altura a los que se encuentra la estratopausa. La estratosfera se caracteriza porque en ella la temperatura empieza a aumentar con la altura: primero de una forma muy lenta (hasta los 30 Km.) y después muy rápidamente, alcanzando en la estratopausa valores superiores a los 0ºC.
  47. 47. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas El aumento de temperatura que se produce en la estratosfera se debe a que entre los 30 y los 50 Km. de altura se forma la mayor parte del ozono atmosférico, siendo entre los 20 y los 25 Km. de altura donde se encuentra la mayor concentración de este gas, por lo que a esta zona se le denomina capa de ozono u ozonosfera. La formación del ozono y la absorción de los rayos ultravioleta por parte de éste son los procesos responsables del aumento de la temperatura que se observa en la estratosfera.
  48. 48. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas
  49. 49. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas C) MESOSFERA Esta tercera capa de la atmósfera se extiende desde los 50 ó 60 Km de la estratopausa, hasta la mesopausa, que se sitúa alrededor de los 80 Km. de altura y que, por tanto, coincide con el límite entre la homosfera y la heterosfera.
  50. 50. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas C) MESOSFERA A lo largo de la mesosfera, la temperatura disminuye progresivamente hasta alcanzar en la mesopausa un valor que ronda los -80ºC. Lo mismo ocurre con la presión atmosférica, que continúa disminuyendo hasta alcanzar a nivel de la mesopausa un valor que representa la diezmilésima parte de la presión a nivel del mar.
  51. 51. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas D) TERMOSFERA O IONOSFERA Se extiende por encima de los 80 Km hasta los aproximadamente 600 Km de la termopausa. La temperatura experimenta un aumento progresivo y constante a lo largo de esta capa y se alcanzan valores de 1000ºC en la termopausa muy escasa.
  52. 52. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas D) TERMOSFERA O IONOSFERA El gran aumento de temperatura que se produce en la termosfera a medida que aumentamos la altura se debe a que, por encima de los 100 Km. de altura, la atmósfera se ve afectada por los rayos X y gamma procedentes del Sol, los cuales producen la ionización de los átomos de oxígeno y de las moléculas de nitrógeno al impactar contra ellos y arrancarles electrones.
  53. 53. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas D) TERMOSFERA O IONOSFERA A causa de este proceso se libera una gran cantidad de energía que es la responsable del aumento de temperatura; los gases quedan cargados positivamente (en forma de catión) y los electrones, con carga negativa, circulan libremente por la termosfera a escala global y provocando corrientes eléctricas, por ello la termosfera también se suele denominar ionosfera, aunque este término es un tanto ambiguo, ya que por encima de la termopausa siguen produciéndose ionizaciones.
  54. 54. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas En la base de la ionosfera (a unos 100 Km. de altura) se produce una reflexión nítida de las ondas de radio que es lo que permite el funcionamiento de las radiotransmisiones de onda corta. También es la ionosfera la responsable de la formación de los efectos luminosos conocidos como auroras boreales y australes.
  55. 55. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas
  56. 56. TERMOSFERA o IONOSFERA  Termina en la termopausa entre 600/800 Km. La masa son iones y electrones sueltos por la absorción de radiaciones de alta energía (gamma, X y UV). Capa protectora  La temperatura aumenta hasta los 1000 ºC (GTV -) por absorción de radiación.  La masa es tan pequeña que no cabe hablar de A transmisión de Q La interacción de partículas subatómicas solares con los iones forma auroras boreales y australes cerca de los polos magnéticos  En esta capa rebotan las ondas de radio/TV
  57. 57. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas E) EXOSFERA La exosfera es la capa más externa de la atmósfera, y se extiende entre los 600 Km. de la termopausa y los 10.000 Km considerados como el límite superior de la atmósfera ya que, a partir de esa altura, la densidad de los gases se iguala a la del espacio interestelar. Debido a la bajísima densidad que la atmósfera tiene en esta capa, el calor prácticamente no se transmite y la medida de la temperatura se hace casi imposible.
  58. 58. Estructura de la atmósfera 3
  59. 59. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas MAGNETOSFERA El Sol emite partículas de alta energía (protones y electrones) en forma de una corriente denominada viento solar o rayos cósmicos. La mayor parte de estas partículas son desviados y dispersados hacia el espacio interplanetario cuando chocan contra las líneas de fuerza del campo magnético terrestre, pero algunas de ellas resultan atrapadas por él y concentradas en dos zonas o anillos situados a respectivamente a 3.000 y 16.000 Km. de altura, que se conocen con el nombre de cinturones de radiación de Van Allen y cuyos extremos se sitúan sobre las zonas polares.
  60. 60. Magnetosfera: Cinturón Van Allen
  61. 61. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas MAGNETOSFERA Coincidiendo con momentos de gran actividad solar, las partículas atrapadas en los anillos de Van Allen escapan por los extremos de éstos y caen a gran velocidad hacia la superficie terrestre de tal forma que, cuando llegan a la ionosfera, reaccionan con los gases ionizados y dan lugar a los fenómenos luminosos conocidos como auroras.
  62. 62. 1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas MAGNETOSFERA A la capa imaginaria formada por las líneas de fuerza del campo magnético terrestre se le denomina magnetosfera, y a su indefinido límite superior (a los 65.000 Km todavía se deja sentir el magnetismo terrestre) se le conoce como magnetopausa. La magnetosfera NO es una capa de la atmósfera pero sin su presencia no existiría vida en la tierra, ya que las partículas de alta energía procedentes del viento solar no serían desviadas hacia el espacio y llegarían a la superficie terrestre, provocando la ruptura de las biomoléculas y destruyendo la vida.
  63. 63. Magnetosfera: Cinturón Van Allen
  64. 64. 2. FUNCIÓN REGULADORA Y PROTECTORA DE LA ATMÓSFERA.
  65. 65. 2.1 El balance de radiación solar • La Tierra tiene una temperatura media constante en el tiempo, por lo que existe un balance radiactivo nulo entre la cantidad de radiación solar entrante y la radiación terrestre saliente, si no se calentaría y enfriaría continuamente.
  66. 66. El balance de la radiación solar • La Tierra tiene una Tªmedia cte. en el tiempo CANTIDAD DE LUZ SOLAR ENTRANTE = CANTIDAD RADIACIÓN TERRESTRE SALIENTE Balance radiactivo nulo
  67. 67. 2.1 El balance de radiación solar • El balance de radiación solar depende de la radiación incidente y de la estructura y composición de la atmósfera.
  68. 68. 2.1 El balance de radiación solar • De la radiación total proveniente del sol, un 30% es reflejada (albedo) por las nubes, superficie terrestre y atmósfera (gases, polvo,…), el 25 % es absorbida por la atmósfera debido a la capa de ozono (3%), vapor de agua y partículas del aire (17% ambos) y las nubes (5%) y un 45% es absorbida por la superficie (océanos > continentes), calor que saldrá de la superficie lenta y gradualmente hacia la atmósfera en forma de calor latente asociado a la evaporación > onda larga > conducción directa a la atmósfera.
  69. 69. Albedo: % de luz solar que refleja la superficie terrestre y la atmósfera • Como esa radiación NO SE ABSORBE, un aumento del albedo provoca un descenso de Tª
  70. 70. 2.1 El balance de radiación solar • La radiación presente en la atmósfera (tanto la absorbida por ésta como la recibida de la superficie terrestre que acaba volviendo a la atmósfera) es devuelta al espacio en forma de radiación de onda larga (aunque el efecto invernadero o contrarradiación retarda la vuelta al espacio de la radiación).
  71. 71. 2.2 Función protectora: la atmósfera como filtro protector (acción de la Ionosfera y Estratosfera. La atmósfera juega un papel determinante en la protección de la vida sobre la Tierra debido a su acción como filtro protector frente a las radiaciones solares dañinas (los rayos X, gamma y ultravioleta).
  72. 72. El balance de la radiación solar • El Sol y la Tierra emiten radiaciones en forma de radiación electromagnética, se propaga a 300.000 km/s en el vacío. • Cualquier cuerpo con una Tª superior a 0ºK (273ºC) emite radiación. • Ley de Planck, la longitud de onda emitida λ, es inversamente proporcional a la Tª (+ λ = - frecuencia = - E= - Tª)
  73. 73. 2.2 Función protectora: la atmósfera como filtro protector (acción de la Ionosfera y Estratosfera. • Los rayos gamma, los rayos X y los rayos ultravioleta reciben el nombre general de radiación ionizante, por lo que son capaces de reaccionar con las moléculas (incluídas las orgánicas) alterarían millones de compuestos orgánicos en las células vivas, interfiriendo así en los procesos del cuerpo y produciendo multitud de enfermedades, entre las que se incluirían diversos cánceres.
  74. 74. 2.2 Función protectora: la atmósfera como filtro protector (acción de la Ionosfera y Estratosfera. • Las otras formas de radiación se conocen como radiaciones no ionizantes, y entre ellas se encuentra la luz visible que las plantas utilizan para realizar la fotosíntesis.
  75. 75. 2.2 Función protectora: la atmósfera como filtro protector (acción de la Ionosfera y Estratosfera. • En la ionosfera, las radiaciones de onda más corta (rayos X y rayos gamma) son absorbidas por los átomos de oxígeno y las moléculas de nitrógeno que, al ionizarse, provocan el incremento de temperatura tan característico de esta capa de la atmósfera.
  76. 76. 2.2 Función protectora: la atmósfera como filtro protector (acción de la Ionosfera y Estratosfera. • Finalmente, en la estratosfera, y a modo de escudo protector contra los rayos ultravioleta, se encuentra la capa de ozono.
