Tema 1

Contaminación atmosférica
[1.1] ¿Cómo estudiar este tema?
[1.2] Composición de la atmósfera
[1.3] Estructura de la atmósfera
[1.4] Clasificación de los contaminantes atmosféricos
[1.5] Efectos de la contaminación atmosférica
[1.6] Vehículos a motor
[1.7] Referencias bibliográficas
1
TEMA
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
Esquema
TEMA 1 – Esquema
Atmósfera: fina capa gaseosa (95% masa en primeros 30 km) Contaminantes: sustancia presente en el aire que
que rodea a la Tierra, adherida a ella por medio de la fuerza puede tener efectos nocivos para la salud humana y el
gravitatoria medio ambiente en su conjunto
Composición aire seco:

Estructura: Clasificación:
-Nitrógeno (78%)
-Troposfera (0-12 km) -Origen (naturales y antropogénicos) Según composición:
-Oxígeno (21%)
-Estratosfera (12-45 km) -Emisión (primarios y secundarios) Comp. Azufre (SO2, SO3,
-Argón (0,9%)
-Mesosfera (45-80 km) -Estado físico (sólido, líquido y gaseoso) H2S)
-Otros gases (0,1%)
2
-Termosfera(80-2000 km) -Reactividad (reactivos e inertes) Comp. Nitrógeno (N2O, NOx,
Agua variable (1 - 4%)
-Composición química NH3)
Comp. Carbono (CO, CO2)
Ozono (O3)
Comp. Orgánicos Volátiles
Funciones: Efectos: (COV)
-Filtración radiaciones solares dañinas -Destrucción capa de ozono Clorofluorocarbonos (CFC’s)
-Mantenimiento temperatura, distribución del calor -Efecto invernadero Partículas
-Capacidad de autodepuración -Lluvia ácida Metales pesados (Pb, Hg, Cd,
-Mantenimiento ciclo H2O y otros ciclos geoquímicos -Smog fotoquímico Cu, Zn, Cr…)
- CO
- Hidrocarburos
- NOx
- Aldehídos Vehículos a motor
- SO2
- Partículas (fuentes móviles de emisión)
- CO2
- Cl2
- H2
Gestión de la Contaminación
© Universidad Internacional de La Rioja (UNIR)

Ideas clave
1.1. ¿Cómo estudiar este tema?
Para estudiar este tema lee las Ideas clave que encontrarás a continuación.
A través de la lectura comprensiva del material de estudio y de otras fuentes adicionales,

como la bibliografía recomendada, se analizarán en este tema los siguientes puntos
fundamentales para comprender la contaminación atmosférica:
» La atmósfera en cuanto a su composición y estructura.

» Los diversos contaminantes atmosféricos que se pueden encontrar en la misma, así
como sus efectos en el medio ambiente y en la salud humana.
» El caso concreto de los vehículos a motor, principal foco de contaminación
atmosférica a nivel urbano y uno de los más importantes a nivel industrial.
1.2. Composición de la atmósfera
Se denomina atmósfera a la fina capa gaseosa que rodea a la Tierra, adherida a ella por
medio de la fuerza gravitatoria.
Se considera una capa fina porque, aunque sus componentes pueden llegar a alcanzar los
2.000 km de altura, el 95 % de su masa se encuentra concentrada en los primeros
30 kilómetros.
Figura 1. Imagen del planeta Tierra.
TEMA 1 – Ideas clave 3 © Universidad Internacional de La Rioja (UNIR)

El aire seco de la atmósfera se compone principalmente de nitrógeno (78 %), oxígeno

(21 %) y argón (0,9 %), así como de otros gases en pequeñas concentraciones
(0,1 %).
Gas Símbolo % Volumen
Nitrógeno N2 78,08
Oxígeno O2 20,95
Argón Ar 0,934
Dióxido de carbono CO2 0,0314
Neón Ne 0,00182
Helio He 0,000524
Metano CH4 0,000200
Kriptón Kr 0,000114
Hidrógeno H2 0,0000500
Óxido nitroso N2O 0,0000250
Dióxido de nitrógeno NO2 0,0000100
Monóxido de carbono CO 0,0000100
Xenón Xe 0,00000870
Dióxido de azufre SO2 0,00000200
Amoníaco NH3 0,00000100
Ozono O3 Trazas
Yodo I2 Trazas
Otros hidrocarburos - Trazas

Tabla 1. Composición química del aire seco. Fuente: (Contreras y Molero, 2006).

Nitrógeno
Oxígeno
Argón
Otros gases
Figura 2. Composición química del aire seco, % Vol.
La composición química del aire atmosférico permanece prácticamente constante

en cualquier punto geográfico del planeta, a excepción del vapor de agua.
Mientras que en las zonas tropicales se pueden encontrar concentraciones de agua

vaporizada de hasta el 4 % en volumen, en los polos dicha concentración no llega al 1 %.
Este vapor de agua procede de la evaporación de los mares y océanos, de los ríos, los
lagos, las plantas y otros seres vivos. Se suele medir en términos de humedad absoluta
o de humedad relativa. Cuanto mayor es la temperatura en una región, mayor
cantidad de vapor de agua puede admitir la atmósfera.
𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎

𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 =
𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠ó𝑛𝑛
𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎

𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 =
𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎
El vapor de agua es imprescindible para el desarrollo de la vida en la Tierra, y además

influye en el comportamiento de la atmósfera ya que, durante su condensación,
se libera una gran cantidad de energía que provoca fenómenos meteorológicos tales
como tormentas y huracanes.
En general, la atmósfera desempeña una serie de funciones sin las cuales no sería
posible la vida en la Tierra, como son:

» La filtración de radiaciones solares dañinas para la biosfera como las UV de

alta energía, gracias a gases como el ozono, el oxígeno y el nitrógeno.
» El mantenimiento de temperaturas estables y aptas para la vida mediante los

gases de efecto invernadero, además de la redistribución del calor.
» La capacidad de autodepuración por dos vertientes: el continuo movimiento de

la troposfera, que permite equilibrar la composición de la atmósfera, y la degradación
de contaminantes gracias a radicales reactivos como el hidroxilo (·OH).
» El mantenimiento del ciclo del agua, reteniendo el agua evaporada de mares y

océanos para redistribuirla posteriormente en forma de precipitaciones, así como el
mantenimiento de otros ciclos geoquímicos.
1.3. Estructura de la atmósfera
Las características de la atmósfera dependen, entre otros aspectos, de su altura

respecto a la superficie de la Tierra.
En general, se suele dividir la atmósfera en cuatro capas principales según la

distribución de temperaturas con la altura: troposfera, estratosfera, mesosfera y
termosfera.
Además de la temperatura, otras magnitudes se ven también afectadas por la altura de

la atmósfera. La presión atmosférica, medida en la superficie terrestre, también
varía con la altitud.
Esta presenta valores de unos 101,33 kPa (1 atmósfera) en la superficie terrestre y

disminuye progresivamente hasta alcanzar valores de presión del orden de 10-5 kPa
en la termosfera.

Figura 3. Capas de la atmósfera.
Cada una de las capas presenta una serie de características y composición que se
muestran de forma resumida a continuación:
Capas de la
Principales características
atmósfera
» Altura: 12 km. Límite superior: Tropopausa.

» Concentra un 80 % de toda la masa de la atmósfera.
» Capa más cercana a la superficie terrestre. En ella tienen lugar la
vida y los fenómenos meteorológicos.
» Composición del aire muy homogénea, a excepción del vapor de

agua.
Troposfera
» Grandes turbulencias y corrientes de aire por fenómenos de
convección: la superficie de la Tierra transmite calor a la
atmósfera y el aire caliente asciende por diferencia de
densidades, produciéndose así las mezclas de aire.
» La temperatura promedio disminuye con la altura, llegando a

-55 ºC.

Estratosfera » Altura: 45 km. Límite superior: Estratopausa.

» La capa de ozono (ozonosfera) comprende ente los 25-30 km de
altura, actúa como escudo protector absorbiendo radiaciones
UVB.
» Otros compuestos representativos: nitrógeno y oxígeno atómico

por disociación de las moléculas de N2 y O2. Para ello, se requiere
la absorción de radiaciones UVC.
» Escasas turbulencias, poca mezcla del aire en vertical.

» La temperatura se incrementa con la altura por la absorción de
radiación solar, hasta alcanzar los 0 ºC.
Mesosfera » Altura: 80 km. Límite superior: Mesopausa.

» Especies más representativas: oxígeno atómico, cationes O2+ y
NO+ que proceden de la termosfera.
» La temperatura decrece con la altura debido a la escasa absorción

de radiaciones, alcanzando los -90 ºC.
Termosfera » Altura: 2000 km. Límite superior: Exosfera.

» Contiene la ionosfera, compuesta por iones y electrones libres
que permite la comunicación por radio a larga distancia (refleja
las ondas hacia la Tierra).
» Se produce la disociación de nitrógeno y oxígeno molecular por

la absorción de radiaciones UVC.
» La temperatura aumenta con la altura debido a la absorción de

radiaciones, llegando a los 1200 ºC.
Tabla 2. Capas de la atmósfera y principales características.
Así mismo, se puede realizar otra diferenciación de la atmósfera en dos capas, según
la composición química:
Termosfera Heterosfera
Mesosfera
Estratosfera Homosfera
Troposfera
Figura. 4. Capas de la atmósfera y división según composición química.

» Homosfera: abarca la troposfera, la estratosfera y la mesosfera (80 km de altura

aproximadamente). En esta capa, la composición de los gases permanece
prácticamente constante, con las excepciones del vapor de agua y del ozono.
» Heterosfera: corresponde a la termosfera, donde el aire no presenta una

concentración homogénea debido a la diferencia de densidades de los gases más
ligeros.
1.4. Clasificación de los contaminantes atmosféricos
La normativa europea vigente sobre calidad del aire establece la siguiente

definición:
Contaminante (atmosférico): «Toda sustancia presente en el aire ambiente que

pueda tener efectos nocivos para la salud humana y el medio ambiente en su conjunto».
Directiva 2008/50/CE (Art. 2)
Estos contaminantes son de naturaleza muy variada, proceden de distintas

fuentes emisoras (tanto naturales como antropogénicas) y producen un impacto
ambiental negativo afectando a la atmósfera en mayor o menor grado, bien de forma
directa (contaminantes primarios) o transformándose en otras especies químicas al
reaccionar con la luz solar y otras sustancias (contaminantes secundarios).
Teniendo en cuenta estas consideraciones, se pueden clasificar los contaminantes

atmosféricos según diferentes aspectos:

Fenómenos naturales: volcanes,

Naturales océanos, incendios forestales,
Según degradación biológica...
Origen Actividades humanas:
Antropogénicos extracción, combustibles fósiles,
actividad
industrial, residuos…
Emitidos directamente a la
Según Primarios
atmósfera
Forma
Resultantes de
Emisión Secundarios
CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS
transformaciones químicas de
primarios
Polvo en suspensión,
Sólidos
cenizas…
Según Líquidos Gotas en suspensión o

Estado físico disueltas en agua líquida
Gaseosos Mezcla de gases en aire
Alta capacidad
Reactivos para reaccionar
Según químicamente
Reactividad
Inertes Baja capacidad para
reaccionar químicamente
Comp. Azufre SO2, SO3, SH2…
Según
Composición Comp. Nitrógeno N2O, NOx, NH3…
Comp. Carbono CO, CO2, COV…
Otros O3, CFC’s, MP…
Figura 5. Clasificación de los contaminantes atmosféricos.
A continuación se muestran, de forma resumida, los principales contaminantes que

se pueden encontrar de forma mayoritaria en el ambiente atmosférico, sus
principales fuentes emisoras y sus efectos en el medio ambiente y en la salud humana.

Principales contaminantes atmosféricos
Dióxido de azufre (SO2)
Trióxido de azufre (SO3)
Sulfuro de hidrógeno (H2S)
Fuentes de Emisión Efectos
Naturales:
» Erupciones volcánicas (SO2, H2S).

» Lluvia ácida por formación de ácido
» Degradación de materia orgánica (H2S).
sulfúrico (H2SO4).
» Oxidación química de SO2 (SO3).
» Corrosión de materiales y alteración de
Antropogénicas: las propiedades del suelo y de las aguas.
» Combustión de carburantes fósiles (SO2, » Afecciones pulmonares por inhalación.
SO3, H2S).
» Afectan a la vegetación.
» Procesos industriales como fundición (SO2),
estaciones depuradoras de aguas (H2S).
Tabla 3 A. Compuestos de Azufre.
Óxido nitroso (N2O)
Óxido nítrico (NO) y dióxido de nitrógeno (NO2), NOx
Amoníaco (NH3)
Naturales:
» Degradación biológica por

microorganismos del suelo (N2O, NOx,
NH3). » Pueden generar ácidos corrosivos (ácido
» Incendios forestales (NOx). nítrico, HNO3).
» Oxidación química de NO (NO2). » Se relacionan con afecciones

Antropogénicas: pulmonares.
» Industria química: producción de » Daños en las plantas.

anestésicos (N2O), fertilizantes y explosivos
(NOx, NH3)…
» Procesos de combustión, motores (NOx).
Tabla 3 B. Compuestos de Nitrógeno

Dióxido de carbono (CO2)
Monóxido de carbono (CO)
Naturales:
» Respiración de los seres vivos (CO2).

» Degradación de la materia orgánica (CO).
» Pueden provocar la muerte por sustituir
» Emisiones oceánicas (CO).
al oxígeno en la sangre, formando
Antropogénicas: carboxihemoglobina.
» Quema de combustibles fósiles (CO, CO2). » Gases de efecto invernadero.
» Reacciones a altas temperaturas entre CO2
y otras especies con carbono, por ejemplo
en altos hornos (CO).
Tabla 3 C. Compuestos de Carbono.
Hidrocarburos alifáticos y aromáticos volátiles como*: metano, tolueno, n-butano, i-pentano,

etano, benceno, n-pentano, propano y etileno.
Naturales:
» Emisión de sustancias aromáticas por la

vegetación.
» Incendios forestales.
» Precursores del smog fotoquímico,
Antropogénicas: pudiendo causar daños respiratorios.
» Quemas agrícolas. » Daños en la piel, se asocian con el
» Industria química y farmacéutica. cáncer.
» Fabricación de pinturas, barnices y resinas.

» Industria automovilística.
» Transporte.
Tabla 3 D. Compuestos Orgánicos Volátiles (COV).
*Según el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico de España

(2020), los COV son «todos aquellos hidrocarburos que se presentan en estado gaseoso
a la temperatura ambiente normal o que son muy volátiles a dicha temperatura».

Ozono (O3)
Naturales:
» Precursor del smog fotoquímico.
» Descargas eléctricas en tormentas.
» Irritación de mucosas y aparato
Antropogénicas:
respiratorio.
» Acción de la luz solar sobre ciertos
» Daños en las plantas.
contaminantes (NO2 y COV).
Tabla 3 E. Ozono Troposférico.
Derivados de hidrocarburos saturados obtenidos mediante la sustitución de átomos de

hidrógeno por átomos de cloro y flúor: CCl4, CFCl3, CF2Cl2…
Antropogénicas:
» Fabricación y uso como refrigerantes, » Destrucción de la capa de ozono.

disolventes, esterilizantes, etc.
Tabla 3.F. Halocarburos (CFC).
Sedimentables: polvo (diámetro > 10 µm).
No sedimentables / Aerosoles: humos, nieblas (diámetro < 10 µm).
Naturales:
» Polvo del suelo por acción del viento.

» Emisiones gaseosas naturales (volcanes,
emisiones marinas, incendios…). » Enfermedades del aparato respiratorio.
Antropogénicas: » Interferencias en la fotosíntesis.
» Quema de combustibles fósiles.
» Procesos industriales, tráfico, incineración,
residuos…
Tabla 3 G. Partículas.

