Geambiental

stión

2.ª edición
actualizada
 Consulte nuestra página web: www.sintesis.com
En ella encontrará el catálogo completo y comentado
Gestión
ambiental

Marta Arévalo Contreras

Alfonso Ortega Lorca

2.ª edición
actualizada
 ©  Marta Arévalo Contreras
Alfonso Ortega Lorca

©  EDITORIAL SÍNTESIS, S. A.
Vallehermoso, 34. 28015 Madrid
Teléfono: 91 593 20 98
www.sintesis.com

ISBN: 978-84-9171-040-0
Depósito Legal: M-10.566-2019

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por cualquier sistema de recuperación y por cualquier medio,
sea mecánico, electrónico, magnético, electroóptico, por fotocopia
o por cualquier otro, sin la autorización previa por escrito
de Editorial Síntesis, S. A.
 Índice
PRESENTACIÓN .............................................................................................................................................................. 13

Parte I
INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA

1.. INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA Y FUNDAMENTOS

PARA LAS PRÁCTICAS EN EL LABORATORIO ...................................................................................... 17
Objetivos .................................................................................................................................................................... 17
Mapa conceptual .................................................................................................................................................. 18
Glosario ....................................................................................................................................................................... 18
  1.1.. Conceptos básicos ............................................................................................................................... 19
  1.1.1.. Medio ambiente ....................................................................................................................... 19
  1.1.2.. Contaminación ambiental ..................................................................................................... 19
  1.1.3.. Gestión ambiental .................................................................................................................... 19
  1.2.. Factores de conversión ..................................................................................................................... 20
  1.3.. Cálculos imprescindibles en química ........................................................................................ 22
  1.3.1.. Ajuste de reacciones químicas .......................................................................................... 22
  1.3.2.. El mol ............................................................................................................................................ 23
  1.4.. El laboratorio de química ambiental ......................................................................................... 31
  1.4.1.. Normas de seguridad en el laboratorio .......................................................................... 32
  1.4.2.. Materiales básicos en el laboratorio ................................................................................. 37
Resumen ..................................................................................................................................................................... 37
Ejercicios propuestos ......................................................................................................................................... 37
Práctica 1. Medida de volúmenes ......................................................................................................... 38

Índice
6 Gestión ambiental

Práctica 2. Etiquetado y fichas de seguridad de sustancias químicas

y preparados peligrosos .................................................................................................... 40
Práctica 3. Preparación de disoluciones .......................................................................................... 41

Parte II
LA ATMÓSFERA

2.. LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA ....................................................................................................... 45

Objetivos .................................................................................................................................................................... 45
Mapa conceptual .................................................................................................................................................. 46
Glosario ....................................................................................................................................................................... 47
  2.1.. La contaminación atmosférica ....................................................................................................... 47
  2.2.. Características de la atmósfera ..................................................................................................... 48
  2.3.. Los contaminantes atmosféricos .................................................................................................. 49
  2.3.1.. Contaminantes atmosféricos según su origen ............................................................... 49
  2.3.2.. Contaminantes atmosféricos según su naturaleza ....................................................... 49
  2.4.. Los contaminantes químicos .......................................................................................................... 50
  2.4.1.. Contaminantes primarios ....................................................................................................... 50
  2.4.2.. Contaminantes secundarios ................................................................................................. 56
  2.5.. Focos de emisión y de inmisión ................................................................................................... 60
 2.5.1.. Emisión ......................................................................................................................................... 60
 2.5.2.. Inmisión ........................................................................................................................................ 60
  2.6.. Dispersión de los contaminantes ................................................................................................ 61
  2.6.1.. El viento: transporte horizontal de masas de aire ....................................................... 61
  2.6.2.. La temperatura: transporte vertical de las masas de aire .......................................... 61
  2.6.3.. Las condiciones topográficas ............................................................................................. 62
  2.7.. Efectos de la contaminación atmosférica .............................................................................. 62
  2.7.1.. Efectos sobre la salud humana ........................................................................................... 63
  2.7.2.. Efectos sobre las plantas ...................................................................................................... 65
  2.7.3.. Efectos sobre las edificaciones y los materiales .......................................................... 66
Resumen ..................................................................................................................................................................... 67
Ejercicios propuestos ......................................................................................................................................... 68
Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 68

3.. MEDICIÓN, EVALUACIÓN Y REDUCCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN

EN LA AT­MÓSFERA ............................................................................................................................................. 71
Objetivos .................................................................................................................................................................... 71
Mapa conceptual .................................................................................................................................................. 72
Glosario ....................................................................................................................................................................... 73
  3.1.. Toma de muestras atmosféricas, conservación y transporte ..................................... 73
  3.1.1.. Aspectos que decidir en la toma de muestras ............................................................ 74
  3.1.2.. Tipos de muestreo ................................................................................................................... 74
  3.1.3.. Métodos de captación .......................................................................................................... 75
  3.1.4.. Muestreo de emisión de contaminantes ........................................................................ 78
  3.1.5.. Muestreo de inmisión de contaminantes ....................................................................... 78
  3.1.6.. Conservación y transporte .................................................................................................... 79
  3.2.. Tecnologías de reducción de la contaminación atmosférica .................................... 80