  77. 77. 2.2 Función protectora: la atmósfera como filtro protector (acción de la Ionosfera y Estratosfera. • La formación del ozono se inicia cuando una molécula de oxígeno se rompe por la acción de los rayos ultravioleta y deja sueltos los dos átomos que la componían. Estos átomos, muy reactivos, son ahora capaces de chocar contra otras moléculas de oxígeno y reaccionar con ellas para dar lugar a una nueva molécula triatómica llamada ozono • luz U.V • O2 (O=O) --------------- O + O • O + O2 ------------- O3
  78. 78. 2.2 Función protectora: la atmósfera como filtro protector (acción de la Ionosfera y Estratosfera. • Hemos visto que la altura idónea para la formación de ozono se extiende entre los 30 y los 50 Km, pero el hecho de que este sea el lugar adecuado para su formación no implica que sea el mejor sitio para almacenarse. • El ozono es una molécula bastante inestable que puede ser fácilmente destruído, tanto por choques con oxígeno atómico (en cuyo caso vuelven a formarse dos moléculas de oxígeno) como por la acción de los rayos ultravioleta (en cuyo caso se formaría una molécula de oxígeno y un átomo quedaría libre).
  79. 79. 2.2 Función protectora: la atmósfera como filtro protector (acción de la Ionosfera y Estratosfera. O luz U.V. O3 (O-----O) ------------------------------ O2 (O--O) + O O O3 (O-----O) + O ------------------------ O2 (O--O) + O2 (O--O) Debido a que el ozono, al igual que se forma, puede ser destruído por la acción directa o indirecta de la luz ultravioleta, la franja de máxima densidad de este gas se sitúa entre los 20 y los 25 Km de altura.
  80. 80. IONOSFERA:  N2 e H2 absorben rayos X/ gamma /parte UV, ionizándose  Radiación muy penetrante daña ADN  Al formarse H2 y N2 la E se libera como calor (termosfera)  Formación-destrucción de iones es continua, se refuerza durante el día y se debilita durante la noche. ESTRATOSFERA:  Acumula mayor parte de O3 atm.(capa O3)  Entre 15-30Km. Altura  Espesor variable (máximo ecuador, mínimo polos)  Redistribuido por corrientes horizontales  Variaciones diarias y estacionales según radiación solar  Frena llegada gran parte rayos UV a la superficie  Ceguera, cáncer, …..
  81. 81. Agujero capa ozono
  82. 82. 2.3 Función reguladora del clima por la atmósfera: variaciones del albedo, efecto invernadero y circulación general del aire
  83. 83. FUNCIÓN REGULADORA DE LA ATMÓSFERA Además de su función protectora, la atmósfera realiza una gran función termorreguladora en el planeta, evitando los cambios excesivos de temperatura que pondrían en peligro la vida sobre la Tierra y siendo, junto con la hidrosfera, la encargada de repartir el calor por todo el planeta.
  84. 84. FUNCIÓN REGULADORA DE LA ATMÓSFERA La atmósfera actúa reflejando y absorbiendo parte de la energía solar, lo que evita que ésta llegue íntegramente hasta la superficie terrestre y la caliente en exceso durante el día.
  85. 85. FUNCIÓN REGULADORA DE LA ATMÓSFERA El albedo de una determinada superficie se define como el porcentaje de radiación que esa superficie refleja, y depende del tipo de suelo de que se trate y de su color. Así, el albedo es máximo en nieve o hielo, que reflejan del 45 al 90% de la radiación que les llega; los suelos áridos reflejan de un 20 a un 45% y los bosques de un 5 a un 20%.
  86. 86. FUNCIÓN REGULADORA DE LA ATMÓSFERA Además de toda esta energía que la atmósfera refleja y que se pierde irremediablemente hacia el espacio, otra buena parte de la radiación solar de onda más larga es absorbida por los gases invernadero (fundamentalmente CO2 y vapor de agua ), mientras que la mayor parte de las radiaciones (longitud de onda visible) son las que llegan finalmente a la superficie terrestre.
  87. 87. FUNCIÓN REGULADORA DE LA ATMÓSFERA Como hemos visto, los gases de la troposfera que tienen 3 ó más átomos en su estructura (gases invernadero) son esencialmente transparentes para la radiación solar, y sólo son capaces de absorber una mínima cantidad de ésta que se corresponde con la de longitud de onda más larga. Sin embargo, mientras que los gases invernadero dejan pasar prácticamente toda la energía solar, no hacen lo mismo con la radiación que emite la Tierra: al ser radiación de onda muy larga, son capaces de absorber la mayor parte de ella, evitando así que escape hacia el espacio exterior.
  88. 88. FUNCIÓN REGULADORA DE LA ATMÓSFERA De esta forma, los gases invernadero de la troposfera actúan durante el día como un almacenador del calor; calor que después devuelven lentamente hacia la Tierra en forma de contrarradiación, evitando así que se enfríe bruscamente durante la noche.
  89. 89. FUNCIÓN REGULADORA DE LA ATMÓSFERA Este proceso por el cual la superficie de la Tierra se calienta, no sólo por la radiación más o menos directa del Sol, sino mediante la contrarradiación atmosférica, se denomina efecto invernadero y permite que la temperatura media del planeta sea de unos 15ºC.
  90. 90. FUNCIÓN REGULADORA DE LA ATMÓSFERA Una de las consecuencias directas de esta temperatura media tan suave es la existencia de agua líquida sobre la Tierra y, por tanto, la existencia de vida. Además de esta función reguladora de la temperatura, la atmósfera, concretamente la troposfera, tiene otra importante función reguladora: distribuir el calor del Sol desde las zonas a las que llega mayor cantidad de radiación, hasta las zonas a las que les llega menos.
  91. 91. 3. LA CIRCULACIÓN GENERAL DEL AIRE 1. Circulación general de la atmósfera: Movimiento del aire atmosférico a gran escala y, que junto con la circulación oceánica, es el medio por el que el calor se distribuye sobre la superficie de la Tierra Redistribuye la energía solar que llega a la Tierra, disminuyendo las diferencias de temperatura entre el ecuador y las latitudes más altas  Lo hace mediante sistemas de vientos, huracanes y ciclones que transportan calor desde las zonas tropicales hacia los polos y frío desde zonas polares hacia el ecuador.
  92. 92. El H2O cubre ¾ partes superficie Tierra. Absorbe muy bien la radiación solar y mediante las corrientes marinas cálidas y frías regulan el clima de forma mucho más eficaz que la atmósfera El transporte oceánico y el atmosférico están regulados por un bucle de realimentación -
  93. 93. Corrientes marinas: en naranja cálidas y en verde y morado frías
  94. 94. 3. INVERSIONES TÉRMICAS. CONCEPTO Y DESARROLLO
  95. 95. INVERSIONES TÉRMICAS • En la troposfera la temperatura disminuye con la altura (GTV= ↓ 0,65 ºC/ 100m), en la parte más baja el aire es más cálido y por lo tanto, menos denso, por lo que tiende a ascender. • Pero podemos encontrar zonas en la troposfera en las que (existen perturbaciones en el GTV) la temperatura aumenta con la altura, a este hecho se le llama inversión térmica que impide el ascenso del aire situado abajo (más frío y por tanto más denso).
  96. 96. INVERSIONES TÉRMICAS • Las inversiones térmicas son muy negativas para los episodios de contaminación atmosférica porque el aire frío situado a menor altura pesa más y no puede ascender, impidiendo la dispersión de la contaminación atmosférica.
  97. 97. INVERSIONES TÉRMICAS • Si con la altura la temperatura va disminuyendo en suficiente proporción, los contaminantes ascenderán con el aire y según lo hagan se irán expandiendo, disminuyendo su concentración, hasta alcanzar la estratosfera, donde los vientos en altura los dispersarán totalmente. Por el contrario, hay dificultad para que se produzca la dispersión de los contaminantes cuando no hay corrientes ascendentes de aire.
  98. 98. LAS INVERSIONES TÉRMICAS SON UN PROBLEMA CUANDO HAY CONTAMINACIÓN Situación normal Contaminantes ascienden con el aire Disminuye su concentración En estratosfera son dispersados totalmente Menos daños a la biosfera Inversión térmica No hay movimiento vertical aire Los contaminantes junto con el aire frío quedan atrapados cerca superficie No se dispersan Daños a la biosfera
  99. 99. INVERSIONES TÉRMICAS • Una situación especialmente grave se da cuando hay inversión térmica (zona donde el aire asciende en altura en lugar de descender), ya que los contaminantes quedan atrapados cerca de la superficie. Sin vientos importantes, temperaturas bajo cero y una gran estabilidad atmosférica no hay dispersión ni dilución de contaminantes.
  100. 100. La peor situación Sin vientos importantes, temperaturas bajas y gran estabilidad atmosférica NO HAY DISPERSIÓN NI DILUCIÓN DE CONTAMINANTES Si además la temperatura es muy baja, se forman nieblas, lo que se ve favorecido por la presencia de aerosoles (partículas atmosféricas menores de 10 micras). Los aerosoles actúan como núcleos de condensación de la humedad favoreciendo el paso de gas a líquido
  101. 101. Cómo y por qué ocurre la inversión térmica • En noches despejadas, al enfriarse el suelo por radiación, se enfría el aire en contacto con el suelo, • DE FORMA QUE, ese aire se vuelve más frío y pesado que el aire de la capa inmediatamente superior. • EL AIRE FRIO QUEDA ATRADADO EN SUPERFICIE • Ocurre especialmente en invierno, en situaciones anticiclónicas que impiden el ascenso del aire y concentran humedad en valles y cuencas, dando lugar a nieblas persistentes y sin viento • Frecuente en noches y mañanas frías sobre valles y cuencas cercanas a las montañas el aire frío de las laderas desplaza al aire caliente provocando un GTV -
  102. 102. La inversión térmica se mantiene hasta que la lluvia, calentamiento del aire o fuertes vientos mezclan las capas de aire (GTV +). Puede ser horas, o en condiciones meteorológicas desfavorables puede persistir días. Es un fenómeno frecuente en ciudades situadas en fondo de valles, en los que, por inversión, muchas mañanas de invierno, hace más frío que en áreas localizadas a media ladera (Murcia) POR ESO LOS AGRICULTORES MURCIANOS SABEN QUE EN INVIERNO, SIN NUBES Y EN EL FONDO DE LOS VALLES PUEDEN HELARSE SUS COSECHAS, PERO CON NUBES MENOS RIESGO
  103. 103. GTV + NO MOVIMIENTOS VERTICALES AIRE GTV - MÁS FRÍO
  104. 104. 4. Contaminación atmosférica
  105. 105. 4.1 Concepto de contaminación atmosférica Presencia en la atmósfera de materias, sustancias o formas de energía que impliquen molestia grave, riesgo o daño para la seguridad o la salud de las personas, el medio ambiente y demás bienes de cualquier naturaleza. La “OMS” (Organización Mundial de la Salud) establece que existe contaminación del aire cuando en su composición aparecen una o varias sustancias extrañas, en tales cantidades y durante tales periodos de tiempo, que pueden resultar nocivas para el hombre, los animales, las plantas o las tierras, y así como perturbar el bienestar o el uso de los bienes.