Plomo (Pb)
Mercurio (Hg)
Cadmio (Cd)
Cobre (Cu)
Cinc (Zn)
Cromo (Cr)
Antropogénicas:
» Bioacumulación en el organismo que
» Combustibles fósiles. provoca enfermedades respiratorias y
» Incineración de residuos. cardiovasculares, así como daños
cerebrales y psicológicos.
» Centros metalúrgicos.
Tabla 3 H. Metales pesados.
Los efectos negativos que pueden producir los contaminantes atmosféricos dependen,
entre otros aspectos, de la zona de la atmósfera alcanzada por estas emisiones
contaminantes.
» Troposfera. al tratarse de la zona más baja de la atmósfera, la mayor parte de los

contaminantes emitidos se dispersan en ella, afectando de forma directa a los
procesos básicos de la biosfera (respiración y metabolismo vegetal). Además, se dan
grandes turbulencias y corrientes de aire debido a movimientos verticales de
convección, por lo que estos agentes contaminantes son mezclados en el seno de la
atmósfera con facilidad.
» Estratosfera. en esta zona no se producen prácticamente turbulencias ni mezclas de

aire vertical, por lo que los contaminantes atmosféricos permanecen estáticos y son
difíciles de eliminar (por ejemplo, aerosoles). Otra característica importante en esta
región de la atmósfera es la presencia de la capa de ozono estratosférico, de vital
importancia por su papel en la absorción de radiación UVB, sin la cual no sería posible
la vida en la Tierra. Algunos contaminantes son capaces de contribuir a la destrucción
de esta (CFC).
» Mesosfera y termosfera. zonas más altas de la atmósfera, de difícil acceso ya que

los contaminantes tienden a permanecer de forma estratificada en la estratosfera.

1.5. Efectos de la contaminación atmosférica
La actividad humana, como hemos visto, genera tal cantidad y variedad de emisiones
desde la Revolución Industrial (s. XVIII) que ha dado lugar a una problemática a
escala global, alterando la composición de la atmósfera y produciendo efectos nocivos
sobre el medio ambiente y la salud.
Los problemas ambientales más significativos derivados de la contaminación

atmosférica son: la destrucción de la capa de ozono, el efecto invernadero, la
lluvia ácida y la contaminación fotoquímica (smog).
Gracias a la cooperación internacional se intenta buscar solución a dichos

problemas, ya que afectan a todo el planeta.
Figura 6. Emisiones atmosféricas.
La destrucción de la capa de ozono
El ozono (O3) es un gas reactivo de carácter fuertemente oxidante. Constituye un

contaminante secundario a nivel troposférico, ya que se origina a partir las
emisiones de ciertos contaminantes primarios como NOx, COV, CH4 y CO, asociados al
uso de combustibles fósiles. Tiene efectos nocivos sobre la salud y el medio ambiente por
su toxicidad y propiedades corrosivas.
No obstante, a nivel estratosférico el ozono juega un papel imprescindible para la

vida. Su permanencia en la estratosfera constituye la llamada ozonosfera o capa de
ozono, que se sitúa principalmente entre los 25 y los 30 km de altura.

El mecanismo que explica la formación y la degradación del ozono en la

estratosfera, de forma simplificada, es el siguiente:
𝑂𝑂 + 𝑂𝑂2 → 𝑂𝑂3
𝑂𝑂3 + ℎ𝑣𝑣 → 𝑂𝑂2 + 𝑂𝑂
Para que tenga lugar este mecanismo de reacción, es necesaria la absorción de radiación
UV de alta energía (representada como hv).
La absorción de radiación UVB hace de la ozonosfera un escudo protector

impidiendo que dicha radiación, muy peligrosa para los seres vivos, alcance la superficie
terrestre.
La mayor parte del ozono estratosférico se forma en los trópicos, debido a la gran
incidencia de la radiación solar en estas zonas. Los vientos difunden y distribuyen de
forma horizontal este ozono hacia las regiones intermedias y los polos.
Sin embargo, durante el invierno, los polos no reciben luz solar. Se crean, además, unas
masas de aire estáticas que impiden la llegada del ozono contenido en las corrientes de
aire que vienen de los trópicos.
Por añadidura, estas masas de aire de circulación cerrada contienen sustancias químicas
que degradan el ozono estratosférico, como son los óxidos de nitrógeno, algunas
nubes de polvo y los clorofluorocarbonos (CFC). Las bajas temperaturas
favorecen la activación de estas especies y su interacción con los demás componentes de
la atmósfera.
El mecanismo de destrucción del ozono, tomando la molécula de CFCl3 a modo de

ejemplo, sería el siguiente:
𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶3 + ℎ𝑣𝑣 → 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶2 + 𝐶𝐶𝐶𝐶 ·

𝐶𝐶𝐶𝐶 · +𝑂𝑂3 → 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 + 𝑂𝑂2
𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 + 𝑂𝑂3 → 𝑂𝑂2 + 𝐶𝐶𝐶𝐶 ·

