EL ORIGEN DE LA CONTAMINACIÓN: FUENTES DE CONTAMINACIÓN

A) CLASIFICACIÓN DE FUENTES EMISORAS

B) FUENTES ANTROPOGÉNICAS

C) FUENTES NATURALES

D) COMPARACIÓN ENTRE EMISIONES NATURALES Y ANTRÓPICAS


A) CLASIFICACIÓN DE FUENTES EMISORAS


CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN

  • Según Ambito de Influencia
  • Según Tipo de Fuentes
  • Según Actividad Económica

El origen de los contaminantes que nos encontramos en la atmósfera tienen dos fuentes claramente diferenciadas. Por un lado tenemos las fuentes naturales (como el caso de los volcanes, incendios forestales y descomposición de la materia orgánica) y las fuentes antropogénicas, es decir, aquellas que tienen su origen en las actividades humanas.

Según las distintas fuentes de emisión podemos hacer una clasificación en:

B) FUENTES ANTROPOGÉNICAS


Tabla 1 - Origen de la contaminación atmosférica

Focos fijos
Industriales
Procesos industriales
Instalaciones fijas de combustión
Domésticos
Instalaciones de calefacción
Focos móviles
Vehículos automóviles
Aeronaves
Buques
Focos compuestos
Aglomeraciones industriales
Áreas urbanas
FUENTE: http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf4.html
Dentro de las fuentes antrópicas podemos hacer otra clasificación interna, en función del proceso del que provienen:
a) Fuentes de producción de energía:
1- Producción de energía eléctrica: se incluyen plantas térmicas y nucleares, que usan respectivamente carbón, petróleo, o gas natural; y uranio enriquecido, lo que determina el tipo de contaminación que producirán. Liberan óxidos de nitrógeno, azufre y en menor medida plomo metálico.
2- Producción de energía mecánica: se trata básicamente de los transportes, que son focos móviles. La aviación produce un elevado volumen de gases, y es importante nombrarla debido al crecimiento de la intensidad del transporte aéreo y acercamiento de los núcleos urbanos a los aeropuertos. El ferrocarril y la navegación son característicos debido a que la mayor cantidad de contaminantes los originan lejos de las ciudades. Los automóviles son el foco de contaminación más típico, y plantean graves problemas de polución atmosférica en las ciudades. Liberan principalmente óxidos de nitrógeno y plomo, y óxidos de azufre en menor cantidad.
3- Producción de energía calorífica: se refiere a los generadores de calor doméstico e industriales, que usan generalmente madera, carbón y aceites de petróleo entre otros combustibles, por lo que generan polución de tipo urbano. Liberan mayormente óxidos de azufre, y de nitrógeno en menor medida.
4- Producción de energía destructora: enfocada a la destrucción de diversos materiales, procesos que realizados adecuadamente no han de producir contaminantes en cantidades apreciables, pero en el caso contrario constituyen un foco contaminador importante. Por este motivo este proceso está penalizado en otros países.
b) Fuentes de producción de bienes materiales: en este apartado se incluyen todas las industrias que realizan emisiones a la atmósfera de una u otra forma. La gran diversidad de plantas industriales da lugar a unos contaminantes también muy dispares, que van desde el polvo inorgánico e inerte químicamente, hasta los compuestos típicamente orgánicos y biológicamente activos. Por esta característica de heterogeneidad el estudio de estos contaminantes debe ser específico para cada industria. En la siguiente tabla se muestran los sectores industriales potencialmente contaminadores y la distribucíon porcentual de los distintos sectores en España:
Tabla 2 - Sectores industrialmente contaminadores y la distribución porcentual de los distintos sectores en España.
Sectores de actividad
Contaminantes %
SO2
NOx
Partículas
Energética
73
68’5
31’7
Cementera
3’2
3’7
27’2
Siderurgia
6’4
2’6
24’3
Química
7
18
6
Alimentaria
3
3
3
Fuente: "Vaz (2011)"

La atmósfera sufre además las concentraciones de población en áreas urbanas, que producen contaminantes también dañinos para las aguas y el suelo.