Índice
 Gestión ambiental 7

  3.2.1.. Medidas de prevención ........................................................................................................ 80

  3.2.2.. Medidas de minimización ................................................................................................... 81
  3.2.3.. Medidas de corrección ......................................................................................................... 81
  3.3.. Legislación, normas específicas y valores límite ................................................................. 86
  3.3.1.. Legislación española ............................................................................................................... 87
  3.3.2.. Evaluación de la contaminación atmosférica ................................................................ 89
Resumen ..................................................................................................................................................................... 90
Ejercicios propuestos ......................................................................................................................................... 90
Práctica 4. Contaminación ambiental: método de sedimentación en placa ............. 91
Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 93

4.. LA CONTAMINACIÓN ACÚSTICA ................................................................................................................ 95

Objetivos .................................................................................................................................................................... 95
Mapa conceptual .................................................................................................................................................. 96
Glosario ....................................................................................................................................................................... 97
  4.1.. Características de la contaminación acústica ...................................................................... 97
  4.2.. El ruido ......................................................................................................................................................... 98
  4.2.1.. Tipos de ruido ........................................................................................................................... 100
  4.2.2.. Medición del ruido ................................................................................................................. 100
  4.2.3.. Índices de medición de ruido ambiental ...................................................................... 103
  4.3.. Las vibraciones ........................................................................................................................................ 104
  4.4.. Cálculos básicos de niveles de presión acústica ............................................................... 104
  4.4.1.. Suma de niveles de presión acústica .............................................................................. 104
  4.4.2.. Resta de niveles de presión acústica ............................................................................... 104
  4.4.3.. Niveles de presión acústica ponderados ...................................................................... 105
  4.4.4.. Valor promedio día-tarde-noche de nivel acústico .................................................. 106
  4.5.. Efectos de la contaminación acústica ...................................................................................... 106
  4.5.1.. Efectos fisiológicos ................................................................................................................. 106
  4.5.2.. Efectos psicológicos .............................................................................................................. 107
Resumen ..................................................................................................................................................................... 107
Ejercicios propuestos ......................................................................................................................................... 108
Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 109

5.. MEDICIÓN, EVALUACIÓN Y REDUCCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN ACÚSTICA ............ 111

Objetivos .................................................................................................................................................................... 111
Mapa conceptual .................................................................................................................................................. 112
Glosario ....................................................................................................................................................................... 112
  5.1.. Equipos y toma de medidas de ruido ...................................................................................... 113
 5.1.1.. Mediciones ................................................................................................................................. 115
  5.2.. Informes de medición de ruido ambiental ........................................................................... 116
  5.2.1.. Mapas de ruido ........................................................................................................................ 116
  5.3.. Medidas correctoras de contaminación acústica ............................................................. 119
  5.3.1.. Aislamiento acústico .............................................................................................................. 120
 5.3.2.. Apantallamiento ....................................................................................................................... 120
  5.3.3.. Medidas contra la vibración ................................................................................................ 121
  5.4.. Legislación y normas específicas .................................................................................................. 121
Resumen ..................................................................................................................................................................... 122

Índice
8 Gestión ambiental

Ejercicios propuestos ......................................................................................................................................... 123

Práctica 5. Elaboración del mapa de ruido del centro de estudios ............................... 123
Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 125

Parte III
EL AGUA

6.. LA CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS .................................................................................................... 129

Objetivos .................................................................................................................................................................... 129
Mapa conceptual .................................................................................................................................................. 130
Glosario ....................................................................................................................................................................... 131
  6.1.. El agua .......................................................................................................................................................... 131
  6.2.. Aguas residuales urbanas e industriales .................................................................................. 133
 6.2.1.. Definición .................................................................................................................................... 133
  6.3.. Composición y parámetros básicos de las aguas residuales ...................................... 134
  6.3.1.. Agentes contaminantes más importantes ...................................................................... 134
  6.3.2.. Parámetros generales indicadores de contaminación ............................................... 135
  6.4.. Efectos de la contaminación de las aguas ............................................................................. 143
 6.4.1.. Toxicidad ..................................................................................................................................... 144
  6.4.2.. Compuestos tóxicos ............................................................................................................... 145
  6.4.3.. Contaminación por bionutrientes: eutrofización ......................................................... 147
Resumen ..................................................................................................................................................................... 147
Ejercicios propuestos ......................................................................................................................................... 148
Práctica 6. Estudio del pH y de la conductividad del agua .................................................. 148
Práctica 7. Volumetrías ................................................................................................................................. 149
Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 151

7.. MEDICIÓN, EVALUACIÓN Y DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES ................................... 153

