CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Qué es la contaminación atmosférica?

La contaminación atmosférica es una forma de contaminación ambiental que incluye todos los fenómenos físicos, químicos y biológicos que modifican las propiedades del aire con la consiguiente alteración del equilibrio geofísico.

Se pueden distinguir dos tipos de contaminación atmosférica, en función de la fuente:

Antropogénica: es la contaminación derivada de actividades relacionadas con la presencia de seres humanos.

Natural: es la contaminación derivada de fenómenos naturales.

Las actividades industriales, los hogares y la movilidad son las principales fuentes de contaminación ambiental de origen antropogénico y tienen una influencia significativa en la calidad del aire, especialmente en los grandes núcleos debido a la alta densidad de población y, por tanto, al elevado volumen de emisiones nocivas en un espacio reducido.

La contaminación de origen natural, por su parte, incluye fenómenos difíciles de predecir y generalmente discontinuos en el tiempo, con emisiones elevadas durante cortos periodos, como erupciones volcánicas, incendios forestales, tormentas eléctricas y descomposición orgánica. Como es lógico imaginar, es difícil (si no imposible) limitar las emisiones de estos fenómenos.

Causas y efectos de la contaminación atmosférica

Varias sustancias pueden tener efectos negativos en la calidad del aire, pero en general se consideran los compuestos con mayor volumen de emisión y, por tanto, con mayor impacto en la contaminación atmosférica. Los más conocidos son:

• óxidos de carbono (CO y CO2)
• óxidos de nitrógeno (generalmente denominados NOx)
• óxidos de azufre (generalmente denominados SOx)
• partículas de polvo (o materia particulada)
• compuestos orgánicos volátiles (COV).

Cuáles son los principales contaminantes atmosféricos y gaseosos?

Las sustancias descritas anteriormente son emitidas en diversos grados por actividades inducidas por el hombre y son en su mayoría subproductos de procesos deseables. Sus efectos pueden tener diversas consecuencias para el ecosistema, como el efecto invernadero, la lluvia ácida y la propagación de enfermedades.

Si se examinan más de cerca los procesos responsables de las emisiones contaminantes, se observa que esencialmente todos los óxidos (de carbono, azufre o nitrógeno) son el resultado de procesos de combustión, y su formación está controlada por la presencia (o ausencia) de compuestos de carbono, azufre o nitrógeno, así como por las condiciones adecuadas de presión y temperatura.

Cuando la combustión utiliza un combustible con alto contenido de carbono, produce niveles más altos de óxidos de carbono en comparación con los equivalentes de nitrógeno o azufre, y a la inversa, cuando la combustión utiliza corrientes con alto contenido de nitrógeno, produce niveles más altos de NOx. Dado el gran peligro que suponen los óxidos de nitrógeno y azufre para el equilibrio de la biosfera, con el tiempo se han ido imponiendo normativas cada vez más estrictas sobre sus emisiones y se han desarrollado soluciones de planta para ayudar a eliminar los compuestos de nitrógeno o azufre de los procesos que los generan antes de que se liberen a la atmósfera.

¿Cómo saber si el aire está contaminado?

Una evaluación científica de la calidad del aire debe basarse en la medición de las concentraciones de diversos contaminantes en él, que se lleva a cabo de acuerdo con criterios y directrices definidos por la normativa técnica aplicable en el lugar donde se realiza la medición.

Los elementos fundamentales para una evaluación del índice de calidad del aire son:

• partículas (PM 2,5 y PM10)
• ozono (O3)
• dióxido de nitrógeno (NO2)
• dióxido de azufre (SO 2)
• monóxido de carbono (CO)

La Organización Mundial de la Salud ha actualizado sus directrices sobre la calidad del aire, elaboradas por más de cien sociedades médicas y científicas de todo el mundo, para fijar niveles objetivo de seis contaminantes principales: PM2,5, PM10, ozono, dióxido de nitrógeno, dióxido de azufre y monóxido de carbono.