Fuente: http://www.natureduca.com/cont_atmosf_fuentes.php

  • Contaminantes emitidos por los vehículos automóviles.

El automóvil se ha introducido de manera masiva en las ciudades y esto alimenta la problemática de la contaminación atmosférica como consecuencia de los gases emitidos a consecuencia de la combustión.
Los principales contaminantes que emiten los vehículos son el monóxido de carbono, el óxido de nitrógeno, hidrocarburos no quemados y compuestos del plomo.

Según el IDAE (Instituto para la diversificacion y ahorro de la energia: www.idae.es) que está ligado al Ministerio de Industria, Turismo y Comercio, en el año 2004 la distribucion de energia al sector del transporte en España corresponde al 40% del total de energia empleada. De ese total, el 80% de la energia es empleada en las carreteras, un 3% en el sector ferroviario, un 4% en el maritimo y el 14% restante en el sector aéreo.
Los siguientes agentes contaminantes son atribuibles a este sector. Se indican además alguno de sus efectos sobre el ser humano:

Tabla 3.1 - Contaminantes atmosféricos y sus efectos sobre la salud humana.
Gas Carbónico (CO2) :
No es nocivo, pero participa en el efecto invernadero.
Monóxido de Carbono :
Tóxico, impide la buena absorción del oxígeno en la sangre, pero su duración de vida es muy corta.
Óxido de Nitrógeno (Nox) :
Precursor del ozono, es muy nocivo. Además, produce componentes ácidos al contacto con la humedad.
Compuestos orgánicos volátiles (COV) :
Hidrocarburos que pueden ser cancerígenos (benceno) y contribuyen a la formación del ozono.
Metano (CH4) :
No es nocivo y es de corta vida, pero participa mucho en el efecto invernadero.
Partículas en suspensión (PS) :
Sobre estas partículas existen sospechas muy fundadas sobre sus efectos cancerígenos siendo las partículas más finas las más nocivas.
Óxido de Azufre (SO2) :
Producen compuestos ácidos al contacto con la humedad.
Ozono (O3) :
Producidos indirectamente en zonas urbanas por la acción de los rayos ultravioletas solares sobre los NOX y los COV. Muy nocivos para el sistema respiratorio.
Fuente: Asociación Española Para la Promocion de Vehículos Eléctricos y No Contaminantes (AVELE).

A pesar del crecimiento del transporte, las sustancias nocivas que emite, como el monóxido de carbono, los hidrocarburos sin quemar y el óxido de nitrógeno, están disminuyendo a causa de la mayor rigidez de las normas impuestas a automóviles y camiones. Sin embargo, no se ha observado ninguna mejora, en general, en las concentraciones de partículas y de ozono desde 1997.
  • Emisiones por el transporte en 2005 (ANDALUCIA1.1.jpg2.jpg
FUENTE: CONSEJERIA DE MEDIO AMBIENTE DE ANDALUCIA

  • Las emisiones de dióxido de carbono y el cambio climático

Los 600 millones de coches que componen el parque automovilístico mundial emitieron, durante el año 1998, cuatro mil millones de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera. Estas emisiones representaban, aproximadamente, el 20% del total de las producidas aquel año por el conjunto de actividades humanas. La dimensión del problema aumenta si consideramos que se estima que el parque mundial de automóviles llegue a los 1400 millones de coches en el año 2050.

Se estima que el dióxido de carbono contribuye a un 81% del " efecto invernadero". El resto de gases son: el metano ( que contribuye a un 9%), el óxido nitroso ( un 8%) y los gases fluorados (2%). El dióxido de carbono es un producto inherente a cualquier proceso de combustión. Por tanto, la evolución de las emisiones de CO2 en el sector del transporte ha sido paralela a la evolución del consumo de energía.