Objetivos .................................................................................................................................................................... 153
Mapa conceptual .................................................................................................................................................. 154
Glosario ....................................................................................................................................................................... 155
  7.1.. El muestreo ................................................................................................................................................ 155
  7.2.. Técnicas básicas de muestreo ....................................................................................................... 156
  7.2.1.. Medición de parámetros in situ ......................................................................................... 156
  7.2.2.. Medición de parámetros en el laboratorio: conservación y transporte ............. 157
  7.3.. Depuración de las aguas residuales ........................................................................................... 158
  7.4.. Plantas depuradoras de vertidos industriales y urbanos ............................................. 161
 7.4.1.. Pretratamiento ............................................................................................................................ 161
  7.4.2.. Tratamientos primarios ........................................................................................................... 162
  7.4.3.. Tratamientos secundarios ..................................................................................................... 167
  7.4.4.. Tratamientos terciarios ............................................................................................................ 168
 7.4.5.. Potabilización ............................................................................................................................ 169
  7.4.6.. Línea de fangos ......................................................................................................................... 170
  7.5.. Legislación y normas específicas .................................................................................................. 172
Resumen ..................................................................................................................................................................... 173
Ejercicios propuestos ......................................................................................................................................... 174
Práctica 8. Muestreo de agua .................................................................................................................. 175
Práctica 9. Determinación cuantitativa de la dureza del agua ........................................... 176

Índice
 Gestión ambiental 9

Práctica 10. Determinación de la alcalinidad del agua .............................................................. 177

Práctica 11. Determinación de cloruros en un agua .................................................................... 179
Práctica 12. Depuración fisicoquímica del agua. Ensayo jar test.
Manejo del turbidímetro ................................................................................................... 181
Práctica 13. Filtración y adsorción ........................................................................................................... 183
Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 184

Parte IV
LOS RESIDUOS

8.. CONSUMO RESPONSABLE Y GESTIÓN DE RESIDUOS ................................................................. 189

Objetivos .................................................................................................................................................................... 189
Mapa conceptual .................................................................................................................................................. 190
Glosario ....................................................................................................................................................................... 190
  8.1.. Los recursos naturales ........................................................................................................................ 191
  8.1.1.. Inventario y evaluación de recursos naturales .............................................................. 192
  8.1.2.. Uso y requisitos legales de materias primas y recursos naturales ......................... 193
  8.2.. El consumo de materias primas y recursos naturales ..................................................... 193
  8.2.1.. Determinación del consumo ............................................................................................... 194
  8.3.. Reducción de consumo de materias primas y recursos naturales ......................... 196
 8.4..Residuos ...................................................................................................................................................... 197
  8.5.. Residuos radiactivos ............................................................................................................................ 198
  8.5.1.. Clasificación de residuos radiactivos ............................................................................... 199
  8.5.2.. Generación de residuos radiactivos ................................................................................. 200
  8.5.3.. Tratamiento de residuos radiactivos ................................................................................. 200
Resumen ..................................................................................................................................................................... 203
Ejercicios propuestos ......................................................................................................................................... 203
Práctica 14. Clasificación de residuos domésticos ........................................................................ 204
Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 205

9.. MEDICIÓN, EVALUACIÓN Y MINIMIZACIÓN DE RESIDUOS ...................................................... 207

Objetivos .................................................................................................................................................................... 207
Mapa conceptual .................................................................................................................................................. 208
Glosario ....................................................................................................................................................................... 209
  9.1.. Legislación y normas específicas de residuos ..................................................................... 209
  9.2.. El sistema de gestión de residuos ............................................................................................... 210
  9.2.1.. Caracterización de los residuos ......................................................................................... 212
  9.2.2.. Minimización de los residuos ............................................................................................. 214
  9.2.3.. Eliminación de los residuos ................................................................................................. 214
  9.2.4.. Recuperación de los residuos ............................................................................................ 215
  9.3.. Gestión de residuos domésticos ................................................................................................. 216
  9.3.1.. Fases del tratamiento de residuos domésticos ............................................................ 216
  9.4.. Gestión de residuos sanitarios ...................................................................................................... 218
  9.5.. Gestión de residuos agropecuarios, forestales y pesqueros .................................... 218
  9.6.. Gestión de residuos industriales ................................................................................................. 219
  9.7.. Gestión de residuos peligrosos .................................................................................................... 219

Índice
10 Gestión ambiental

  9.7.1.. Almacenamiento de residuos peligrosos ...................................................................... 222

  9.7.2.. Etiquetado de residuos peligrosos .................................................................................. 223
  9.7.3.. Transporte de residuos peligrosos .................................................................................... 224
Resumen ..................................................................................................................................................................... 224
Ejercicios propuestos ......................................................................................................................................... 225
Práctica 15. Eliminación de residuos en el laboratorio químico .......................................... 226
Práctica 16. Caracterización física de un residuo peligroso:
medición de la densidad y viscosidad de un aceite de motor ................ 227
Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 230

Parte V
EL SUELO

10..LA CONTAMINACIÓN DEL SUELO .............................................................................................................. 235

Objetivos .................................................................................................................................................................... 235
Mapa conceptual .................................................................................................................................................. 236
Glosario ....................................................................................................................................................................... 237
10.1.. Origen y formación del suelo ........................................................................................................ 237
10.2.. Estructura y propiedades fisicoquímicas del suelo .......................................................... 239
10.2.1.. Propiedades físicas del suelo ............................................................................................. 240
10.2.2.. Propiedades químicas del suelo ....................................................................................... 245
10.3.. Causas de la contaminación del suelo ..................................................................................... 246
Resumen ..................................................................................................................................................................... 249
Ejercicios propuestos ......................................................................................................................................... 250
Práctica 17. Determinación de sólidos ................................................................................................. 250
Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 255