  106. 106. 4.2Fuentes de la contaminación del aire: natural y antrópica • La contaminación natural origen: terrestre, biológica o geológica. Contaminantes Naturales del Aire Fuente Contaminantes Volcanes Óxidos de azufre, partículas Fuegos forestales Monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno, partículas Vendavales Polvo Plantas (vivas) Hidrocarburos, polen Plantas (en descomposición) Metano, sulfuro de hidrógeno Suelo Virus, polvo Mar Partículas de sal dinámica
  107. 107. Fuentes antropogénicas • Hogar (calefacciones) • Transporte • Industria : ind. térmicas, cementeras, siderometalúrgicas, papeleras y químicas • Agricultura y ganaderia • Incineración de Residuos Sólidos Urbanos
  108. 108. Focos de emisión Antropogénicos % Naturales % Aerosoles 11.3 88.7 SOx 42.9 57.1 CO 9.4 90.6 NO 11.3 88.7 HC 15.5 84.5 Contaminante
  109. 109. Procesos industriales Industriales Instalaciones fijas de combustión Focos fijos Domésticos Instalaciones de calefacción Vehículos automóviles Focos móviles Aeronaves Buques Aglomeraciones industriales Focos compuestos Áreas urbanas
  110. 110. 1. El gráfico de la figura muestra la variación diaria de los niveles de CO en una ciudad norteamericana en días laborables. a. Analiza y comenta las variaciones de CO representadas en la gráfica. b. ¿Cuáles son las fuentes naturales y antropogénicas de CO? c. Indica cómo evoluciona el CO una vez emitido a la atmósfera. 2. ¿Qué diferencia existe entre nivel de emisión y nivel de inmisión? Cita ejemplos aclaratorios.
  111. 111. 3. Las emisiones de origen natural son más elevadas a nivel global, mientras que las de origen humano lo son a nivel local o regional. La contaminación antropogénica es más importante por localizarse en puntos geográficos concretos, como zonas urbanas o industriales, donde se incrementa a la concentración de los contaminantes que pueden reaccionar entre sí, formando otros nuevos, y donde la existencia de sumideros como la vegetación o el suelo son menores. a. Con ayuda del texto y de la tabla adjunta, emite un informe acerca del origen de la contaminación atmosférica y sus consecuencias.
  112. 112. 4.3 TIPOS DE CONTAMINANTES • • Contaminantes del aire: son las sustancias químicas y formas de energía que en concentraciones determinadas pueden causar molestias, daños, riesgos en seres vivos o alteraciones en ecosistemas. Tiempo de residencia: periodo de tiempo que puede permanecer en la atmósfera como tal o participando en reacciones químicas. • Clasificación de contaminantes a) Sustancias químicas b) Formas de energía.
  113. 113. TIPOS DE CONTAMINANTES Y SUS EFECTOS LOS CONTAMINANTES QUÍMICOS Contaminantes primarios atmósfera directamente. llegan a la Contaminantes secundarios energía de la luz solar ------ reacciones químicas ---cambio a cont. secund. (incremento nocividad)
  114. 114. TIPOS DE CONTAMINANTES Primarios • Proceden directamente de las fuentes de emisión • Responsables de la mayor parte de la contaminación atmosférica • Ejemplos: partículas, óxidos de S, CO y CO2, NOx, COV (metano, dioxinas), CFC, HF, gas Cl2, metales pesados, ruido, radiaciones ionizantes Secundarios COMPUESTOS NUEVOS por: • Reacciones químicas entre contaminantes 1º • Reacciones químicas entre 1º y componentes de la atmósfera • Reacciones fotoquímicas • Ejemplos: SO3, H2SO4, NO3, Nitrato de peroxiacetileno (PAN), O3
  115. 115. TIPOS DE CONTAMINANTES Y SUS EFECTOS FORMAS DE ENERGÍA Radiaciones ionizantes (ionizan átomos o moléculas, alterando estructura y funciones) como las radiaciones alfa, beta, gamma y rayos X; Radiaciones no ionizantes, como los rayos ultravioleta (lámparas bronceadoras, tubos fluorescentes,...), radiaciones infrarrojas (originadas por cuerpos incandescentes), microondas (comunicación vía satélite: telefonía, televisión,...); y el Ruido, otra forma más de contaminación acústica.
  116. 116. CICLO DE LOS CONTAMINANTES
  117. 117. CONTAMINANTES PRIMARIOS CONTAMINANTE FUENTE EFECTOS PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN -Erosión eólica. -Incendios forestales. -Pólenes vegetales. -Combustiones industriales y domés ticas. -Actividades extractivas: minas y can teras. -Incineración de residuos agrícolas, ga naderos y urbanos -Enfermedades del aparato respiratorio. -Incrementan el albedo. Disminución de temperatura. -Interfieren en la fotosíntesis. -Obstruyen los estomas de las hojas dificultando el intercambio de gases. COMPUESTOS DE S: SO2 y SO3 H2S -Erupciones volcánicas. -Oxidación del S en combustión de combustibles fósiles en centrales térmicas, calefacciones y vehículos. -Degradación de la materia orgánica en pantanos y océanos. -Escapes de refinerías. -Erupciones volcánicas. -Hombre: Irritación de las mucosas en el aparato respiratorio. -Vegetación: Clorosis en las hojas (decoloración) -Construcciones: corrosión en los materiales de construcción. ÓXIDOS DE N: N2O NO2 y NO -Procesos de desnitrificación del suelo. -Uso de abonos nitrogenados en suelos agrícolas. -Combustiones en vehículos. -Descargas eléctricas en tormentas. -Erupciones volcánicas. -Oxidación del N2 atmosférico en com bustiones a elevadas temperaturas en centrales térmicas, vehículos y calefac ciones. - N2O: Contribuye al Cambio Climá tico -NO2: Afecta sobre el aparato res piratorio y sobre el crecimiento vege tal. -NO y NO2: smog.
  118. 118. ÓXIDOS DE C: CO CO2 -Combustiones incompletas de combus tibles fósiles y biomasa. -Degradación de la clorofila -Proceso respiratorio en animales. -Erupciones volcánicas. -Incendios forestales. -Combustión combustibles fósiles. -CO: Afecta al hombre en su aparato respi ratorio y circulatorio. -CO2:Contribuye al Cambio Climático METALES PESADOS Pb, Cd, Hg -Pb: en gases de escape en vehículos que emplean gasolina con plomo (ya pro hido). -Cd: Industrias metalúrgicas, extrac ción de metales. -Hg: Minería del carbón y actividades agrícolas -Son todos acumulativos. Actúan sobre los aparatos respiratorio, circulatorio y sistema nervioso. COMPUESTOS ORGÁNICOS (hidrocarburos, metano, dioxinas, furanos) -Refinerías petróleo -Combustión motores -Incendios -Tratamientos químicos -Incineración residuos -Bioacumulación -Altos tiempos de residencia -Depósito en suelo y aguas COMPUESTOS HALOGENADOS -Gases de automóviles -Erupciones volcánicas -Industria del alumninio -Industria del frio -Destrucción de ozono OLORES
  119. 119. CONTAMINANTES SECUNDARIOS CONTAMINANTES FUENTE Oxidos de N y S que forman H2SO4 Y HNO3 -Contaminantes secundarios resul tado de la oxidación de óxidos de N y S respectivamente. -Lluvia Ácida OZONO O3 -Acción de la radiación UV sobre el O2. -Reacciones fotoquímicas a partir del NO2 y compuestos orgánicos volá tiles (COVs) -Descargas eléctricas sobre el O2 atmosférico -Contribuye al Cambio Climático. -Irritación del aparato respiratorio. -Dolores de cabeza. -Smog -Ataca a plantas y animales. PAN EFECTOS -Smog
  120. 120. Contaminantes primarios y secundarios
  121. 121. 4.3.1 Contaminantes Primarios
  122. 122. 4.3.1.1 Partículas y aerosoles • En la atmósfera permanecen suspendidas substancias muy distintas como partículas de polvo, polen, hollín (carbón), metales (plomo, cadmio) • Se suele usar la palabra aerosol para referirse a los materiales muy pequeños, sólidos o líquidos. Partículas se suele llamar a los sólidos que forman parte del aerosol, mientras que se suele llamar polvo a la materia sólida de tamaño un poco mayor (de 20 micras o más).
  123. 123. 4.3.1.1 Partículas y aerosoles • • • • • • • FUENTES Erosión eólica. Incendios forestales. Pólenes vegetales. Combustiones industriales y domésticas. Actividades extractivas: minas y canteras. Incineración de residuos agrícolas, ganaderos y urbanos
  124. 124. 4.3.1.1 Partículas y aerosoles • • • • • EFECTOS Enfermedades del aparato respiratorio. Incrementan el albedo. Disminución de temperatura. Interfieren en la fotosíntesis. Obstruyen los estomas de las hojas dificultando el intercambio de gases.
  125. 125. 4.3.1.2 Compuestos de azufre • Óxidos de azufre . Incluyen el dióxido de azufre (SO2) y el trióxido de azufre (SO3). • Dióxido de azufre (SO2) . Su vida media en la atmósfera es corta, de unos 2 a 4 días. Casi la mitad vuelve a depositarse en la superficie húmedo o seco y el resto se convierte en iones sulfato (SO42-). • El SO3 se puede transformar en ácido sulfúrico (H2SO4) que además de ser muy perjudicial para la salud, es uno de los contaminantes secundarios responsables de la lluvia ácida. • Otro compuesto de azufre es el H2S (gas incoloro, fuerte olor desagradable) se distingue a baja concentración por su mal olor a huevos podridos, procede principalmente del metabolismo anaerobio De forma natural se oxida en muy pocos días transformándose en SO2.