Las nuevas directrices de la OMS establecen los niveles de calidad del aire necesarios para proteger la salud humana y ofrecen orientaciones para evaluar la exposición de la población a niveles de contaminantes que pueden causar problemas de salud. La cantidad y calidad de los estudios que demuestran los efectos nocivos para la salud de la contaminación atmosférica han aumentado en los últimos 15 años. Por este motivo, y tras una revisión exhaustiva de los datos recogidos, los valores guía de calidad del aire (NCA) actualizados son inferiores a los propuestos hace 15 años. En concreto:

• la media anual de partículas finas (PM2,5) desciende de 10 a 5 g/m3
• la media anual de partículas inhalables (PM10) de 20 a 15 g/m3
• el dióxido de nitrógeno (NO2) desciende significativamente de 40 a 10 g/m3
• se sugiere un límite diario de 4 g/m3 para el monóxido de carbono (CO)

El documento también ofrece recomendaciones sobre buenas prácticas de calidad para gestionar determinados tipos de partículas, como el carbono elemental, las partículas ultrafinas y las tormentas de polvo y arena, para las que no existen datos cuantitativos suficientes que permitan determinar valores objetivo.

Es aconsejable informarse sobre la legislación vigente en su país, ya que varía de un país a otro y a menudo difiere mucho en cuanto a las tecnologías aplicadas, los límites de emisión, etc.

Contaminación atmosférica mundial: Índice de calidad del aire en tiempo real

Se puede acceder fácilmente a los datos de las estaciones de control de la calidad del aire en tiempo real para averiguar si nuestra zona difiere de otras, cercanas o lejanas, y en qué se diferencia. El Índice Mundial de la Calidad del Aire, por ejemplo, utiliza datos en tiempo real de más de 10.000 estaciones de todo el mundo para crear un mapa completo de la contaminación atmosférica. El mapa comienza con un cálculo del índice de calidad del aire basado en mediciones de partículas (PM2,5 y PM10), ozono, dióxido de nitrógeno, dióxido de azufre y emisiones de monóxido de carbono.

Efectos de la contaminación atmosférica

Es mucho lo que podría escribirse sobre el tema de las «consecuencias», sin duda pueden identificarse distintos tipos de impacto en función del tipo de contaminante y de las concentraciones detectadas en el aire. A efectos de este contenido, nos limitaremos a mencionar:

Impactos climáticos: el efecto invernadero

El fenómeno conocido como «efecto invernadero» se basa en la capacidad de las moléculas de la atmósfera para ser transparentes, es decir, para transmitir la radiación solar.

El problema surge del hecho de que la radiación solar, tras atravesar la atmósfera, «rebota» hacia el suelo, que absorbe sólo una parte de la radiación, pero las moléculas de la atmósfera, contrariamente a lo que hicieron en el viaje de «ida», cambian su comportamiento y ya no son transparentes a la parte de la radiación que vuelve.

En consecuencia, la radiación solar que regresa es absorbida por las moléculas de la atmósfera, que la devuelven en todas direcciones, aumentando su contenido energético y, por tanto, su temperatura.

El dióxido de carbono (CO2) es uno de los gases responsables de este comportamiento. Cabe destacar que compuestos como el NOx o el metano tienen una capacidad de absorción y reemisión de radiación solar mucho mayor que el dióxido de carbono, pero de nuevo es importante tener en cuenta la diferente concentración y, por tanto, mucho mayor cantidad de CO2 en la atmósfera en comparación con los compuestos mencionados.

Impactos en el ecosistema mundial

La presencia de contaminantes químicos en la atmósfera puede afectar a la salud de animales y plantas, comprometiendo así el equilibrio del ecosistema mundial. 

La presencia de óxidos de nitrógeno y azufre en la atmósfera puede provocar un descenso del pH de las precipitaciones, lo que se denomina «lluvia ácida» y puede causar importantes daños a la vegetación y a la vida marina.