11..MEDICIÓN, EVALUACIÓN Y RECUPERACIÓN DE SUELOS ........................................................... 257

Objetivos .................................................................................................................................................................... 257
Mapa conceptual .................................................................................................................................................. 258
Glosario ....................................................................................................................................................................... 259
11.1.. Muestreo de suelos .............................................................................................................................. 259
11.1.1.. Técnicas de muestreo de suelos ....................................................................................... 260
11.2.. Tratamiento y recuperación de los suelos ............................................................................ 262
11.2.1.. Técnicas de contención: aislamiento e inmovilización ............................................ 262
11.2.2.. Recuperación in situ ................................................................................................................ 263
11.2.3..Recuperación ex situ ............................................................................................................... 264
11.3.. Legislación y normas específicas .................................................................................................. 265
11.3.1.. Normativa para la evaluación de suelos ......................................................................... 266
Resumen ..................................................................................................................................................................... 266
Ejercicios propuestos ......................................................................................................................................... 267
Práctica 18. Muestreo de un suelo ......................................................................................................... 267
Práctica 19. Determinación de la humedad y de la porosidad de un suelo ................ 269
Práctica 20. Determinación de carbonatos, bicarbonatos y cloruros de un suelo ..... 270
Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 273

Índice
 Gestión ambiental 11

Parte VI
CATALOGACIÓN Y SISTEMAS DE GESTIÓN AMBIENTAL

12..LA CATALOGACIÓN DE ASPECTOS AMBIENTALES ......................................................................... 277

Objetivos .................................................................................................................................................................... 277
Mapa conceptual .................................................................................................................................................. 278
Glosario ....................................................................................................................................................................... 279
12.1.. Evaluación ambiental de una organización .......................................................................... 279
12.1.1.. Aspecto ambiental .................................................................................................................. 280
12.1.2.. Impacto ambiental .................................................................................................................. 281
12.2.. Metodologías de identificación de aspectos ambientales ......................................... 282
12.2.1.. Estudio de la situación preoperacional .......................................................................... 282
12.2.2.. Métodos de identificación de impactos ambientales .............................................. 284
12.3.. Metodologías de valoración de aspectos ambientales ................................................ 289
12.3.1.. Matriz de Leopold ................................................................................................................... 289
12.3.2.. Método de Batelle ................................................................................................................... 290
12.3.3.. Clasificación y valoración de los aspectos ambientales ........................................... 292
Resumen ..................................................................................................................................................................... 292
Ejercicios propuestos ......................................................................................................................................... 293
Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 293

13..SISTEMAS DE GESTIÓN AMBIENTAL ........................................................................................................ 295

Objetivos .................................................................................................................................................................... 295
Mapa conceptual .................................................................................................................................................. 296
Glosario ....................................................................................................................................................................... 296
13.1.. La calidad ................................................................................................................................................... 297
13.1.1.. Definición de calidad ............................................................................................................. 297
13.1.2.. La calidad total .......................................................................................................................... 297
13.1.3.. Sistemas de calidad ................................................................................................................ 298
13.2.. El sistema de gestión ambiental ................................................................................................... 300
13.2.1.. Proceso de implantación de un sistema de gestión ambiental ............................. 301
13.2.2.. El manual de gestión ambiental ......................................................................................... 302
13.3.. La auditoría medioambiental ......................................................................................................... 304
13.3.1..Objetivos ..................................................................................................................................... 304
13.3.2..Instrumentos ............................................................................................................................... 305
13.3.3.. Etapas de la auditoría medioambiental .......................................................................... 306
13.3.4..Metodología .............................................................................................................................. 307
13.4.. Planes de emergencia ......................................................................................................................... 308
13.5.. Norma ISO 14001 y sistema EMAS .............................................................................................. 309
13.5.1.. Norma ISO 14001 frente a sistema EMAS ...................................................................... 309
Resumen ..................................................................................................................................................................... 313
Ejercicios propuestos ......................................................................................................................................... 314
Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 314

BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................................................. 317

Índice
 2

La contaminación
atmosférica

Objetivos
3 Diferenciar los conceptos de emisión e inmisión.
3 Clasificar los principales contaminantes atmosféricos químicos, físicos y bio-
lógicos.
3 Relacionar la contaminación atmosférica con sus efectos sobre los seres vi-
vos y los materiales.
3 Inventariar los focos de emisión de contaminantes.
3 Conocer los efectos de la contaminación atmosférica.
46 PaRTe II. La aTmÓsFeRa