  126. 126. 4.3.1.2 Compuestos de azufre: fuentes -Erupciones volcánicas. -Oxidación del S en combustión de combustibles fósiles en centrales térmicas, calefacciones y vehículos. -Degradación de la materia orgánica en pantanos y océanos. -Escapes de refinerías. -Erupciones volcánicas.
  127. 127. 4.3.1.2 Compuestos de azufre: efectos -Hombre: Irritación de las mucosas en el aparato respiratorio. -Vegetación: Clorosis en las hojas (decoloración) -Construcciones: corrosión en los materiales de construcción.
  128. 128. 4.3.1.3 Compuestos de nitrógeno • NO (gas incoloro, inodoro, tóxico), NO2 (gas pardo rojizo, olor asfixiante, muy tóxico), N2O (gas incoloro, no tóxico), NH3 (amoníaco de olor irritante). • Gran parte del NO se transforma en NO2 mediante reacciones fotoquímicas y el amoníaco se oxida a óxidos de nitrógeno. • Óxidos de nitrógeno (NOx) son todos excepto el • amoniaco NH3.
  129. 129. 4.3.1.3 Compuestos de nitrógeno: fuentes -Procesos de desnitrificación del suelo. -Uso de abonos nitrogenados en suelos agrícolas. -Combustiones en vehículos. -Descargas eléctricas en tormentas. -Erupciones volcánicas. -Oxidación del N2 atmosférico en com bustiones a elevadas temperaturas en centrales térmicas, vehículos y calefac ciones.
  130. 130. 4.3.1.3 Compuestos de nitrógeno: efectos - N2O: Contribuye al Cambio Climático -NO2: Afecta sobre el aparato res piratorio y sobre el crecimiento vegetal. -NO y NO2: smog.
  131. 131. 4.3.1.4 Óxidos de carbono • El CO (gas incoloro, inodoro, insípido, inflamable, tóxico, es el contaminante del aire más abundante (porque el CO2 no se considera contaminante propiamente dicho, por ser producido en la respiración y usado en la fotosíntesis de forma natural) y de más amplia distribución), CO2 (gas incoloro, inodoro, no tóxico).
  132. 132. 4.3.1.4 Óxidos de carbono: fuentes -Combustiones incompletas combustibles fósiles y biomasa. -Degradación de la clorofila -Proceso respiratorio en animales. -Erupciones volcánicas. -Incendios forestales. -Combustión combustibles fósiles. de
  133. 133. 4.3.1.4 Óxidos de carbono: efectos -CO: Afecta al hombre en su aparato respi ratorio y circulatorio. -CO2:Contribuye al Cambio Climático
  134. 134. 4.3.1.5 Hidrocarburos • La mayor parte de los hidrocarburos de la atmósfera son de origen natural como la descomposición anaerobia de la materia orgánica (pantanos, marismas, aparatos digestivos sobre todo de herbívoros…) que produce el más abundante y menos reactivo de los hidrocarburos que es el metano (CH4), aunque produce efecto invernadero.
  135. 135. 4.3.1.5 Hidrocarburos • Es muy importante destacar otros compuestos orgánicos de carbono, aunque no son estrictamente hidrocarburos (sólo C y H), como las dioxinas y furanos y los policlorobifenilos (PCB), los 3 tienen efectos cancerígenos y mutagénicos y son producidos en la incineración de residuos
  136. 136. 4.3.1.5 Hidrocarburos: fuentes -Refinerías petróleo -Combustión motores -Incendios -Tratamientos químicos -Incineración residuos
  137. 137. 4.3.1.5 Hidrocarburos: efectos -Bioacumulación -Altos tiempos de residencia -Depósito en suelo y aguas
  138. 138. 4.3.1.6 Compuestos halogenados y sus derivados • Son sustancias que contienen cloro y flúor, destacan: Cl2 (muy tóxico), HCl (ácido clorhídrico o cloruro de hidrógeno, de olor fuerte e irritante), CFCs (clorofluorocarbonos) y HF (ácido fluorhídrico o fluoruro de hidrógeno, gas incoloro, olor irritante y muy corrosivo).
  139. 139. 4.3.1.6 Compuestos halogenados y sus derivados: fuentes • Erupciones volcánicas, emisiones marinas. Industrias químicas, aerosoles, vehículos e industrias. Los plásticos conocidos como PVC (policloruros de vinilo) desprenden cloro por incineración, la industria libera poca cantidad de cloro, pero éste se encuentra entre los gases expulsados por los vehículos. • El HF y sus derivados tienen su origen en la actividad de industrias de aluminio, fertilizantes, vidrio, cerámicas…
  140. 140. 4.3.1.6 Compuestos halogenados y sus derivados: efectos • Los CFCs no son tóxicos ni inflamables y son muy estables por lo que se emplean en aerosoles, formación de espumas, refrigerantes y frigoríficos, pero en la estratosfera provocan la destrucción de la capa de ozono, irritación de las vías respiratorias y mucosas (sobre todo el cloro), decoloración de las plantas, los derivados del flúor son muy corrosivos.
  141. 141. Clorofluorocarburos Moléculas orgánicas formadas por átomos de Cl y F unidos a C. Por ejemplo CCl3F (Freón-11) o CCL2F2 (Freón-12). Se han utilizado mucho en los "sprays", frigoríficos, etc.Son los principales responsables de la destrucción de la capa de ozono.
  142. 142. 4.3.1.7 Metales pesados. • Son elementos químicos de masa atómica y densidad elevadas presentes en la atmósfera como partículas y en pequeñas concentraciones. Se consideran muy peligrosos, puesto que no se degradan ni química ni biológicamente (vida media de miles o millones de años), por lo que se • acumulan en los seres vivos transfiriéndose a través de las cadenas alimentarias, entre los más nocivos destacan: Pb, Cd, Hg, Ar, Ni.
  143. 143. 4.3.1.7 Metales pesados: fuentes • Combustión de combustibles fósiles, industria metalúrgica, nuclear y espacial, minería, incineración de residuos. • Por su peligrosidad destacar el mercurio que se desprende de la combustión del carbón y de la incineración de residuos urbanos e industriales, aparece en algunos fungicidas usados en agricultura. • Y destacar también el plomo que hasta hace poco estaba en gasolinas y en pinturas
  144. 144. 4.3.1.7 Metales pesados: efectos • Son acumulativos. • Actúan sobre los aparatos respiratorio, circulatorio y sistema nervioso, además son carcinógenos (cancerigenos).
  145. 145. 4.3.1.8 Ruido • Se puede definir como todo sonido molesto e intempestivo que produce efectos fisiológicos y psicológicos en las personas.
  146. 146. 4.3.1.8 Ruido: fuentes • Cualquier actividad humana que produzca vibraciones: tráfico, industrias, obras, aeropuertos, sirenas, electrodomésticos, lugares de ocio (cafeterías, discotecas…), TV…
  147. 147. 4.3.1.8 Ruido: efectos • Sobre las personas: efectos fisiológicos y psicológicos, entre los que destacan pérdida de audición, dolor de cabeza, aceleraciones del ritmo cardíaco y respiratorio, aumento de la presión sanguínea, úlcera, pérdida de apetito, náuseas, disminución de la secreción salivar, vómitos, alteraciones del equilibrio y vértigos, alteraciones hormonales como exceso de adrenalina, irritabilidad, estrés, neurosis, alteraciones del sueño, disminución de la concentración en el trabajo (accidentes laborales y errores) y en los estudios (dificultades en el aprendizaje)… • Las vibraciones también pueden afectar a edificios y monumentos.
  148. 148. 4.3.1.9 Radiaciones ionizantes • Las radiaciones ionizantes son una serie de partículas u ondas electromagnéticas que se caracterizan por producir cambios en la materia que atraviesan al ionizar los átomos que la forman. • Son los rayos X, y γ (gamma) y las partículas α y β. Las más penetrantes, y por tanto, las más peligrosas son los rayos X (poder de penetración de decímetros) y gamma (metros).
  149. 149. 4.3.1.9 Radiaciones ionizantes: fuentes • Desintegración natural de átomos presentes en rocas y minerales. Residuos explosivos nucleares, actividades de investigación que emplean marcadores radiactivos, actividades médicas de tratamiento y exploración (rayos X, gammagrafías…) y todo lo relacionado con las centrales nucleares como la minería del uranio, el enriquecimiento del uranio, los residuos de las centrales nucleares, accidentes en las centrales, escapes…
  150. 150. 4.3.1.9 Radiaciones ionizantes: efectos • Efectos. El gran peligro de estas radiaciones es que pueden afectar al ADN, hasta provocar mutaciones que pueden transmitirse genéticamente, cáncer, malformaciones genéticas, etc.
  151. 151. 4.3.2 Secundarios Son los que se forman por interacción química entre contaminantes primarios o entre éstos y componentes normales de la atmósfera, especialmente el vapor de agua y la radiación solar, formándose otros compuestos nuevos por transformación de los ya existentes.
  152. 152. 4.3.2.1 Anhídrido sulfúrico (SO3) y ácido sulfúrico (H2SO4) • El SO3 formado a partir del SO2, es un gas incoloro que participa en el smog clásico (corrosivo y peligroso para el aparato respiratorio) y se condensa rápidamente y reacciona con el agua para formar el H2SO4 que es un contaminante secundario responsable de la lluvia ácida, junto con el HNO3.
  153. 153. 4.3.2.2 Tritóxido de nitrógeno (NO3) • El NO3 procede de la oxidación del NO2 por el ozono, juega un papel destacado en el smog fotoquímico u oxidante que irrita las vías respiratorias y daña a las plantas. • NOx + hidrocarburos + luz ultravioleta ---------• O3 + PAN + Aldehídos • (Oxidantes del smog fotoquímico)
  154. 154. 4.3.2.3 Nitrato de peroxiacetileno (PAN) • Se forma a partir de los hidrocarburos mediante una reacción fotoquímica (ver reacción química anterior). • Es una de las sustancias responsables del smog fotoquímico y como todas las otras sustancias contaminantes del smog fotoquímico es un oxidante (irrita las vías respiratorias y daña a las plantas).