El aumento de la concentración de dióxido de carbono en el aire también provoca la acidificación de los océanos, lo que puede alterar las comunidades marinas y reducir la cantidad de oxígeno en las aguas costeras, obstruyendo así la vida marina.

Impactos sobre la salud: propagación de enfermedades

Los efectos negativos de la contaminación atmosférica han sido ampliamente documentados e incluyen problemas respiratorios como el asma, enfermedades cardiovasculares y problemas de salud mental.

Según estimaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS), la contaminación atmosférica es responsable de aproximadamente 7 millones de muertes prematuras al año en todo el mundo. Estas muertes prematuras están causadas principalmente por enfermedades cardiovasculares, cáncer de pulmón y otras enfermedades respiratorias.

Los estudios demuestran que la exposición prolongada a la contaminación atmosférica también puede aumentar el riesgo de demencia, problemas mentales como la depresión y otros trastornos neurológicos. Además, también puede afectar al rendimiento cognitivo de los estudiantes y reducir la media de horas de sueño por noche en la población general.

Los compuestos orgánicos volátiles (COV) y el polvo fino pueden ser responsables del desarrollo de enfermedades, especialmente afecciones respiratorias y, en casos graves, pueden ser cancerígenos, como ocurre con muchos COV. 

Además, durante el periodo de la pandemia de Covid-19, se sospechó que existía una relación entre las altas concentraciones de partículas y la propagación del virus, pero aún no se han realizado estudios suficientemente exhaustivos al respecto.

 

¿Cómo reducir la contaminación atmosférica?

¿Cómo puedo contribuir personalmente a reducir la contaminación atmosférica?

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), hay diez formas en que cada uno de nosotros puede ayudar a combatir la contaminación atmosférica:

No conduzco en horas punta, voy andando al trabajo, hago compost con mis residuos, reciclo mi basura, no quemo mis desechos, utilizo energías renovables para abastecer mi hogar, compruebo a diario los niveles de contaminación atmosférica, apago las luces y los aparatos electrónicos y eléctricos que no utilizo.

El control de la contaminación es claramente más complejo en el caso de las industrias manufactureras, que deben adoptar necesariamente sistemas más sofisticados para garantizar que las emisiones de sus procesos de producción cumplen los límites establecidos por la legislación nacional.

En este caso, la única solución es la instalación de plantas de reducción de contaminantes equipadas con tecnologías adecuadas que difieren según el tipo de contaminantes a tratar, los volúmenes de aire a purificar y las concentraciones límite que deben respetarse.

Reducir la contaminación atmosférica industrial

Existen numerosas tecnologías de reducción eficaces para disminuir la contaminación atmosférica industrial. Las instalaciones de filtración, depuración y reducción constituyen una categoría particular de equipos utilizados para reducir las concentraciones de los principales contaminantes atmosféricos generados como subproductos de los procesos industriales más diversos.

Plantas de reducción de contaminantes atmosféricos

SISTEMAS DE DEPURACIÓN DEL AIRE Y REDUCCIÓN DE EMISIONES

Los sistemas de purificación del aire son dispositivos tecnológicos que reducen el impacto ambiental causado por las actividades industriales, garantizando una mayor sostenibilidad y reduciendo los riesgos para la salud humana. Uno de los sistemas más comunes es el colector de polvo, que utiliza un sistema de filtrado para capturar las partículas sólidas suspendidas en el aire. Este tipo de dispositivo es especialmente útil en actividades industriales que generan grandes cantidades de polvo, como las industrias extractivas.

Otro tipo de sistema de purificación del aire es el colector de humos, que elimina los gases tóxicos producidos por las actividades industriales. Estos dispositivos utilizan diferentes técnicas, como la combustión, la absorción química o la catálisis, para separar y neutralizar los gases nocivos.