Mapa conceptual

La contaminación Características
Depende de la atmósfera
atmosférica
de

Produce

Lluvia
ácida
Origen Natural
Contaminantes
Esmog
Antropogénico
fotoquímico

Efecto
invernadero

Químicos Físicos Biológicos

Provienen de fuentes
Sustancias químicas Seres vivos
de energía

Primarios Ruido
Virus Bacterias

Secundarios Radiación térmica

Radiación
electromagnética

Radiactividad

Efectos

Personas Plantas Edificaciones

caPÍTuLo 2
 La conTamInacIÓn aTmosFÉRIca 47

Glosario

Aeroalérgeno. Partícula relativamente grande y compleja como polen, hongo, partes de

insectos, epitelios de animales, fragmentos de plantas, etc., capaz de producir alergia
respiratoria, cutánea o conjuntival.
Aerosoles. Mezcla de sólidos en suspensión en un líquido o un sólido.
Antropogénica. Generada por el hombre.
Cambio adiabático. Transformación termodinámica que un sistema experimenta sin que
haya intercambio de calor con otros sistemas.
Convección. Método de transferencia o intercambio de energía que se produce debido al
movimiento de un fluido por la diferencia de temperaturas.
Efecto invernadero. Suceso que aumenta la temperatura terrestre, al rebotar parte de las
radiaciones infrarrojas con moléculas como el dióxido de carbono.
Efluente. Gas contaminante expulsado a la atmósfera por las chimeneas.
Penacho. Masa de aire sobresaturado de vapor de agua y que contiene a menudo conta-
minantes sólidos, líquidos o gaseosos, vertida a la atmósfera por una chimenea.
Situación topográfica. Condiciones físicas de un lugar concreto de la naturaleza.
Velocidad de sedimentación. Rapidez media con que caen las partículas o gases a la su-
perficie de la Tierra.

2.1. La contaminación atmosférica

Para saber qué es la contaminación atmosférica lo más sencillo es acudir a la Ley 34/2007, de
Calidad del Aire y Protección de la Atmósfera, en la cual se define la contaminación atmosférica
como “la 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 definición de nivel de contaminación que da esta ley
es “la cantidad de un contaminante en el aire o su depósito en superficies con referencia a un
periodo de tiempo determinado”.
La contaminación atmosférica ha crecido exponencialmente desde el principio del si-
glo xx. Esta es consecuencia de una economía basada en los combustibles fósiles que provo-
can el vertido al aire de enormes cantidades de humos, gases tóxicos y productos químicos.
Las principales fuentes de polución artificial proceden de las grandes zonas industriales y de
núcleos urbanos muy poblados, en los que proliferan industrias y grandes concentraciones
de vehículos.

caPÍTuLo 2
48 PaRTe II. La aTmÓsFeRa

La atmósfera, que funciona como un dispersor de la contaminación y tiene un carácter

transfronterizo, en algunas ocasiones es incapaz de absorber una alta emisión de contaminantes,
y por ello se pueden producir situaciones de peligro medioambiental y riesgos graves para la
salud humana.
Los acontecimientos producidos por la con-
taminación atmosférica se pueden dividir en dos
clases:

1. Accidente de contaminación atmosférica, que

no es más que una emisión de sustancias
tóxicas que podría haber sido evitada.
2. Episodio de contaminación atmosférica, que
sucede cuando se unen varios factores
que por separado no tendrían importan-
cia pero que al ocurrir unidos provocan Figura 2.1
una elevada concentración de contami- La contaminación implica riesgos
para el medio ambiente
nantes en un lugar determinado.
y la salud humana

Investiga

Busca dos acontecimientos sobre la contaminación atmosférica que hayan sucedido durante
el siglo xx y explica con tus propias palabras a qué se debieron.

2.2. Características de la atmósfera

EXOSFERA

La atmósfera se puede definir como una masa de EXOBASE

gases fluida y turbulenta que se mueve en el es-

pacio y en el tiempo con intensidad variable. Esta TERMOSFERA
envoltura gaseosa tiene unos 2000 km de altura Aurora
Boreal
Satélite
LÍNEA KÁRMÁN
y la densidad de los gases que la componen des- Hubble

ciende con la altitud.

MESOSFERA
La temperatura de la atmósfera también des-
ciende con la altitud y permite clasificar la atmós- Meteoritos ESTRATOSFERA
CAPA DE OZONO
fera por capas. Estas, de abajo arriba, son troposfera, Avión de combate

estratosfera, mesosfera, termosfera y exosfera (fi- TROPOSFERA

Globo
de gran
altura
gura 2.2). Globo

Las proporciones de los componentes que Avión

de pasajeros

constituyen la atmósfera pueden ser constantes, va-

riables o accidentales, dependiendo del compuesto:

a) Los componentes constantes mayoritarios Figura 2.2

son N2, O2 y los gases nobles. Capas de la atmósfera

caPÍTuLo 2
 La contaminación atmosférica 49

b) Los componentes variables mayoritarios según el lugar y el tiempo atmosférico son el

dióxido de carbono CO2 y el vapor de agua H2O.
c) Los componentes accidentales son los contaminantes atmosféricos.

La capa más importante de la atmósfera es la troposfera, ya que en esta zona es donde se

encuentra el aire que respiramos y en ella se producen los fenómenos meteorológicos que de-
terminan el clima.