  155. 155. 4.3.2.4 Ozono troposférico (O3). • Gas azul pálido, irritante y picante. Se descompone fácilmente, lo que explica su poder oxidante. • Origen. Acción de la radiación ultravioleta sobre el O2, acción de la luz ultravioleta sobre los NOx e hidrocarburos, descargas eléctricas sobre el O2 atmosférico. • Efectos. Irritación del aparato respiratorio. Dolores de cabeza, efecto invernadero (aunque en la estratosfera es beneficioso, en la troposfera el ozono es un contaminante), participa en el smog fotoquímico. Ataca a las plantas y materiales.
  156. 156. •En España, como en otros países mediterráneos, durante el verano se dan condiciones meteorológicas favorables para la formación de ozono: altas temperaturas, cielos despejados, elevada insolación y vientos bajos, Ejs. Pag. 237 y 238
  157. 157. Contaminantes primarios y secundarios
  158. 158. 4. Los gráficos de la figura muestran la exposición a los contaminantes atmosféricos más comunes en los países del Este y del Oeste de Europa. a.Indica el grado de exposición a partículas en suspensión, SO2, y NO2, a que están sometidas las poblaciones del este y oeste de la UE. b.Nombra las fuentes de la presencia en la atmósfera de una ciudad de partículas en suspensión, SO2, y NO2. c.La concentración de partículas de plomo en el aire de las ciudades europeas ha ido disminuyendo durante el último decenio. ¿Sabrías indicar alguna posible causa que explique este hecho?
  159. 159. 4.4 DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES. EMISIÓN E INMISIÓN.
  160. 160. • Emisión Cantidad de contaminantes que vierte un foco emisor en un periodo de tiempo determinado. • Inmisión: Cantidad de contaminantes presentes en un atmósfera determinada, una vez que han sido transportados, y mezclados en ella.
  161. 161. 4.4.1 Factores que influyen en la dinámica de dispersión: Características de las emisiones, condiciones atmosféricas, características geográficas y topográficas
  162. 162. Características de las emisiones y del contaminante • Naturaleza del contaminante. Gases más lejos que aerosoles (+ densidad) • Temperatura de emisión. Tª gas salir > Tª aire el contaminante asciende (+ dispersión) Si Tªgas es < Tªaire, el gas se acumula en baja atmósfera. • Velocidad de salida del contaminante. A > velocidad, más rápido asciende y, puede atravesar la capa inversión térmica y dispersarse • Altura del foco de la fuente emisora. A > altura, > dispersión. Grandes chimeneas en centrales térmicas o industrias
  163. 163. Condiciones atmosféricas locales: determinan dispersión y dilución de contaminantes . 1. Los factores que más influyen son: en situaciones La inversión térmica se da anticiclónicas, sindel aire y GTV: temperaturas bajas 1. Temperatura vientos, con (bajo cero) y de noche cuando el suelo al enfriarse Si radiación hace que la Tª a nivel del por GTV es +: Contaminantes ascienden, sesuelo sean expanden Tª dispersan inferiores a la y se en altura Se pueden formas nieblas de invertida GTV-) Con inversión térmica (capa contaminación contaminantes atrapados en zonas bajas En estas condiciones no hay dispersión ni dilución de contaminantes
  164. 164. Condiciones atmosféricas locales 2. Velocidad del viento. Mayor o menor rapidez en la dispersión 3. Dirección del viento. Hacia donde se desplazan los contaminantes 4. Precipitaciones. Efecto lavado, arrastran contaminantes al suelo. 5. Radiación solar favorece reacciones fotoquímicas que originan contaminantes 2º
  165. 165. ESTABILIDAD ATMOSFÉRICA
  166. 166. ESTABILIDAD ATMOSFÉRICA
  167. 167. ESTABILIDAD ATMOSFÉRICA
  168. 168. Características topográficas y geográficas • 1. Topografía: Condiciona viento y dispersión Zonas costeras: las brisas dispersan los contaminantes hacia el mar o hacia tierra adentro Valles y vaguadas: pocos vientos, poca dispersión, inversiones térmicas
  169. 169. En el litoral, durante la noche, las brisas desplazan los contaminantes hacia el mar, pero no los alejan excesivamente de la costa, con lo que, a la mañana siguiente, que se invierte la dirección de las brisas, los contaminantes regresan hacia el interior. En estas condiciones, si la ciudad se encuentra rodeada de montañas por todas partes menos por su abertura al mar (caso de Los Ángeles o de Cartagena), las montañas evitan la dispersión de los contaminantes hacia el interior durante el día, fenómeno que se ve agravado cuando la situación del polígono industrial es tal que las brisas marinas arrastran los humos hacia la ciudad.
  170. 170. INFLUENCIA DEL MAR : BRISA
  171. 171. Características topográficas y geográficas • 2. Presencia de vegetación. Reduce contaminación al frenar el aire y favorecer depósito. Disminuye la cantidad de contaminación. • La vegetación ejerce una acción positiva sobre los niveles de inmisión, ya que reduce la velocidad del viento y favorece la deposición de partículas sólidas que serán retenidas en las hojas hasta su lavado por la lluvia. • Las plantas absorben distintos gases como el CO2 y otros de mayor toxicidad como monóxido de carbono, ozono y SO2, con lo que contribuyen a su regulación en la atmósfera. • Las masas arbóreas son también excelentes pantallas acústicas, reduciendo considerablemente la intensidad del ruido.
  172. 172. Características topográficas y geográficas • 3. Presencia de núcleos urbanos. • Los núcleos urbanos, modifican las corrientes de aire e influyen sobre la difusión de contaminantes por la generación de calor que se realiza dentro de la ciudad. • Esto da lugar a un fenómeno conocido como ”isla de calor”, que provoca una circulación convectiva y propicia la creación de las famosas cúpulas de inversión que impiden la circulación de los contaminantes.
  173. 173. Características topográficas y geográficas Isla de calor y brisas urbanas En las ciudades la temperatura y la contaminación suelen ser mayores que en las afueras por: * Edificios frenan los vientos no pudiendo dispersar los contaminantes. * Las áreas urbanas producen calor (tráfico, climatizaciones, asfalto y cemento absorben y retienen calor)
  174. 174. ISLA TÉRMICA URBANA
  175. 175. ISLA TÉRMICA URBANA
  176. 176. CÚPULA FOTOQUÍMICA
  177. 177. Ej. 9 pag. 242
  178. 178. EFECTOS LOCALES, REGIONALES Y GLOBALES DE LA CONTAMINACIÓN EFECTOS LOCALES Tipo de contaminante (características físico-químicas) y fuente emisora: Condiciones atmosféricas locales: del contaminante (gas, sólido, * Naturaleza líquido) * Anticiclónicas o borrascosas Características geográficas y topográficas: * Concentración viento Velocidad del del contaminante * Temperatura viento Dirección * Las brisas marinas. del de emisión * Velocidad de salida del contaminante Precipitaciones * La topografía ------ “inversión térmica” * Altura del foco de emisión Insolación * Los grandes núcleos urbanos --------- islas de calor
  179. 179. 4.5 EFECTOS DE LA DISPERSION DE CONTAMINANTES: •locales (smog sulfuroso o húmedo y smog fotoquímico), •regionales (lluvia ácida) •Globales: agujero de la capa de ozono.
  180. 180. Efectos locales, regionales y globales • Consideramos efectos globales aquellos que abarcan la totalidad del planeta y que lo pueden mitigarse si se actúa sobre su origen. • Se incluyen en globales el agujero de la capa de ozono y el cambio climático producido por la acumulación en la atmósfera de gases de efecto invernadero. • Los efectos regionales abarcan grandes extensiones de terreno como Europa, pero no a todo el planeta. Los efectos regionales y globales se verán en los apartados 5y6. • Efectos locales (smog).
  181. 181. Efecto Local: SMOG sulfuroso y fotoquímico del ozono, de los radicales libres activos y de los PAN • Los efectos locales más importantes son los ocasionados por cada uno de los contaminantes y la formación de nieblas contaminantes o smog (viene del inglés smoke = humo y fog = niebla). Estas nieblas o smogs provocan una elevada pérdida de calidad del aire y graves alteraciones en la salud humana.
  182. 182. Efecto Local: SMOG sulfuroso y fotoquímico del ozono, de los radicales libres activos y de los PAN • Existen dos tipos de smog: • Clásico (o húmedo o invernal o ácido o sulfuroso o “puré de guisantes”) • Fotoquímico (o estival).