En Europa, la contribución del transporte a las emisiones de dióxido de carbono es de un 28% aproximademanete. En España, la contribución del transporte se estimó para el año 1995 en un 23% según los inventarios Corine-Aire elaborados por el profesor Félix Hernánadez del Consejo Superior de Investigaciones Científicas. El tranporte por carretera significaba el 78% de esta contribución en nuestro país: dentro del resto, la contribución más importante era la correspondiente al transporte aéreo.

La evolución de estas emisiones de dióxido de carbono por parte del sector del transporte en España no ha sido positiva en los últimos años. En la última década el aumento porcentual ha sido el tercero más elevado dentro de los países de la Unión, sólo superado por Irlanda y Portugal.

Los diversos modos de transporte contribuyen de una forma diversa a la emisión de CO2. Por lo que respecta al transporte de pasajeros, el más contaminate es el transporte aéreo: emite 160 gramos de CO2 por cada pasajero y cada kilómetro. El transporte en automóvil privado, significa una emisión de 133 gramos pasajero/kilómetro, en tren es de 39 gramos y en el autobús es de 35 gramos.

Si hablamos del transporte de marcancías, el transporte aéreo todavía aparece más negativo: emite el equivalente a 1100 gramos de CO2 por cada tonelada transportada un kilómetro, frente a los 207 gramos del camión o los 39 gramos del ferrocarril.

También la emisión de óxidos de nitrógeno y de compuestos orgánicos volátiles son negativos, pues son " precursores" de los gases que generan el efecto invernadero y el cambio climático. Son gases que tiene varios efectos negativos a la vez.
Fuente: Automóvil y medio ambiente; Manuel Ludevid; Fundación RACC; 2003.

  • Combustibles fósiles

El principal responsable de la contaminación de origen antropogénico es el empleo de combustibles fósiles.
Los combustibles fósiles consisten en depósitos de organismos fósiles que en una ocasión estuvieron vivos. La materia orgánica se forma durante siglos. Los combustibles fósiles consisten principalmente en uniones de carbón e hidrogeno. Existen tres tipos de combustibles fósiles que pueden usarse para la provisión energética: carbón, petróleo y gas natural.
Carbón es un combustible fósil que se ha formado durante millones de años por el deposito y caída a la tierra de material vegetal. Cuando estas capas se compactan y se calientan con el tiempo, los depósitos se transforman en carbón. El carbón es muy abundante en comparación con otros combustibles fósiles. Los analistas predicen en ocasiones que a nivel mundial el uso del carbón aumentará cuando haya escasez de petróleo. Los suministros actuales de carbón pueden durar del orden de 200 años o mas. El carbón generalmente se extrae de las minas. Desde mediados del Siglo 20, el uso del carbón se ha doblado. Desde 1996 su aplicación empieza a disminuir. Muchos países dependen del carbón como fuente energética porque no pueden permitirse la utilización de petróleo o gas natural al ser mas costoso. China e India son los mayores usuarios de carbón como fuente energética.
El petróleo es un líquido combustible fósil que se forma por los restos de microorganismos marinos depositados en el fondo del mar. Despues de millones de años los depósitos acaban en rocas y sedimentos donde el petróleo es atrapado en ciertos espacios. Se extrae mediante plataformas de explotación. El petróleo es el combustible mas usado. El petróleo crudo consiste en muchos compuestos orgánicos diferentes que se transforman en productos en un proceso de refinamiento. Se desarrolla en los coches, jets, carreteras, tejados y muchos otros usos. El petróleo no puede encontrarse de manera constante en cualquier parte de la tierra y consecuentemente es un recurso limitado a ciertas áreas geográficas provocando guerras entre los suministradores de petróleo. Por ejemplo, el caso de la guerra del Golfo en 1991.
El gas natural es un recurso fósil gaseado que es muy versátil, abundante y relativamente limpio si se compara con el carbón o petróleo. Al igual que el petróleo su origen procede de los microorganismos marinos depositados. Es una fuente de energía relativamente poco explotada y nueva. En 1999, se utilizaba mas carbón que gas natural. Sin embargo en la actualidad el gas natural empieza a ganar terreno en países desarrollados. De cualquier manera, la gente teme que al igual que el petróleo también el gas natural desaparecerá. Algunos científicos han previsto que esto ocurrirá a mediados o finales del siglo 21. El gas natural consiste fundamentalmente en metano (CH4). Se comprime en volúmenes pequeños en grandes profundidades en la tierra. Al igual que el petróleo, se extrae mediante perforación. Las reservas de gas natural están mas distribuidas a nivel mundial que el petróleo.
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Figura 1. Fuente: Información sobre la administración de energía