2.3.  Los contaminantes atmosféricos

Para considerar una sustancia como contaminante se tendrá en cuenta el efecto que produzca
sobre sus receptores, que dependerá de:

l La concentración del contaminante.

l El tipo de contaminante.
l El tiempo de exposición al contaminante.
l La sensibilidad de los receptores.
l La sinergia entre los contaminantes.
l Los factores ambientales.

Se puede clasificar la contaminación atmosférica dependiendo de varios criterios: según su

origen y según su naturaleza.

2.3.1.  Contaminantes atmosféricos según su origen

Según el origen de la producción de los contaminantes que se presentan en la atmósfera, estos
puede ser:

1. Naturales: producidos por la propia naturaleza. Se trata de la contaminación generada

por incendios forestales, erupciones volcánicas, tempestades de polvo y descomposición
de materia orgánica en el suelo y en los océanos.
2. Antropogénicos: producidos por la acción humana. Es la generada por los procesos indus-
triales, el transporte y las calefacciones.

2.3.2.  Contaminantes atmosféricos según su naturaleza

Según la naturaleza de los contaminantes, estos se pueden clasificar en:

a) Químicos: los contaminantes son sustancias químicas que varían la composición en la

atmósfera local o a globalmente. Estos tipos de contaminantes, a su vez, se dividen en
primarios, que son aquellos emitidos a la atmósfera que no han tenido tiempo de mez-
clarse o reaccionar con otros compuestos o elementos atmosféricos, y secundarios, que

Capítulo 2
50 Parte II.  La atmósfera

son los generados por la mezcla y reacción de los contaminantes primarios con otras
sustancias atmosféricas.
b) Físicos: los producidos por fuentes de energía que afectan a los valores normales de la at-
mósfera. Es en realidad una contaminación energética, ocasionada por ondas mecánicas
o electromagnéticas o bien por emisiones radiactivas. La contaminación física puede ser
acústica, término que engloba ruido y vibraciones y es un tipo de contaminación muy
frecuente en zonas urbanas e instalaciones industriales (se estudiará en el capítulo 4), y
térmica, que puede ser producida por:

l Radiación electromagnética. En los últimos 50 años han proliferado los campos elec-
tromagnéticos artificiales, y por ello los seres vivos se ven sometidos a radiaciones
extra que pueden causar alteraciones en los procesos fisiológicos de sus organismos.
l Radiactiva. La presencia en la corteza terrestre de radionucleótidos contribuye
a la radiación en la atmósfera mediante la introducción de material procedente
de esta, fundamentalmente debido a la acción erosiva del viento. Los principales
isótopos que se pueden encontrar son las series del uranio y del potasio 40. De los
procesos de combustión del carbón podemos encontrar el radón 222. La presencia
de altos niveles de radiación ocasionada por accidentes o por el uso indebido de
materiales radiactivos constituye uno de los fenómenos de contaminación más
importantes que se puede generar.

c) Biológicos: constituidos por seres vivos como microorganismos, aeroalérgenos, etc.

2.4.  Los contaminantes químicos

Los contaminantes de origen químico, una vez emitidos a la atmósfera, pueden sufrir transfor-
maciones químicas que alteren su naturaleza. Teniendo en cuenta esto, se dividen en primarios
y secundarios.

2.4.1.  Contaminantes primarios

Los contaminantes primaros se pueden clasificar en:

1. Aerosoles: son dispersiones de sustancias sólidas o líquidas en el aire:

a) Material particulado. Son dispersiones de materias sólidas en el aire. Las propiedades

de estas partículas que más afectan a los procesos de contaminación son el tamaño,
la forma y la composición química, que varía según su origen.
Así, tenemos:

l Compuestos orgánicos: procedentes tanto del humo producido en la combustión

del carbón, el petróleo, la madera y los residuos domésticos e industriales como
de los insecticidas y los procedentes de la fabricación de productos alimentarios
y químicos.

Capítulo 2
 La contaminación atmosférica 51

l Metales pesados: generalmente en forma de óxidos metálicos, que provienen de

las combustiones del carbón y de la gasolina.
l Partículas de polvo: normalmente procedentes del suelo y que contienen princi-
palmente compuestos de calcio, aluminio y silicio.

Una posible clasificación del material particulado atendiendo a su tamaño po-

dría ser la que se establece en el cuadro 2.1.

Cuadro 2.1
Clasificación del material particulado según su tamaño
Denominación Diámetro (µm) Características

<1 Realizan movimientos al azar que pueden

Núcleos de Aitken provocar coagulaciones con las que se consiguen
agregados de mayor tamaño.
1-10 Es la llamada materia en suspensión, ya que
Partículas medias tienden a formar suspensiones mecánicamente
en suspensión estables en el aire, que pueden ser trasladas a
grandes distancias por la acción de los vientos.
>10 Permanecen en suspensión en el aire cortos
Partículas sedimentables periodos y sus efectos son más acusados cerca de
los focos que las emiten.
1-1000 Partículas sólidas de origen mineral o materia
Polvos
dispersada en el aire.
<1 Partículas sólidas o líquidas debidas a la
Humos industriales
volatilización de metales, seguida o no de su
(fume)
condensación.
<1 Procedentes de procesos de combustión,
Humos de combustión
constituidos por partículas de carbono y de
(smoke)
hidrocarburos inquemados y cenizas volantes.
– Partículas alargadas de compuestos técnicos (por
Fibras
ejemplo, fibra de amianto, fibra de vidrio, etc.).

b)  Material líquido:

l Nieblas (mist): suspensión en el aire de pequeñas gotas de líquido, generadas por

condensación de un estado gaseoso o desintegración de un estado líquido por
procesos de atomización o evaporación. El tamaño de las gotitas oscila entre
0,01 y 0,1 µm.
l Bruma (fog): suspensión en el aire de pequeñas gotas apreciables a simple vista,
originadas por condensación. La bruma es más densa y de mayor tamaño que
las nieblas, y el tamaño de las gotitas oscila entre 2 y 60 µm.