  183. 183. Efecto Local: SMOG sulfuroso y fotoquímico SMOG FOTOQUÍMICO SMOG CLÁSICO O PURÉ DE GUISANTES TEMPERATURA 24 - 32ºC -1 - 4ºC HUMEDAD 70% 85% + niebla INVERSIÓN TÉRMICA Subsidencia Radiación VIENTO Suave Suave VISIBILIDAD Buena Baja ÉPOCA DEL AÑO Agosto – Septiembre Diciembre – Enero COMBUSTIBLES Petróleo Carbón y deriv. petról. COMPONENTES O3, NO, NO2, CO, MAT.ORG. CO, SO2, PARTÍC. POLVO CIUDADES Los Ángeles/ Sta. Cruz de Tenerife, Murcia Londres
  184. 184. EFECTOS LOCALES DE LA CONTAMINACIÓN: SMOG Smog : Masa de aire contaminado con visibilidad reducida (niebla contaminante) condiciones climáticas contaminación SULFUROSO :NIEBLAS GRISES CALEFACCIONES/INDUSTRIAS formada en determinadas con fuertes episodios de FOTOQUÍMICO :NIEBLAS ROJIZAS. TRÁFICO
  185. 185. TIPO DE SMOG CLÁSICO O SULFUROSO (Londres años 50) CONTAMI_ NANTES CONDICIONES CLIMÁTICAS CAUSAS SO2 + muchas partículas H2SO4 (lluvia ácida) Anticiclón, sin viento, Temperatura baja, Alta humedad, nieblas Combustible fósiles Secas y soleadas. Verano. Peor con inversión térmica Tráfico grandes y medianas ciudades situadas en valles. FOTOQUÍMICO NOx y COV (Los Ángeles por fotólisis años 40) reaccionan y se oxidan dando aldehidos, PAN y O3 EFECTOS Nieblas grises (carbón con S, Problemas petróleo), respiratorios calefacción, Corrosión industrias *Disminuye al reducirse carbón, filtros en chimeneas Nieblas rojizas, Problemas respiratorios, irrita ojos, cancerígenos *Aumenta por tráfico
  186. 186. Lluvia ácida
  187. 187. EFECTOS REGIONALES lluvia ácida agujero de ozono Sus efectos empiezan a considerarse como globales LA LLUVIA ÁCIDA La lluvia no contaminada: pH ligeramente ácido (5,6 a 15 ºC) Lluvia Ácida: pH inferior a 5,6 Formación de la lluvia ácida y agentes causantes: SO2 y NOx - Origen: Emisión antrópica (centrales térmicas y vehículos) - Formación de contaminantes secundarios SO2 + luz del sol + H2O + oxidantes atmosféricos H2SO4 NOx + luz del sol + H2O + oxidantes atmosféricos HNO3
  188. 188. EFECTOS REGIONALES o TRANSFRONTERIZOS : LLUVIA ÁCIDA  Vapor de H2O atmosférico reacciona con NOx y SOx emitidos por uso de combustibles fósiles  Forma H2SO4 y HNO3 que caen a tierra junto con el agua en las precipitaciones.  (La lluvia normalmente presenta un pH de aproximadamente 5.65)
  189. 189. EFECTOS REGIONALES o TRANSFRONTERIZOS : LLUVIA ÁCIDA Se considera lluvia ácida si presenta un pH menor de 5 y puede alcanzar pH 3.  Los contaminantes atmosféricos 1º que dan lluvia ácida pueden recorrer grandes distancias antes de caer en forma de rocío, lluvia, llovizna, granizo, nieve, niebla o neblina. CONTAMINACIÓN TRANSFRONTERIZA
  190. 190. CONTAMINACIÓN TRASFRONTERIZA :LLUVIA ÁCIDA: EFECTOS •Acidificación lagos, ríos y mares dificulta el desarrollo de vida acuática •Afecta a la vegetación(necrosis), daños importantes en las zonas forestales y cultivos . * Sedimentación húmeda y seca de contaminantes ácidos que: - Corroe construcciones e infraestructuras. -Afecta a monumentos y edificaciones de mármol o caliza.
  191. 191. •. CONTAMINACIÓN TRASFRONTERIZA :LLUVIA ÁCIDA: EFECTOS *Acidifica los suelos arrastrando cationes de hierro, calcio, aluminio, plomo o zinc. Escasez nutrientes y estrés en las plantas, más vulnerables a las plagas. * Eutrofización de ríos y lagos, embalses y regiones costeras, lo que deteriora sus condiciones ambientales naturales y afecta negativamente a su aprovechamiento. .
  192. 192. LLUVIA ÁCIDA: MUNDIAL
  193. 193. Efectos globales: “agujero” en la capa de O3  Consiste en la continua destrucción de la capa de O3 estratosférica, principalmente por uso de CFCs  Se da periódicamente en la primavera austral, con pérdidas de hasta el 70% en la densidad del gas, llegando a desaparecer sobre la Antártida  También ocurre en Polo Norte y latitudes medias  Molina y Rowlan demostraron relación entre CFCs y destrucción 03 en años 70 y recibieron Premio Nobel en 1995
  194. 194. EL AGUJERO DE OZONO (O3) 1970 Notificación Organización Meteorológica Mundial: disminución del O3 estrat. 1985 “agujero” en la capa de ozono (Antártida) 1970 - 1985 disminución: + 1/3 1981 - 1.991 disminución 13 veces El agujero de ozono
  195. 195. El agujero de ozono
  196. 196. El agujero de ozono
  197. 197. CICLO NORMAL DE FORMACIÓN DE O3 O2 + Rayos UV  O +O O +O2  O3 CICLO NORMAL DESTRUCCIÓN O3 O3 + Rayos UV  O2+O Además NOx naturales actúan sobre O3 y O para dar O2 DESTRUCCIÓN O3 POR CFCs equilibrio CFC-Cl + Rayos UV  CFC + Cl (libre) REACCIÓN CÍCLICA DEL Cl CON O3 Cl + O3 - ClO + O2 ClO + O  Cl + O2 Cl libre sigue actuando contra otra mol de O3 Efecto neto O3 + O = 2 O2 Además hay más NOx y N2O (fertilizantes) actúan sobre O3 dando O2 y O
  198. 198. 1.Cada átomo de Cl puede permanecer en la estratosfera 100 años, y catalizar la destrucción de 100.000 mol de O3 (pueden ser apturados por NOx e inmovilizados, en los polos NOx forman lluvía ácida y no capturan Cl) 2.Además de los CFCs, otros gases son BFCs, HCFCs, bromuro de metilo (CH3Br) fungicida-, tetracloruro de carbono (CCl4) disolvente) 3.Los CFCs se fabricaron por su estabilidad y por no ser dañinos para los SV (frigoríficos, espráis, aires acondicionados). Son ambién GEI
  199. 199. EFECTOS PRODUCIDOS POR AGUJERO CAPA O3 Radiación UV llega a la Tierra y actúa como potente agente mutagénico: modifica estructura ADN 1.AFECTA A LA SALUD: cáncer de piel, afecciones oculares como cataratas y ceguera y debilitamiento del sistema inmunológico. Estudios recientes han demostrado que un 1% en la reducción de la capa de ozono, aumenta 2% la radiación UV en superficie . Este aumento supone, entre un 4 y un 6% de incremento en carcinomas de piel 2.AFECTA ECOSISTEMAS: sobre todo bacterias, fitoplancton, huevos y larvas de peces, y de ahí al resto de los eslabones tróficos. 3.EN PLANTAS: reducción tamaño hojas, menor crecimiento y peor calidad de las semillas
  200. 200. Agujero de la capa de ozono NO+O3 - NO2 +O NO2 +O - NO+O2 Balance neto: O3 +O - O2 +O2 CFCCl3 + UV - CFCCl2 + Cl Cl + O3 - ClO + O2 ClO + O - Cl + O2 Balance neto: O3 + O - 2 O2 NOx+ClO - ClNO3 • Este problema es más grave en los polos debido a que en invierno se forma un anticiclón que impide la mezcla de aire, y el NO2 existente actúa como núcleo de condensación y no interviene en la reacción del cuadro.
  201. 201. Un agujero en la capa de ozono 5 veces el tamaño de Alemania es el de mayor tamaño registrado en el PN y, por primera vez, ha sido comparable con el de la Antártida, Revista Nature. PROTOCOLO DE MONTREAL DE 1987 ACUERDA LIMITAR PRODUCCIÓN Y USO DE CFCS Y OZONICIDAS Hoy No Se Fabrican Pero Su Cantidad Y Estabilidad Hacen Que La Destrucción Cíclica De O3 Supere Su Formación. No Se Espera Recuperación Efectiva Hasta Mediados o Finales Siglo XXI
  202. 202. AUMENTO DEL EFECTO INVERNADERO/ CALENTAMIENTO GLOBAL • Efecto invernadero artificial o antrópico: Incremento de la Temperatura terrestre producido por el incremento de GEI • GEI: Gases (s.t. origen antrópico) que permiten el paso de radiación visible y UV, pero retrasan salida de radiación infrarroja, (calor) emitida por la superficie terrestre al retener y devolver parte de ese calor de nuevo a la superficie (contrarradiación) RECORDAR: EFECTO INVERNADERO NATURAL + = Tªmedia terrestre 15ªC en vez de -18ºC.
  203. 203. El efecto invernadero
  204. 204. GASES EFECTO INVERNADERO 1. CO2. El + importante. Ha pasado de 280 ppm a 370 ppm (en los últimos 100 años ha aumentado un 30% y la Tª más de 0,6ºC) Causas: quema combustibles fósiles, cementeras, 2. 3. 4. 5. 6. deforestación, calentamiento océanos CH4. Persistente. Efecto invernadero elevado. Causas: fermentaciones anaerobias, oleoductos, vertederos NO2. Causas: Combustión vehículos e industrias CFCs y otros. Origen exclusivamente antrópico O3 troposférico. Poco estable. Contam.2º Vapor H2O. No interviene E.INV. antrópico
  205. 205. PRINCIPALES CAUSAS AUMENTO EFECTO INVERNADERO Causas antrópicas: uso de combustibles fósiles, deforestación, actividad ganadera, fertilizantes, industrias, deshielo causas antrópicas, calentamiento aguas por causas antrópicas,…
  206. 206. EFECTOS PREVISIBLES • • • • • • • Elevación de las temperaturas: Calentamiento global Variaciones de las precipitaciones Cambio climático Cambios en distribución de climas Cambios hábitos y extinción especies Destrucción bosques por más incendios, Subida del nivel del mar (expansión térmica del agua, deshielo glaciares montaña, derretimiento cubiertas hielo polos) • Salinización de acuíferos costeros al subir el nivel del mar
  207. 207. EFECTOS PREVISIBLES • Alteración circulación oceánica • Aparición nuevas enfermedades y plagas • Incremento fenómenos meteorológicos extremos: inundaciones, sequías, huracanes. • Disputa recursos de agua y alimentos. Hambrunas. • Proliferación de conflictos y refugiados De seguir con el mismo nivel de emisiones de GEI (se aumenta todavía más) la temperatura subirá 0,3º C y entre 3 y 10 cm el nivel del mar cada 10 años. Aumentos de 2 (aumento de no retorno) a 6º C para mediados del siglo XXI y subida 50 cm nivel del mar en 2100.
  208. 208. CONSECUENCIAS SIMULACIÓN A FINALES SIGLO XXI
  209. 209. PARA CALCULAR LOS POSIBLES EFECTOS • Se construyen modelos con distintos escenarios, pero es difícil por intervenir muchas variables y relaciones. • El calentamiento parece que sería menor en los trópicos que en polos, habría más precipitaciones (a veces de gran intensidad) en centro Europa y Rusia • Sequías importantes en sur de Europa. En España y en USA incremento de la superficie desértica.