Por cada molécula de ozono destruida se produce otra de radical cloro (Cl·) que
reaccionará con otra molécula de ozono, continuando la reacción en cadena y pudiendo
destruir así un elevado número de moléculas de O3.
Al disminuir la concentración de O3 en la estratosfera, la capa de ozono se debilita y se

forman los llamados «agujeros de ozono». Este se podrá regenerar posteriormente,
cuando finalice la masa de aire estática, pero de forma muy lenta.
Las emisiones de estos gases, causantes de la destrucción de ozono, están fuertemente

restringidas gracias al Protocolo de Montreal (1987). Sin embargo, al tratarse de
gases muy persistentes con una vida media de entre 5 y 100 años, continuarán notándose
sus efectos durante décadas.
Los efectos de los «agujeros de ozono» se relacionan con el cáncer de piel por la
mayor incidencia de la radiación UVB en la superficie terrestre, además de provocar el
envejecimiento prematuro de la piel así como cataratas y demás daños oculares. Los
ecosistemas se ven alterados por la destrucción de diversos organismos (como el
fitoplancton marino), y se incrementan los daños en los materiales que están expuestos
a la intemperie.
El efecto invernadero
La superficie terrestre absorbe, aproximadamente, la mitad del flujo de radiación solar

que llega al planeta. Parte de esta radiación es reflejada de nuevo en la zona del espectro
infrarrojo (IR). A su vez, ciertos gases de la atmósfera reciben y absorben dicha
radiación IR produciendo un calentamiento de esta y un flujo térmico descendente.
Este calor se distribuye gracias a las corrientes atmosféricas y oceánicas.
El calentamiento de la superficie terrestre debido a la captación y amortiguación

de la radiación IR por ciertos gases atmosféricos recibe el nombre de efecto
invernadero.
Este es un proceso natural e imprescindible para la vida en la Tierra, ya que

contribuye a mantener las temperaturas en unos rangos estables y adecuados.

Figura 7. Efecto invernadero
No obstante, las emisiones generadas por la actividad humana han

incrementado la concentración de los gases de efecto invernadero (GEI) hasta
unos niveles mayores de lo asumible por la naturaleza, lo que está produciendo un
sobrecalentamiento del planeta.
Los principales GEI son los siguientes:
» Dióxido de carbono (CO2).

» Metano (CH4).
» Óxido nitroso (N2O).
» Hidrofluorocarbonos (HFC’s).
» Perfluorocarbonos (PFC’s).
» Hexafluoruro de azufre (SF6).
Estos GEI son distribuidos por la troposfera tras su emisión y pueden permanecer
en ella durante siglos. Es por ello que constituyen un problema a nivel planetario a
largo plazo y con consecuencias difíciles de predecir.
En este contexto, el Acuerdo de París adoptado en la Conferencia sobre el Clima (COP21)

en diciembre de 2015 fue «el primer acuerdo universal y jurídicamente vinculante»
establecido para mitigar las consecuencias del cambio climático mediante la reducción
progresiva de las emisiones de GEI, en un marco de transparencia y unidad. Por su parte,
el código normativo de Katowice adoptado en la COP24 (diciembre de 2018) recoge
directrices, normas y procedimientos comunes detallados que ponen en práctica dicho
Acuerdo de París (Comisión Europea, 2020).

Gas de efecto invernadero Tiempo de residencia atmósfera
Dióxido de carbono (CO2) 5 a 200 años
Metano (CH4) 12 años
Óxido nitroso (N2O) 114 años
Clorofluorocarbono-11 (CFC-11) 45 años
Hidrofluorocarbono-23 (HFC-23) 260 años
Perfluorometano (CF4) >50.000 años
Tabla 4. Tiempo de residencia de algunos GEI (Gallego et al., 2012).
El efecto invernadero o calentamiento global se ha convertido, por tanto, en un

problema global que afecta al clima de todo el planeta:
» Aumento de la temperatura media global.

» Aumento de sequías en algunas regiones e inundaciones en otras.
» Mayor frecuencia en la formación de huracanes.
» Deshielo progresivo de los casquetes polares, provocando la subida del nivel del
mar.
» Incremento de las lluvias torrenciales.
» Aparición de olas de calor más largas e intensas de lo habitual.
Además, influye en otros fenómenos como la desertización y la desaparición de diversas

especies vegetales y animales.
La lluvia ácida
El ser humano genera emisiones nocivas para la atmósfera a partir de la quema de

combustibles fósiles para la producción de energía y el transporte, entre otros usos.
Las moléculas liberadas de dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx)

en este proceso entran en contacto con el agua, el oxígeno y otras sustancias presentes
en la atmósfera, formando ácido sulfúrico (H2SO4) y ácido nítrico (HNO3),
respectivamente. Estos ácidos son muy corrosivos debido a su elevado poder oxidante.
1
𝑆𝑆𝑆𝑆2 + 𝑂𝑂2 → 𝑆𝑆𝑆𝑆3
2
𝑆𝑆𝑆𝑆3 + 𝐻𝐻2 𝑂𝑂 → 𝐻𝐻2 𝑆𝑆𝑆𝑆4

1
𝑁𝑁𝑁𝑁 + 𝑂𝑂2 → 𝑁𝑁𝑁𝑁2
2
𝑁𝑁𝑁𝑁 + 𝑂𝑂3 → 𝑁𝑁𝑁𝑁2 + 𝑂𝑂2
3𝑁𝑁𝑁𝑁2 + 𝐻𝐻2 𝑂𝑂 → 2𝐻𝐻𝑁𝑁𝑁𝑁3 + 𝑁𝑁𝑁𝑁
Se considera lluvia ácida a la deposición de ácido sulfúrico o nítrico desde la

atmósfera, bien sea en forma de precipitaciones acuosas (deposición húmeda) o de
partículas de material (deposición seca).
El pH de la lluvia suele encontrarse en el rango 5 - 5,7. Se considera que esta lluvia es

ácida cuando su pH es menor de 5.
Este material ácido se deposita sobre el suelo y sobre los acuíferos, causando la
acidificación del medio y su correlativa toxicidad para diversas especies vegetales y
animales. En concreto, la acidificación conlleva consecuencias graves tales como:
» Salud: irritación, asma o enfisemas.