2. Gases: las partículas son de tamaño molecular y pueden moverse por transferencia de
masas, por difusión o por influencia de la fuerza gravitatoria.

Capítulo 2
52 Parte II.  La atmósfera

3. Vapor: fase gaseosa de una sustancia que ordinariamente es sólida o liquida. El tamaño
de las partículas es como en el caso de los gases moleculares.

A) Composición química de los contaminantes primarios

1. Compuestos con azufre

La mayor parte son producto de la combustión de combustibles fósiles y contribuyen a la

lluvia ácida.
Los óxidos de azufre que se emiten a la atmósfera en mayores cantidades son el dióxido
de azufre (SO2) y, en menor proporción –no supera el 1-2% del anterior– el trióxido de
azufre (SO3).
El SO2 es un gas incoloro, de olor irritante en concentraciones superiores 3 ppm. Es 2,2 ve-
ces más pesado que el aire, pero se desplaza rápidamente en la atmósfera, es un gas bastante estable.
El SO3 es un gas incoloro y muy reactivo que condensa fácilmente. En condiciones nor-
males no se encuentra en la atmósfera, ya que debido a su solubilidad con el agua forma rápi-
damente ácido sulfúrico (H2SO4).

SO2 + ½O2 → SO3
SO3 + H2O → H2SO4

Las fuentes naturales de emisión son los gases volcánicos.

El sulfuro de hidrógeno (SH2), también acaba oxidándose como SO2, así que también se debe
tener en cuenta. La mayor parte se origina naturalmente cuando se produce la descomposición
de materia orgánica en pantanos, toberas y lodazales.
La fuentes artificiales de sulfuro de hidrógeno son las combustiones incompletas producidas
por falta de oxígeno y las plantas depuradoras de aguas residuales.

SH2 + O3 → SO2 + H2O

2. Compuestos con carbono

Estos compuestos contribuyen al efecto invernadero. Son:

a) El dióxido de carbono (CO2). Es un gas incoloro, no tóxico que se origina sobre todo
a partir de fuentes naturales (respiración y fotosíntesis). Las fuentes artificiales que lo
producen son los combustibles fósiles.

  Fundamental
El dióxido de carbono no se puede considerar un contaminante estricto, ya
que no es tóxico, pero su acúmulo en el aire ejerce un efecto de aumento
de la temperatura que interviene en la modificación climática del planeta.

Capítulo 2
 La contaminación atmosférica 53

b) El monóxido de carbono (CO) es el contaminante del aire que se encuentra en mayor

cantidad en la capa inferior de la atmósfera, sobre todo en el entorno de las grandes ciu-
dades. Es un gas incoloro, inodoro e insípido, cuyo punto de ebullición es de −192 °C.
Tiene una densidad del 96,5% de la del aire, así que es un gas muy ligero que no es
apreciablemente soluble en agua. Es inflamable y arde con llama azul, aunque no man-
tiene la combustión.

2C + O2 → 2CO
2CO + O2 → 2CO2

El monóxido de carbono se produce generalmente como resultado de alguno de

los siguientes procesos químicos, según José Manuel Carnicer (2007):

l Combustión incompleta del carbono.

l Reacción a elevada temperatura entre el dióxido de carbono y materiales que tie-
nen carbono.
l Disociación del CO2 a altas temperaturas: oxidación atmosférica del metano proce-
dente de la fermentación anaerobia (es decir, sin aire) de la materia orgánica.
l Proceso de producción y degradación de la clorofila en las plantas.

Recuerda

3 Las fuentes naturales de CO pueden ser la descomposición de la materia orgánica y la

oxidación del gas metano y las fuentes artificiales, la descomposición de los combustibles
fósiles en automóviles, industrias y calefacciones.

Investiga

Busca información sobre los combustibles fósiles más utilizados en transporte, industria y ca-
lefacción y razona cuál crees que es el que menos contamina la atmósfera.

