martes, 15 de octubre de 2013

EL AIRE

1.    ¿Qué es el aire?


El aire es un componente natural esencial para el desarrollo de la vida en la tierra, sin él, nuestro planeta estaría muerto y no podrían existir las plantas, los animales ni los seres humanos.

Se denomina aire a la mezcla de gases que constituye la atmósfera terrestre, que permanecen alrededor del planeta Tierra por acción de la fuerza de gravedad.

1.1 Propiedades Físicas
  • Es de menor peso que el agua.
  • Es de menor densidad que el agua.
  • No tiene volumen definido.
  • No existe en el vacío.
  • Es un fluido transparente, incoloro, inodoro e insípido.
  • Es un buen aislante térmico y eléctrico.
  • Un (1) litro de aire pesa 1,29 gramos, en condiciones normales.
  • La presión que ejerce en la atmósfera es de 760 mmHg que es igual a 1 atm.
1.2 Propiedades Químicas
  • Reacciona con la temperatura, condensándose en hielo a bajas temperaturas y produce corrientes de aire.
  • Está compuesto por varios elementos básicos para la vida.
1.3 Componentes del aire (el oxígeno)
  • Antes de 1700 se pensaba que el aire era una sustancia pura. Pero:
  • En 1754, Joseph Black descubrió que contenía dióxido de carbono.
  • El oxígeno lo encontraron Carl Scheele a principios de la década de 1770 y Joseph         Priestley en 1774.
  • El nitrógeno fue descubierto en 1772 por Daniel Rutherford y reconocido como gas           elemental en 1776 por Lavoiser.
  • Los denominados gases inertes como el argón no se detectaron hasta la década de       1780.
El oxígeno es el gas más importante para los animales, y por lo tanto, también para los seres humanos donde se consume realizando múltiples funciones esenciales para el organismo. El oxígeno, O2, es esencial para nosotros ya que es nuestro principal purificador, que se encarga de oxidar las toxinas y los desperdicios que genera nuestro cuerpo para que nuestro organismo pueda liberarse y deshacerse de ellos por los métodos de eliminación conocidos.





2.   Contaminación del aire


La contaminación del aire es cualquier alteración de su composición natural, por la presencia en la atmósfera de compuestos que tienen efectos adversos sobre el ser humano y sus bienes materiales, así como también sobre los animales y las plantas.

En teoría, el aire siempre ha tenido cierto grado de contaminación. Los fenómenos naturales tales como la erupción de volcanes, tormentas de viento, descomposición de plantas y animales e incluso los aerosoles emitidos por los océanos "contaminan" el aire. Sin embargo, cuando se habla de la contaminación del aire, los contaminantes son aquéllos generados por la actividad del hombre (antropogénicos).

Pero, ¿cuándo se iniciaron los problemas de contaminación del aire? Desde sus orígenes el ser humano ha emitido contaminantes al aire, pero esto se incrementó de manera dramática a partir de la Revolución Industrial iniciada en el Reino Unido a finales del siglo XVII. 

2.1 ¿Cuáles son los contaminantes y que efectos tienen?


Monóxido de Carbono (CO): Es un gas inodoro e incoloro. Se produce como consecuencia de la combustión incompleta de combustibles a base de carbono, tales como la gasolina, el petróleo y la leña, y de la de productos naturales y sintéticos, como por ejemplo el humo de cigarrillos. 
Dióxido de Carbono (CO2): Es el principal gas causante del efecto invernadero. Se origina a partir de la combustión de carbón, petróleo y gas natural. En estado líquido o sólido produce quemaduras, congelación de tejidos y ceguera.
Clorofluorcarbonos (CFC): Son substancias químicas que se utilizan en gran cantidad en la industria, en sistemas de refrigeración y aire acondicionado y en la elaboración de bienes de consumo. Cuando son liberados a la atmósfera, ascienden hasta la estratosfera. Una vez allí, los CFC producen reacciones químicas que dan lugar a la reducción de la capa de ozono que protege la superficie de la Tierra de los rayos solares.
Contaminantes atmosféricos peligrosos (HAP): Son compuestos químicos que afectan la salud y el medio ambiente. Las emanaciones masivas –como el desastre que tuvo lugar en una fábrica de agroquímicos en Bhopal, India– pueden causar cáncer, malformaciones congénitas, trastornos del sistema nervioso y hasta la muerte
Las emisiones de HAP provienen de fuentes tales como fábricas de productos químicos, productos para limpieza en seco, imprentas y vehículos (automóviles, camiones, autobuses y aviones).
Plomo: El contenido de plomo de la gasolina se ha ido eliminando gradualmente, lo que ha reducido considerablemente la contaminación del aire. Sin embargo, la inhalación e ingestión de plomo puede tener lugar a partir de otras fuentes, tales como la pintura para paredes y automóviles, los procesos de fundición, la fabricación de baterías de plomo, los señuelos de pesca, ciertas partes de las balas, algunos artículos de cerámica, las persianas venecianas, las cañerías de agua y algunas tinturas para el cabello.
Ozono (O3): El ozono que se halla a nivel del suelo proviene de la descomposición (oxidación) de los compuestos orgánicos volátiles de los solventes, de las reacciones entre substancias químicas resultantes de la combustión del carbón, gasolina y otros combustibles y de las substancias componentes de las pinturas y spray para el cabello. La oxidación se produce rápidamente a alta temperatura ambiente. Los vehículos y la industria constituyen las principales fuentes del ozono a nivel del suelo.  
Óxido de nitrógeno (NOx): Proviene de la combustión de la gasolina, el carbón y otros combustibles. Es uno de las principales causas del smog y la lluvia ácida. El primero se produce por la reacción de los óxidos de nitrógeno con compuestos orgánicos volátiles.
Partículas: En esta categoría se incluye todo tipo de materia sólida en suspensión en forma de humo, polvo y vapores. Además, de reducir la visibilidad y la cubierta del suelo, la inhalación de estas partículas microscópicas, que se alojan en el tejido pulmonar, es causante de diversas enfermedades respiratorias.
Las partículas de la atmósfera provienen de diversos orígenes, entre los cuales podemos mencionar la combustión de diesel en camiones y autobuses, los combustibles fósiles, la mezcla y aplicación de fertilizantes y agroquímicos, la construcción de caminos, la fabricación de acero, la actividad minera, la quema de rastrojos y malezas y las chimeneas de hogar y estufas a leña.
Dióxido de azufre (SO2): Es un gas inodoro cuando se halla en bajas concentraciones, pero en alta concentración despide un olor muy fuerte. Se produce por la combustión de carbón, especialmente en usinas térmicas. También proviene de ciertos procesos industriales, tales como la fabricación de papel y la fundición de metales. Al igual que los óxidos de nitrógeno, el dióxido de azufre es uno de los principales causantes del smog y la lluvia ácida.
Compuestos orgánicos volátiles (VOC): Son substancias químicas orgánicas. Los VOC emanan de la combustión de gasolina, leña, carbón y gas natural, y de solventes, pinturas, colas y otros productos que se utilizan en el hogar o en la industria. Las emanaciones de los vehículos constituyen una importante fuente de VOC. Muchos compuestos orgánicos volátiles son peligrosos contaminantes del aire. Por ejemplo, el benceno tiene efectos cancerígenos.
Como podrás observar en la Figura 5.2, los contaminantes tienen diversos efectos sobre nuestra salud y pueden afectar en mayor medida a las personas más vulnerables, es decir, a niños, adultos mayores y personas con enfermedades respiratorias.