» Plantas y animales: defoliación o muerte.
» Lagos, río y arroyos: disminución del pH natural de las aguas.
» Suelo: alteración del equilibrio iónico.
» Estructuras: erosión físico-química y deterioro de los materiales.
La contaminación fotoquímica (smog)
La mezcla de ciertos contaminantes primarios susceptibles de ser oxidados (NOx

e hidrocarburos volátiles, COV) con otros de origen secundario (principalmente
ozono y radicales peroxi) en presencia de luz solar da como resultado una
atmósfera de color marrón rojizo, oscura y cargada de compuestos nocivos para la
biosfera y los materiales. Este fenómeno se conoce como smog (smoke-fog).
La formación de smog fotoquímico es más acusada en aquellas ciudades con un clima

seco, cálido y soleado, y sobre todo si existe un gran número de vehículos en
circulación, debido a que se requieren los siguientes elementos para su aparición: luz
solar, NOx, COV y temperaturas mayores de 18 ºC.

𝑁𝑁𝑁𝑁 + 𝑂𝑂3 → 𝑁𝑁𝑁𝑁2 + 𝑂𝑂2

𝑁𝑁𝑁𝑁 + 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅· → 𝑁𝑁𝑁𝑁2 + 𝑅𝑅𝑅𝑅·
Los radicales peroxi (ROO·), derivados de los COV, reaccionan con el óxido nítrico en
lugar del ozono, permitiendo que este se acumule en la troposfera.
Otra forma de smog es el denominado smog ácido. Este se produce en atmósferas

contaminada con un elevado contenido en SO2, al que acompañan también altos
niveles de partículas en suspensión, humedad y temperaturas frías. A causa de
ello, se forma una capa de aire frío que impide el ascenso de otras más cálidas.
Los efectos sobre la salud humana se caracterizan por la irritación y deposición de

partículas en los pulmones, tos, irritación de ojos y mucosas, bronquitis, enfisemas y
ataques asmáticos.

1.6. Vehículos a motor
Los procesos industriales representan fuentes muy diversas de contaminación

atmosférica, por lo que su estudio debe enfocarse en cada caso particular.
No obstante, algo que tienen en común gran parte de las actividades contaminantes
humanas, tanto en núcleos urbanos como en áreas industriales, es la emisión a la
atmósfera de sustancias dañinas por parte de los vehículos a motor.
Figura 8. Tráfico urbano.
Los vehículos a motor forman parte de las denominadas fuentes móviles de

emisión atmosférica, puesto que se van desplazando y expulsan contaminantes sin
afectar de forma permanente a la misma zona.
Otras fuentes móviles que alteran el equilibrio de la atmósfera son los ferrocarriles, la
aviación y la navegación marítima. El transporte de personas y mercancías suele
llevarse a cabo en la actualidad empleando vehículos a motor, especialmente coches y
camiones. Estos vehículos emiten, durante su funcionamiento, ciertas especies
contaminantes:
» Monóxido de carbono (CO).

» Hidrocarburos.
» Óxidos de nitrógeno (NOx).
» Partículas.
» Dióxido de azufre (SO2).
» Aldehídos.
» Dióxido de carbono (CO2).
» Gas hidrógeno (H2).
» Gas cloro (Cl2).

Las emisiones de los vehículos con motor de gasolina proceden principalmente de los
residuos expulsados por el tubo de escape, debido a la combustión incompleta del
carburante. También se pueden producir pérdidas por el cárter, los depósitos de aceite o
la evaporación por los depósitos. Para tratar de solventar este problema, se ha
implementado el uso de catalizadores que reduzcan las emisiones contaminantes.
Respecto a los motores diésel, suelen ser más limpios que los motores de explosión
porque el proceso se lleva a cabo con exceso de oxígeno y la combustión se produce de
forma prácticamente completa. Sin embargo, los fallos en la bomba de inyección
pueden generar mezclas no homogéneas o con oxígeno deficiente, dando lugar a la
generación de gases tóxicos y partículas: CO, compuestos orgánicos volátiles (COV),
alquitranes, humos negros, humos blancos, olores, etc.
Existen otros tipos de motores para vehículos, como son los motores con turbinas de
gas, Wankel o rotativos, o en dos tiempos. Todos ellos se caracterizan por su sencillez y,
generalmente, por emitir menores emisiones que los convencionales. Es por ello que se
convierten en una buena alternativa para los transportes en el futuro.
La problemática de las emisiones dañinas por los vehículos a motor es tal que han
precisado de una reglamentación específica, la cual puede clasificarse en tres
grupos:
» Regulación de las características que deben tener los combustibles.

» Especificaciones técnicas de los vehículos a motor.
» Establecimiento de límites para las emisiones gaseosas.
Los vehículos comercializados deben cumplir dichos límites de emisión. Además, las
Inspecciones Técnicas de Vehículos se encargan de comprobar, entre otros aspectos, el
buen funcionamiento de los motores, de los tubos de escape y, en su caso, de los
catalizadores.