3. Compuestos con nitrógeno

Este tipo de compuestos contribuyen a la lluvia ácida y al esmog fotoquímico y catalizan la

disminución de ozono estratosférico.
Las fuentes naturales de N producen el 85% del total y solo el 15% restante es producido
por fuentes artificiales.
Estos compuestos pueden ser:

Capítulo 2
54 Parte II.  La atmósfera

a) Los óxidos de nitrógeno (NOx). Son aquellos que poseen en su molécula algún átomo de
nitrógeno. Pueden clasificarse en tres grupos diferentes: formas orgánicas, formas oxi-
dadas y formas reducidas.
Se conocen ocho óxidos de nitrógeno distintos, pero solo tienen interés como conta-
minantes dos de ellos, el monóxido de nitrógeno (NO) –un gas incoloro y no inflamable, pero
inodoro y tóxico– y el dióxido de nitrógeno (NO2) –un gas pardo-rojizo, no inflamable pero tóxico
y con un olor muy asfixiante–. El resto se encuentra en equilibrio con estos dos, pero las
concentraciones son extraordinariamente bajas y, por tanto, carecen de importancia.
La mayor parte de los óxidos de nitrógeno que se producen en fuentes artificiales se
forman por la oxidación del nitrógeno atmosférico durante los procesos de combustión
a temperaturas elevadas.
b) El óxido nitroso (N2O). Procede mayoritariamente de fuentes naturales, principalmente
de la descomposición bacteriana de compuestos nitrogenados. No interviene en reac-
ciones fotoquímicas y contribuye de forma importante al efecto invernadero.

  Fundamental
La reacción que se da en la lluvia ácida es:
N2 + O2 → 2NO
2NO + O2 → 2NO2
2NO2 + O3 → N2O5 + O2
N2O5 + H2O → HNO3
Y la reacción de disminución del ozono estratosférico es:
hn
NO2 + HN → NO + O
NO + O3 → NO2 + O2

4. Hidrocarburos

Los hidrocarburos son sustancias que contienen hidrógeno y carbono. Su estado físico de-
pende de su estructura molecular, en particular del número de átomos de carbono que forman
su molécula. Hay decenas de millares de ellos.
Los hidrocarburos que contienen de uno a cuatro átomos de carbono son gases a la tempe-
ratura ordinaria y son los más importantes desde el punto de vista de la contaminación atmos-
férica porque favorecen la formación de las reacciones fotoquímicas.
Todos estos hidrocarburos se generan de forma artificial en el refinado del petróleo y en las
granjas intensivas.

5. Compuestos orgánicos volátiles

Estos compuestos son formadores del ozono troposférico y precursores de la destrucción

del ozono estratosférico; además, contribuyen a la formación del esmog fotoquímico al reaccio-
nar con otros contaminantes atmosféricos, como óxidos de nitrógeno, y con la luz solar.

Capítulo 2
 La contaminación atmosférica 55

Los compuestos orgánicos volátiles (COV, por sus siglas en español; o VOC, por sus siglas
en inglés) son sustancias químicas que contienen carbono y se encuentran en todos los ele-
mentos vivos. Se convierten fácilmente en vapores o gases. Junto con el carbono, contienen
elementos como hidrógeno, oxígeno, flúor, cloro, bromo, azufre o nitrógeno.

Toma nota

Los COV son liberados por la quema de combustibles como gasolina, madera, carbón o
gas natural. También se liberan a la atmósfera cuando se utilizan disolventes, pinturas y
otros productos habituales, empleados y almacenados en la casa y el lugar de trabajo.

Algunos ejemplos de compuestos orgánicos volátiles, muchos de los cuales son peligrosos
contaminantes del aire, son:

a) Naturales: isopreno, pineno y limoneno.

b) Artificiales: benceno, tolueno, nitrobenceno.

Otros ejemplos de compuestos orgánicos volátiles son el formaldehído, el clorobenceno,

disolventes como el tolueno, el xileno, la acetona, y el percloroetileno (o tetracloroetileno), que
es el principal disolvente usado en la industria de lavado en seco. Muchos compuestos orgánicos
volátiles se usan comúnmente en disolventes de pintura y de laca, repelentes de polillas, aroma-
tizantes del aire, materiales empleados en maderas, sustancias en aerosol, disolventes de grasa,
productos de uso automotor y disolventes para la industria de lavado en seco.

6. Compuestos halogenados

Estos son los productos químicos que contienen halógenos en su molécula, como el cloro,
el fluoruro de hidrógeno, el cloruro de hidrógeno y ciertos haluros. Ayudan a la destrucción del
ozono estratosférico y efecto invernadero; además, cabe destacar la acción tóxica del flúor y sus
derivados sobre los vegetales.
Los clorofluorocarbonos (CFC) surgen en los años veinte del siglo xx como refrigerantes en las
neveras y como formaciones de aerosoles en los espráis. El problema que ocasionan es que se des-
componen por medio de los rayos UVA C, de forma que se libera el ion cloruro que altera el equi-
librio de formación y destrucción del ozono estratosférico.También actúan como gases invernadero.

7. Metales tóxicos

Los metales tóxicos (Hg, Cd, Cr, Cu, Zn, As y Pb) son elementos metálicos de masa atómica
elevada y alta densidad que se comportan de un modo característico frente al medio, ya que son
bioacumulativos en los seres vivos y persistentes en el medio.
Algunos de ellos, como el plomo y el mercurio, se pueden encontrar también en forma
gaseosa. El ejemplo más conocido es el tetraetilo de plomo, que se utilizaba como antidetonante
de las gasolinas.

Capítulo 2