A veces podemos pensar que los efectos de la contaminación del aire los sentimos solamente nosotros, pero no es así, también los monumentos históricos, los edificios y los ecosistemas naturales pueden sufrir daños. 



2.2 ¿Quiénes generan los contaminantes atmosféricos?

Existen dos fuentes que generan los contaminantes atmosféricos, las naturales y las antropogénicas.

Las fuentes contaminantes naturales, ejemplo de las actividades volcánicas o los incendios forestales, que emiten gases y partículas que quedan en suspensión, suelen ser por lo general depuradas por la propia atmósfera. Pero es la contaminación generada por el hombre (la antropogénica) la que excede la capacidad de la atmósfera para procesarla, dando lugar a una concentración amenazante para la vida.


2.3 Los principales tipos de contaminación del aire

El smog



En grandes ciudades como México, Nueva York, Santiago de Chile y otras, se puede observar una nube gris en el cielo que cubre generalmente toda la ciudad, a esta nube se le llama "smog" y se forma por la acumulación de agentes contaminantes en la atmósfera. Entre estos agentes contaminantes están:
  • Monóxido de carbono, expulsado por los vehículos.
  • Óxido de azufre, expulsado por las chimeneas de las fábricas.
  • Carbón, polvo negro que se forma por la quema incompleta de la gasolina y otros productos derivados del petróleo.
El efecto invernadero


El dióxido de carbono y otros gases de la atmósfera, permiten el paso de los rayos solares, pero impiden que la mayor parte del calor de la tierra escape hacia el espacio. A este fenómeno se le llama Efecto Invernadero Natural. Si no existiera este efecto, la tierra sería demasiada fría para ser habitable. Pero, si el efecto invernadero se incrementa por la intervención humana, se produce el calentamiento, el cual empieza a notarse por el aumento e intensidad de fenómenos extremos como:

Derretimiento de los polos


Huracanes


Inundaciones

La única manera de evitar estos riesgos consiste en estabilizar las concentraciones de gases que contribuyen al efecto de invernadero. Dicha estabilización implica la reducción de la emisión de gases de un 50 a un 60% durante el siglo actual.

La lluvia ácida


Es un término que se ha usado para describir el proceso por el cual ciertos ácidos (como el ácido sulfúrico y el nítrico)  se forman en la atmósfera a partir de contaminantes y luego se precipitan a la tierra en forma de lluvia, nieve o niebla.

Los científicos saben que el dióxido de azufre (SO2) y los óxidos de nitrógeno (NOx), resultado de la quema de combustibles fósiles, causan la lluvia ácida.


Como imaginarás, la lluvia ácida tiene distintos efectos en el medio ambiente. Produce daños directos e indirectos a los ecosistemas, e incluso, a la salud humana.

Además, la lluvia ácida degrada los suelos, lo cual afecta las raíces y la nutrición de las plantas. Los bosques son de los ecosistemas en los que más se han documentado los efectos de este fenómeno.

Por otro lado, los edificios y monumentos también pueden ser deteriorados por la lluvia ácida, ya que funciona como un agente corrosivo. El mármol y la cantera con la que se han construido monumentos y edificios históricos en nuestras ciudades se han ido dañando en un proceso muy lento pero continuo.

Disminución de la capa de ozono


La capa de ozono de la atmósfera es una especie de sombrilla o escudo que protege la superficie del planeta contra la radiación ultravioleta.

Los clorofluorocarbonos son los compuestos implicados directamente en la destrucción de la capa de ozono y están presentes en las bombas de spray como desodorantes, lacas, ambientadores y aerosoles en general.

La disminución de la capa de ozono, tiene como resultado la penetración de grandes cantidades de rayos ultravioleta que provocan una fuerte radiación nociva para personas, fauna silvestre, vegetación y organismos acuáticos.

De acuerdo con los especialistas, esta capa disminuye cada año en un 0,3%, de mantenerse esta tendencia, en unos sesenta años, la humanidad se verá al borde de una catástrofe ecológica.



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