1.7. Referencias bibliográficas
Comisión Europea (2020). Acuerdo de París. Disponible en:

https://ec.europa.eu/clima/policies/international/negotiations/paris_es
Contreras, A. y Molero, M. (2006). Ciencia y Tecnología del Medio Ambiente. Madrid:

UNED.
Directiva 2008/50/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 21 de mayo de 2008,

relativa a la calidad del aire ambiente y a una atmósfera más limpia en Europa. Diario
Oficial de la Unión Europea, L 152/1, 11 de junio de 2008.
Gallego, A., González, I., Sánchez, B., Fernández, P., Garcinuño, R. M., Bravo, J. C.,
Pradana, J. A. García, M. A. y Durand, J. S. (2012). Contaminación atmosférica.
Madrid: UNED.
Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, Gobierno de España.

(2020). Compuestos orgánicos volátiles. Disponible en:
https://www.miteco.gob.es/es/calidad-y-evaluacion-ambiental/temas/atmosfera-y-
calidad-del-aire/emisiones/act-emis/compuestos_organicos_volatiles.aspx

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Efectos globales de la contaminación atmosférica
En esta lección magistral se van a comentar con mayor profundidad los problemas a
escala global derivados de la contaminación atmosférica: la destrucción de la capa de
ozono, el calentamiento global, la lluvia ácida y el smog fotoquímico.
Accede a la lección magistral a través del aula virtual
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Contaminación y medio ambiente
Cicerone, D. (2007). Contaminación y Medio Ambiente. Buenos Aires: Eudeba.
Libro con completa información sobre contaminantes medioambientales.

Para este tema es de utilidad el tercer capítulo «Presentación de la
naturaleza fisicoquímica de los contaminantes», en particular el apartado
«Los contaminantes atmosféricos».
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TEMA 1 – Lo + recomendado 25 © Universidad Internacional de La Rioja (UNIR)

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Actividades emisoras
En el portal del Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico se puede

visitar la sección de «actividades emisoras» en la que se recoge información sobre
distintas actividades que contribuyen a la contaminación atmosférica.
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https://www.miteco.gob.es/es/calidad-y-evaluacion-ambiental/temas/atmosfera-y-
calidad-del-aire/emisiones/act-emis/
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Redes. Las amenazas contra el clima
Este vídeo del programa Redes, presentado por Eduard Punset, hace un repaso por las
principales amenazas para el futuro del planeta y el papel que juega el ser humano en la
evolución del clima. Para ello, cuenta con la colaboración de Mario Molina, Premio Nobel
de Química por sus investigaciones respecto a la acción de los clorofluorocarbonos
(CFC’s) en la degradación de la capa de ozono.
Accede al vídeo a través del aula virtual o desde la siguiente dirección web:
http://www.rtve.es/alacarta/videos/redes/redes-amenazas-contra-clima/961833/

Una verdad incómoda
Título original: An Inconvenient Truth.

Año: 2006.
Duración: 96 min.
País: Estados Unidos.
Director: Davis Guggenheim.
Intérpretes: Al Gore, Billy West.
Sinopsis: Una verdad incómoda es un documental protagonizado
por Al Gore que trata de demostrar, de forma clara y directa, en
qué consiste el cambio climático, cómo se ha producido y sus consecuencias.

+ Información
A fondo
Características fisicoquímicas de los gases y partículas contaminantes del

aire
Sánchez, J. M. (2012). Características fisicoquímicas de los gases y partículas

contaminantes del aire. Su impacto en el asma. Iatreia, 25(4), 369-379.
Este artículo revisa los principales gases y partículas emitidos a la atmósfera que se
consideran factores de riesgo en el aumento de enfermedades asmáticas.
Accede al artículo a través del aula virtual o desde la siguiente dirección web:
http://www.scielo.org.co/pdf/iat/v25n4/v25n4a07.pdf
Cómo se pueden reducir hasta un 50% las emisiones contaminantes de los

coches diésel
Este artículo, publicado por ABC Motor, hace un repaso de la problemática existente a la
hora de regular las emisiones de NOx y de partículas en los vehículos diésel, al tiempo
que trata cómo la innovación tecnológica ha ayudado progresivamente a disminuir
dichas emisiones a través de diferentes proyectos de I+D+i.
Accede al artículo a través del aula virtual o desde la siguiente dirección web:
https://www.abc.es/motor/reportajes/abci-como-pueden-reducir-hasta-50-por-
ciento-emisiones-contaminantes-coches-diesel-201910162257_noticia.html
TEMA 1 – + Información 28 © Universidad Internacional de La Rioja (UNIR)

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AEMET. Radiación y Ozono
Sección del portal de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) en la que es posible

acceder a las observaciones de radiación solar y de capa de ozono en España, cuyos
valores son actualizados diariamente.
Accede a la página web a través del aula virtual o desde la siguiente dirección:
http://www.aemet.es/es/eltiempo/observacion/radiacion/radiacion
Bibliografía
Camilloni, I. y Vera, C. (2007). El aire y el agua en nuestro planeta. Buenos Aires:

Eudeba.
Cicerone, D. (2007). Contaminación y Medio Ambiente. Buenos Aires: Eudeba.
TEMA 1 – + Información 29 © Universidad Internacional de La Rioja (UNIR)

Test
1. La atmósfera se compone principalmente de:

A. Nitrógeno y oxígeno en proporción variable.
B. Composición constante de agua, nitrógeno y oxígeno.
C. Nitrógeno, oxígeno, argón y otros gases en pequeñas concentraciones.
D. Ninguna de las anteriores es correcta.
2. La capa inferior de la atmósfera, que alcanza unos 12 km de altura, se denomina:

A. Termosfera.
B. Mesosfera.
C. Estratosfera.
D. Troposfera.
3. La ozonosfera o capa de ozono se encuentra en:

A. La troposfera.
B. La estratosfera.
C. La mesosfera.
D. La termosfera.
4. Son contaminantes de origen antropogénico los procedentes de:

A. Emisiones volcánicas.
B. Procesos de degradación biológica.
C. Quema de combustibles fósiles.
D. Ninguna de las anteriores es correcta.
5. El ozono troposférico tiene como fuente emisora de origen natural:

A. Las descargas eléctricas en tormentas.
B. La emisión de sustancias aromáticas por la vegetación.
C. La quema de combustibles fósiles.
D. Los procesos de respiración de los seres vivos.
TEMA 1 – Test 30 © Universidad Internacional de La Rioja (UNIR)

6. Los clorofluorocarbonos (CFC) son los principales responsables de:

A. El efecto invernadero.
B. La degradación de la capa de ozono.
C. El smog fotoquímico.
D. La lluvia ácida.
7. Son gases de efecto invernadero:

A. Dióxido de carbono (CO2).
B. Metano (CH4).
C. Óxido nitroso (N2O).
D. Todas las anteriores son correctas.
8. El dióxido de azufre (SO2) es causante de la lluvia ácida porque forma:

A. Ácido sulfúrico.
B. Ácido nítrico.
C. Ácido carbónico.
D. Ácido acético.
9. El smog fotoquímico se favorece en ciudades con las siguientes características:

A. Clima húmedo, temperaturas frías y partículas en suspensión.
B. Clima frío y seco, con mucho tráfico.
C. Clima seco, cálido y soleado, con tráfico
D. Clima húmedo y caluroso.
10. Los motores diésel:

A. Suelen ser más limpios en emisiones que los motores de explosión.
B. En ellos la combustión se realiza de forma prácticamente completa.
C. Los fallos en la bomba de inyección son los causantes de generar partículas y
gases tóxicos.
D. Todas las respuestas anteriores son correctas.
TEMA 1 – Test 31 © Universidad Internacional de La Rioja (UNIR)

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Contaminación atmosférica

[1.1] ¿Cómo estudiar este tema?

[1.2] Composición de la atmósfera

[1.3] Estructura de la atmósfera

[1.4] Clasificación de los contaminantes atmosféricos

[1.5] Efectos de la contaminación atmosférica

[1.6] Vehículos a motor

[1.7] Referencias bibliográficas

Composición aire seco:

© Universidad Internacional de La Rioja (UNIR)

1.1. ¿Cómo estudiar este tema?

A través de la lectura comprensiva del material de estudio y de otras fuentes adicionales,

» La atmósfera en cuanto a su composición y estructura.

1.2. Composición de la atmósfera

Figura 1. Imagen del planeta Tierra.

TEMA 1 – Ideas clave 3 © Universidad Internacional de La Rioja (UNIR)

El aire seco de la atmósfera se compone principalmente de nitrógeno (78 %), oxígeno

Gas Símbolo % Volumen

Dióxido de carbono CO2 0,0314

Metano CH4 0,000200

Óxido nitroso N2O 0,0000250

Dióxido de nitrógeno NO2 0,0000100

Monóxido de carbono CO 0,0000100

Dióxido de azufre SO2 0,00000200

Amoníaco NH3 0,00000100

Otros hidrocarburos - Trazas

TEMA 1 – Ideas clave 4 © Universidad Internacional de La Rioja (UNIR)

Figura 2. Composición química del aire seco, % Vol.

La composición química del aire atmosférico permanece prácticamente constante

Mientras que en las zonas tropicales se pueden encontrar concentraciones de agua

𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎

𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎

El vapor de agua es imprescindible para el desarrollo de la vida en la Tierra, y además

TEMA 1 – Ideas clave 5 © Universidad Internacional de La Rioja (UNIR)

» La filtración de radiaciones solares dañinas para la biosfera como las UV de

» El mantenimiento de temperaturas estables y aptas para la vida mediante los

» La capacidad de autodepuración por dos vertientes: el continuo movimiento de

» El mantenimiento del ciclo del agua, reteniendo el agua evaporada de mares y

1.3. Estructura de la atmósfera

Las características de la atmósfera dependen, entre otros aspectos, de su altura

En general, se suele dividir la atmósfera en cuatro capas principales según la

Además de la temperatura, otras magnitudes se ven también afectadas por la altura de

Esta presenta valores de unos 101,33 kPa (1 atmósfera) en la superficie terrestre y

TEMA 1 – Ideas clave 6 © Universidad Internacional de La Rioja (UNIR)

Figura 3. Capas de la atmósfera.

» Altura: 12 km. Límite superior: Tropopausa.

» Composición del aire muy homogénea, a excepción del vapor de

» La temperatura promedio disminuye con la altura, llegando a

TEMA 1 – Ideas clave 7 © Universidad Internacional de La Rioja (UNIR)

Estratosfera » Altura: 45 km. Límite superior: Estratopausa.

» Otros compuestos representativos: nitrógeno y oxígeno atómico

» Escasas turbulencias, poca mezcla del aire en vertical.

Mesosfera » Altura: 80 km. Límite superior: Mesopausa.

» La temperatura decrece con la altura debido a la escasa absorción

Termosfera » Altura: 2000 km. Límite superior: Exosfera.

» Se produce la disociación de nitrógeno y oxígeno molecular por

» La temperatura aumenta con la altura debido a la absorción de

Tabla 2. Capas de la atmósfera y principales características.

Figura. 4. Capas de la atmósfera y división según composición química.