  210. 210. Se puede afirmar que: • Se ha producido un incremento real de la Tª en superficie de la Tierra (casi 1ºC últimos100 años) • Retroceso mayoría de glaciares de montaña (7% hemisferio N), 2,7% por decenio el Ártico en 100 años. • Aumento nivel del mar (3,1 mm anual últimos 30 años) • Aumento Atlántico N actividad ciclónica • Afección ecosistemas: adelanto primavera, distribución especies,.. • Olas de calor y sequias más frecuentes • Cambios ecosistemas acuáticos por más Tª agua • Cambios distribución enfermedades tropicales
  211. 211. QUÈ MEDIDAS SE ESTÁN TOMADO? • El Programa de las Naciones Unidas y la CADA AÑO ELABORAN INFORMES organización Meteorológica Mundial crearon en Y CADA AÑO LOS DATOS REALES 1988 el IPCC (panel SON PEORES QUE de OBSERVADOS intergubernamental expertos contra cambio climático) LOS PEORES ESCENARIOS • Elaboran modelos y predicciones a partir de PROPUESTOS datos reales • Miles de científicos trabajan en el IPCC • Incluso sus detractores están afirmando que sus predicciones son ciertas • Recibieron Nobel de la Paz en 2007
  212. 212. Algunos datos del IPCC*
  213. 213. Algunos datos del IPCC Cada vez más científicos e instituciones están de acuerdo en que la contaminación contribuye al calentamiento global Variaciones niveles del mar Variaciones CO2 y Tª ¿Qué sugieren los gráficos?
  214. 214. Variaciones en la Tª (Fuentes NASA y Nat. Geographic)
  215. 215. QUÈ MEDIDAS SE ESTÁN TOMADO? * En 1992 en la Cumbre de Río de Janeiro se estableció el Convenio Internacional sobre Cambio Climático que culminó con PROTOCOLO DE KYOTO Objetivos: Reducir entre 2008-2012 la emisión de GEI en un 5% con respecto a las de 1990 Evitar que la Tªmedia suba + de 2ºC (punto cnsiderado catastrófico y de no retorno) Metodos: Compromiso por parte de los paises de reducir cifras de emisión y otros
  216. 216. A día de hoy • EEUU todavía no lo ha firmado y el Protocolo no entra en vigor plenamente hasta que esté ratificado • Los paises emergentes incrementan continuamente sus emisiones • Países que se habían comprometido no cumplen sus reducciones.
  217. 217. A día de hoy • Se buscan otros acuerdos globales que impliquen a más países en este proceso http://www.ecoticias.com/co2/18708/noticias-de-medio-medioambiente-medioambiente-medioambiental-co2-eficienciaenergetica-rsc-gases-de-efecto-invernadero-ahorro-energeticoCITAD AL MENOS renovables CUATRO MÁS Y • OTRAS MEDIDAS: JUSTIFICARLAS • frenar la deforestación y la desertización, • educar a la población para el ahorro energético, • evitar la contaminación marina (mata algas, plantas acuáticas y fitoplancton), • industrias con tecnologías menos contaminantes
  218. 218. CAMBIO CLIMÁTICO CONCEPTO: cambio atribuido directa o indirectamente a las actividades humanas que alteran la composición global atmosférica y que se añade a la variabilidad climática natural observada en periodos comparables de tiempo CAUSAS: Aumento GEI * Complejas: sistema holístico integrado por atmósfera, océanos, biosfera, geosfera, críosfera
  219. 219. CAMBIO CLIMÁTICO Importante: Ha habido otros cambios climáticos en la Tierra, varios con resultados catastróficos PERO este es el único provocado por acciones antrópicas y que ocurre en un plazo breve de tiempo http://news.nationalgeographic.com/news/2004 /12/1206_041206_global_warming_2.html
  220. 220. Es un proceso planetario pero sus efectos son regionales y locales • Ascenso del nivel del mar (inundación áreas costeras) • Disminución del albedo (menos glaciares y deshielo Ártico (corrientes oceánicas) • Desplazamiento de zonas climáticas hacia los polos (destrucción de la tundra= sumidero de gases invernadero, cambios en la distribución de plantas y animales, extinción de incontables especies, fracasos en cultivos en áreas vulnerables, floraciones prematuras, deshielo de las nieves perpetuas…) • Aumento de la Tª de1,4 a 5,8ºC en los próximos 100 años • Más fenómenos extremos • Reducción calidad y cantidad agua • Enfermedades tropicales y hambre. Guerras y pobreza
  221. 221. CALIDAD DEL AIRE • La legislación fija los límites admisibles de los diferentes contaminantes. • La vigilancia del aire se puede llevar a cabo por: • Redes de vigilancia: estaciones de medida. • Métodos de análisis:
  222. 222. Red de vigilancia de la contaminación atmosférica http://www.mambiente.munimadrid.es/redvigila.html • • • • Sistema de Vigilancia: El sistema de Vigilancia está compuesto por estaciones remotas que envían a través de líneas telefónicas RDSI, toda la información a la Estación Central. ESTACIONES REMOTAS.- Puntos donde se adquiere la información. Están dotadas con los analizadores necesarios para la medida de niveles sonoros, gases y partículas. UNIDADES MÓVILES.- Se utilizan para realizar medidas de niveles de contaminación en zonas no cubiertas por las estaciones remotas.
  223. 223. Red de vigilancia La determinación de los niveles de inmisión suele llevarse a cabo a través de las redes de control de inmisión que existen en las ciudades y en áreas industrializadas y que consisten en toda una serie de estaciones, lo suficientemente alejadas de los focos emisores, que toman muestras periódicas del aire y que lo someten a toda una serie e análisis físicoquímicos para conocer las cantidades de cada contaminante que ese aire contiene. Pueden ser: locales, comunitarias o de ámbito mundial.
  224. 224. Métodos de análisis: Tipo de contaminante SO2 CO Partículas Medida Absorción de fluorescencia UV Absorción por infrarrojo Atenuación de la radiación beta Ozono Absorción en el UV Hidrocarburos Ionización en llama NOx Quimioluminiscencia
  225. 225. Métodos de análisis: • Los análisis físicos consisten normalmente en la determinación del color o de la absorción de luz en diferentes longitudes de onda por parte del contaminante; los procesos químicos suelen implicar la reacción de las muestras con determinados reactivos para medir la presencia de un determinado contaminante (se suelen usar reactivos gaseosos que producen fluorescencia al ponerse en contacto con la sustancia contaminante objeto de ensayo).
  226. 226. • Empleo de indicadores biológicos : Sensibilidad de ciertas especies a los contaminantes. Consiste en medir la presencia o ausencia de determinadas especies que son especialmente sensibles a la contaminación. Los organismos que se suelen utilizar como indicadores biológicos de la contaminación atmosférica son los líquenes. Estos organismos pueden absorber todos los nutrientes que necesitan a través de todo su cuerpo mediante un mecanismo de simple difusión a favor de gradiente. Esto es posible porque carecen de estructuras protectores que los impermeabilicen; a cambio, cualquier sustancia nociva que exista en la atmósfera también penetra en sus células sin encontrar ningún tipo de barrera, imposibilitándolos para vivir en zonas cuya atmósfera esté muy contaminada, especialmente por SO2, HF y HCl.
  227. 227. Causa y efecto: Estudio de 2 variables
  228. 228. Medidas de prevención y corrección • Medidas Preventivas: • Planificación de usos del suelo: Lugares donde los efectos sean menores. • Evaluaciones de impacto ambiental. • Empleo de tecnologías de baja emisión de residuos: • Programas I+D: Búsqueda de energías no contaminantes. • Medidas sociales: ahorro energético. • Medidas legislativas: Ley 38/1972, de 22 de diciembre, de Protección del Ambiente Atmosférico, desarrollada mediante el Decreto 833/1975, de 6 de febrero, que, a su vez, se completa por la Orden de 18 de octubre de 1976, sobre Prevención y Corrección de la Contaminación Atmosférica Industrial.
  229. 229. 1.- Las medidas preventivas, como su propio nombre indica son las encaminadas a evitar la aparición del problema. Algunas de ellas son: + La planificación de usos del suelo que, mediante los planes de ordenación del territorio contemplen los lugares idóneos para establecer las industrias, de forma que sus efectos sobre las poblaciones, vegetación, animales y materiales sean menores. + Las evaluaciones de impacto ambiental, que son estudios previos de las alteraciones que sobre el medio ambiente en general y sobre la atmósfera en particular van a provocar la realización de determinadas acciones, proyectos, etc., con el fin de establecer mediadas correctoras que mitiguen los impactos antes de que los proyectos se lleven a cabo, o simplemente denegar la realización del proyecto. + El empleo de tecnologías de baja o nula emisión de residuos, basadas en el desarrollo de procesos que traten de evitar la contaminación en origen: motores que realicen una combustión más efectiva, quema de carbón más pobre en azufre o carbones a los que previamente se les hay eliminado el azufre (mediante bacterias). Potenciar la investigación otorgando ayudas económicas a aquellas empresas que lancen al mercado modelos de automóviles menos contaminantes. + Sustitución gradual de la energía nuclear y las basadas en la quema de combustibles fósiles por otras menos o nada contaminantes: isntalación de parques eólicos y centrales solares en lugar de centrales nucleares o térmicas. Planes de ayuda o ventajas fiscales por parte de la administración para la instalación de placas solares en los edificios con objeto de conseguir agua sanitaria para el consumo y la calefacción. + Concienciación de la población para disminuir la utilización del vehículo propio e incrementar el uso del transporte público, la bicicleta y el uso de vehículos compartidos. Impedir la circulación de vehículos individuales en los cascos urbanos.
  230. 230. Medidas de corrección (II) • Concentración y retención de partículas: separadores de gravedad, filtros, precipitadores electrostáticos. Se transfiere la contaminación a otro medio. • Sistemas de depuración de gases: sistemas de absorción, adsorción, combustión, reducción catalítica. • Dispersión de contaminantes. a) Precipitador electrostático, b) filtro de bolsa.