Además de los colectores de polvo y humos, también existen otros tipos de sistemas de purificación del aire, como los depuradores, los filtros de carbón activo, los sistemas de oxidación y la recuperación de disolventes. Cada uno de estos dispositivos tiene aplicaciones específicas en función de las necesidades de la industria. A continuación se indican las tecnologías más populares en la industria.

 

 INSERIRE SEMPLICE TABELLA MACRO CATEGORIA DI INQUINANTI E TECNOLOGIE DI ABBATTIMENTO (POI FAREMO LINK INTERNI QUI)

TIPO DE CONTAMINANTE	TECNOLOGÍA DE REDUCCIÓN	NOTAS
Polvo	Sistemas de eliminación de polvo	Sistemas de humectación del material o de nebulización del agua para que las partículas de polvo, lastradas por la acción del agua, no puedan ser arrastradas o levantadas por las corrientes de aire.
Polvo fino	Sistemas de desempolvado	Suelen ser filtros de bolsa o filtros de cartucho que capturan los gases cargados de polvo.
NOx – Óxidos de nitrógeno	Dispositivos SCR  (Reducción catalítica selectiva)	La reducción catalítica selectiva (SCR, por sus siglas en inglés) es un proceso químico para la reducción de NOx en los gases de escape. Los dispositivos SCR se utilizan tanto en la combustión industrial como en los motores de combustión interna de aplicaciones móviles (como los vehículos de motor). .
SOx – Óxidos de azufre	Depuración húmeda («Scrubber»)	Scrubbers son tecnologías de depuración que utilizan fluidos de diversos tipos para lograr la eliminación de contaminantes, normalmente solubles en agua.
COV – Compuestos orgánicos volátiles	Sistemas de oxidación térmica o recuperación de disolventes	En función de los compuestos orgánicos volátiles a tratar, se opta por la tecnología de oxidación térmica (combustión) o por la tecnología de recuperación, que permite reutilizar el disolvente en el propio proceso.
CO – Monóxido de carbono	Oxidación térmica	El proceso térmico, mediante oxidación a alta temperatura, tiene por objeto transformar los componentes nocivos en sustancias inocuas: dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua (H2O).

 

Plantas de recuperación de contaminantes atmosféricos

Las plantas de recuperación de contaminantes atmosféricos, las llamadas plantas de «residuo cero», forman parte de un modelo productivo basado en la economía circular, cuyo principio fundamental es el reciclaje y la reutilización de los recursos, más aún cuando, como en este caso, estos «recursos» son contaminantes tras su emisión a la atmósfera.

Las principales tecnologías de recuperación de contaminantes atmosféricos se basan en soluciones que separan el contaminante de la corriente de aire y luego lo recuperan para utilizarlo en el mismo ciclo o en otros.

Un ejemplo típico son las plantas de recuperación de disolventes (todos los disolventes pertenecen a la familia de compuestos orgánicos volátiles antes mencionada), que permiten a las empresas que consumen mucho estos productos recuperar una gran parte de ellos con un importante ahorro de costes y una gran reducción del impacto ambiental.

En el ámbito de la recuperación de disolventes, existen dos tipos de equipos en función de las características del contaminante. La elección entre la recuperación de disolventes con vapor o con gas inerte depende, en particular, del grado de solubilidad del disolvente en el agua.

 

Plantas de ahorro energético

El ahorro de energía es, por naturaleza, una forma de reducir la contaminación atmosférica, ya que todas las tecnologías de producción de energía tienen un coste ecológico. 

Para confirmarlo, las empresas más importantes llevan décadas invirtiendo grandes sumas en la recuperación y reutilización de la energía térmica del ciclo de producción. 

El mercado ha desarrollado las más diversas soluciones tecnológicas, en el campo de la ingeniería de plantas industriales podemos citar: circuitos cerrados, steam back, sistemas de calentamiento de aceite térmico, producción de vapor y calentamiento de aire, trigeneración y otros.

Todas estas soluciones, básicamente, pretenden utilizar el calor (o frigorías) generado como subproducto de un determinado proceso industrial en favor de otro proceso.