  231. 231. 2.- Las medidas correctoras, como la depuración del aire contaminado y las estrategias de dispersión intentan disminuir los niveles de inmisión. Algunas de ellas son: + La concentración y retención de los contaminantes con equipos adecuados de depuración (empleo de filtros de tejido, precipitadores electrostáticos, absorbedores húmedos, sólidos o líquidos que retienen selectivamente algunos contaminantes). Este método tiene el inconveniente de transferir la contaminación de un medio a otro, ya que al evitar la concentración de contaminantes del aire, se producen residuos sólidos y líquidos que contaminan, a su vez, el suelo o agua. + Utilización de sistemas de depuración que emplean mecanismos de reducción catalítica mediante los cuales los contaminantes que se pueden transformar en compuestos no tóxicos al reaccionar con un agente reductor. + La expulsión de los contaminantes por medio de chimeneas adecuadas, de forma que se diluyan lo suficiente, evitando concentraciones altas a nivel del suelo. En este caso se reduce la contaminación local, pero se pueden provocar problemas en lugares alejados de las fuentes de emisión; desgraciadamente el sistema más empleado sigue siendo éste. + Utilización de una legislación menos permisiva: aunque en los últimos años se han añadido bastantes coletillas medioambientales a la legislación española y a la de todos los países industrializados, en la mayor parte de los casos, la legislación es insuficiente, cuando no contradictoria. Eso, unido al hecho de que los orígenes y los efectos de la contaminación atmosférica no siempre resultan fáciles de determinar, provocan situaciones en las que la legislación no se puede aplicar por falta de pruebas.Otro de los problemas ligados a la legislación acerca de la contaminación atmosférica es que predomina el principio de “quien contamina, paga”, en lugar del principio “quien contamina debe descontaminar”.
  232. 232. De esta forma, la mayor parte de nuestra legislación ambiental queda como un simple impuesto por contaminar; impuesto que suele ser mucho más barato que aplicar las medidas tecnológicas correctoras y que en muchos casos ni siquiera se paga. En cuanto a las medidas de prevención, frente a los estudios de impacto ambiental, la utilización de tecnologías menos agresivas y la planificación de los usos del suelo, la población y sus gobernantes suelen elegir el desarrollo industrial de la zona y la “riqueza” asociada a él (es el caso de muchas de las industrias que se asientan en la comarca de Cartagena, a las que nadie les obliga a establecer medidas correctoras, pese a superar varias veces al año los valores límites de inmisión admisibles, incluso los que deberían desencadenar la evacuación de la ciudad) . Si compleja es la lucha contra la contaminación a nivel local, mucho más lo es la lucha contra los efectos de la contaminación atmosférica que tienen un alcance global, ya que requieren acuerdos internacionales que son generalmente difíciles de alcanzar y mucho más de llevar después a la práctica debido a las presiones ejercidas sobre los gobernantes desde los sectores industriales de sus respectivos países. Los problemas que afectan a la capa de ozono y el aumento del efecto invernadero se acentuarán, muy probablemente en los próximos decenios. Los países en vías de desarrollo no quieren renunciar a incorporarse al carro del desarrollo y defienden su derecho a seguir creciendo, para lo cual necesitan fuentes de energía eficaces. Por su parte, los países industrializados no parecen dispuestos a renunciar ni un ápice de su alto bienestar y de sus estilos de vida, con lo que las únicas medidas que suelen tomar son las de alejar la contaminación de sus territorios y utilizar los países en vías de desarrollo para instalar sus empresas contaminantes y para venderles tecnología que la legislación ya no les permite usar en su país.
  233. 233. ¿Cómo actuar ante el problema de la contaminación atmosférica? • MEDIDAS PREVENTIVAS: - Planificar el uso del suelo. - Evaluar el impacto ambiental. - Usar fuentes de energía renovables. - Recurrir a programas de investigación y desarrollo. - Educación ambiental. • MEDIDAS CORRECTORAS: - Depurar el aire (filtro que retiene partículas). - Usar chimeneas que diluyan la concentración de contaminantes.
  234. 234. Medidas correctoras dependiendo del foco de contaminación: 1. AUTOMOCIÓN Y TRANSPORTE: - Potenciar el trasporte colectivo. Usar combustibles más limpios. Depurar gases de combustión. Aumentar la eficacia de motores y turbinas. - -
  235. 235. 2. SECTOR INDUSTRIAL: - Emplear procesos de producción más limpios. - Minimizar la emisión de residuos. - Fomentar el ahorro energético. - Aumentar la eficacia energética. - Utilizar fuentes de energía renovables.
  236. 236. Contaminación acústica • Def. Ruido: Es un sonido excesivo o intempestivo que puede producir efectos fisiológicos y psicológicos no deseados sobre una persona o grupo de personas. • Origen del ruido: • Industria • Medio de transporte • Construcción de edificios y obras públicas. • Interior de edificios
  237. 237. Las fuentes naturales de ruído no suelen suponer un problema (tormentas, oleaje en zonas costeras, ...), aunque el viento persistente en determinadas zonas se ha propuesto como una de las causas de desequilibrios psíquicos y emocionales en las poblaciones afectadas. Más problemáticas, son las fuentes artificiales de ruído: medios de transporte (aeropuertos, vías férreas, tráfico), maquinaria relacionada con actividades industriales o de la construcción, actividades relacionadas con el ocio y tiempo libre, y la utilización de determinados electrodomésticos. El ruído es capaz de provocar efectos muy dañinos en el ser humano tales como: pérdida de audición, efectos fisiológicos relacionadas con el estrés (incremento del ritmo cardíaco y respiratorio, aumento de la presión arterial, úlceras, náuseas, vómitos, secreción de adrenalina o vértigos), disminución de la atención y dificultades en la comunicación oral, alteraciones en el sueño, disminución del rendimiento laboral y alteraciones psíquicas tales como irritabilidad e incluso neurosis.
  238. 238. A partir de este valor en decibelios Se empiezan a sentir estos efectos nocivos 30 Dificultad en conciliar el sueño Pérdida de calidad del sueño 40 Dificultad en la comunicación verbal 45 Probable interrupción del sueño 50 Malestar diurno moderado 55 Malestar diurno fuerte 65 Comunicación verbal extremadamente difícil 75 Pérdida de oído a largo plazo 110 - 140 (3) Pérdida de oído a corto plazo
  239. 239. Efectos de la contaminación acústica • Alteraciones fisiológicas: pérdida de audición, acelera ritmo cardiaco, aumento presión arterial, etc... • Alteraciones psíquicas: neurosis, irritabilidad y estrés. • Otras alteraciones: sueño, bajada de rendimiento laboral y de aprendizaje. • La lucha contra el ruido es mejor realizarla a partir de acciones preventivas.
  240. 240. SOLUCIONES • • • • • • • • PREVENTIVAS: Planificación suelo. Planificación urbana. Arquitectura urbana. EsIA. Ordenanzas, normativas, tasas, multas, etc. Sistemas de disminución del ruido. Educación ambiental.
  241. 241. SOLUCIONES • CORRECTORAS: • Reglamentaciones. • Acción sobre fuentes de emisión.
  242. 242. La Contaminación Lumínica
  243. 243. FORMAS Y FUENTES • a) b) c) • a) b) c) d) Formas: Luz intrusa. Difusión hacia el cielo. Deslumbramiento. Fuentes. Iluminación privada Ornamental Vías comunicación Escaparates.
  244. 244. Causas de la contaminación lumínica: • • • • El uso de luminarias (farolas, proyectores o focos, etc) que, debido a un mal diseño luminotecnico o a una colocación inapropiada, dejan escapar buena parte del flujo luminoso fuera del area que se necesita iluminar. Una excesiva iluminación, produce asimismo importantes e innecesarias pérdidas de luz por reflexión en el suelo y demás objetos sobreiluminados. Una zona excesivamente iluminada, provoca que en las zonas vecinas se tienda a imitarla, igualando al menos aquel nivel de iluminación, produciendose una "reacción en cadena" que agrava el problema. Esto se debe a que el ojo humano necesita un cierto tiempo de adaptación entre diferentes niveles de iluminación, de modo que cuando pasamos de una zona con un exceso de luz a otra razonablemente bién iluminada tenemos la falsa impresión de que el alumbrado de esta última es pobre o insuficiente. La falta de sensibilidad de las personas y sobre todo de las entidades responsables es debida principalmente a una falta de información unida al hecho frecuente de que al vivir durante mucho tiempo con este problema, nos hemos acostumbrado a él y ya no lo percibimos como tal. Todo esto lleva a que, con frecuencia, a la hora de elegir un modelo de luminaria, al carecer de unos criterios propios y racionales, se utilice el recurso fácil de imitar a otras poblaciones con alumbrado contaminante, o a que solo se tengan en cuenta criterios supuestamente estéticos, olvidandose de su principal función que es la de iluminar bién.
  245. 245. CONSECUENCIAS de la contaminación lumínica... • Pérdida de visión del cielo estrellado. • Derroche: Gasto inútil de energía y recursos. • Mayor generación de residuos. • Mala visibilidad para conductores y peatones. • Ecológicos: Efectos sobre la fauna
  246. 246. Consecuencias de la contaminación lumínica: • Derroche energético: • Deslumbramiento: • Sanitarios. Este molesto deslumbramiento nos produce fatiga visual , reduce nuestra percepción y ,en consecuencia, aumenta el riesgo de accidentes de tráfico, es decir, reduce la seguridad vial. • Ecológicos. Afecta negativamente a la vida nocturna de la fauna, en especial a ciertas aves. • Intromisión en la vida privada de las personas: • Al iluminar fachadas y ventanas con la luz no dirigida al suelo se producen bastantes moléstias y se facilita la indiscrección de los viandantes. • Científicos y culturales. Dificulta y llega a impedir la visión del cielo estrellado
  247. 247. SOLUCIONES A LA CONTAMINACIÓN LUMÍNICA
  248. 248. (900 W) Ahorro del 40% de energía ...Iluminan lo mismo que... (1500 W)
  249. 249. Soluciones • • • • Encender cuando sea necesario. Buena orientación Ordenanzas Educacion ambiental.

×