La energía que proviene de la quema de combustibles fósiles se convierte en electricidad y calor en plantas eléctricas. Cuando se queman los fósiles el carbón e hidrogeno reaccionan con el oxigeno produciendo dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O). Durante esta reacción se produce calor. La electricidad se genera mediante la transformación de energía mecánica (calor) con energía eléctrica por medio de una turbina o generador. Las plantas eléctricas son muy caras de construir y por lo tanto la inversión inicial es muy grande, pero cuando existen la eficiencia de transformar los combustibles en energía es muy alta. En la mayoría de las ocasiones se genera mayor electricidad que la que se necesita, porque la electricidad no se puede almacenar. La demandas eléctricas varían durante el año y por lo tanto la provisión debe de estimar cual será la carga máxima prevista, que significa la mayor demanda energética durante el año. Si las demandas exceden significativamente la capacidad de la planta eléctrica de generar energía puede provocar apagones temporales.
Históricamente, los combustibles fósiles están disponibles en grandes cantidades, fácil de obtener y transportar. Sin embargo existen claros signos en la actualidad que el las fuentes de suministro de combustible fósiles son limitas y se agotan y que su reposición podría tardar del orden de siglos. Tanto las fuentes como los sumideros de combustibles fósiles son limitados. Las fuentes existen en capas profundas de la tierra y los sumideros, por ejemplo, el aire y el agua, que absorbe los productos residuales de estos combustibles fósiles.
Los combustibles que se queman son responsables de grandes problemas medioambientales que son de gran relevancia en la agenda política actualmente. Ejemplos de esto son la acumulación de gases invernadero, acidificación, contaminación del aire, contaminación del agua, daño de las capas superficiales y ozono troposférico. Estas son señales de problemas medioambientales causados por la liberación de contaminantes que normalmente están de forma natural presente en la estructura de los combustibles, como el Sulfuro y el Nitrógeno. Actualmente, la quema del petróleo es responsable de 30% de las emisiones de dióxido de carbono en aire. El gas natural no libera dióxido de carbono debido a su estructura de metano. Las emisiones mas largas son causadas por la combustión del carbón. El carbón puede dar como resultado fuegos en las capas subterráneas de la tierra que son virtualmente imposibles de extinguir. El polvo de carbón puede incluso explotar. Por eso se considera la minería del carbón una profesión muy peligrosa. El petróleo puede acabar en el suelo o en el agua en forma cruda, por ejemplo en periodo de guerras o debido a fugas de petróleo. Esto ha causado grandes desastres naturales en el planeta.

FUENTE: www.ecologiaverde.com

C) FUENTES NATURALES


Según diversos modelos de difusión atmosférica, las principales fuentes de contaminación naturales son (Área de proyectos de ingeniería de la Universidad de Oviedo):
  • Polvo (o partículas en suspensión).
  • Humo
  • Pulverización de agua marina
  • Gases sulfurosos
  • Polen (principal efecto las alergias)
  • Incendios forestales (aumentando como consecuencia la frecuencia de los mismos).


Por otro lado, si la Clasificación se realiza en función de la distribución espacial:
  • Foco puntual: Industrias aisladas.
  • Foco lineal: las calles de una ciudad, carreteras y autopistas.
  • Foco plano: las aglomeraciones industriales y áreas urbanas.

Se producen gran cantidad de contaminantes a partir de fuentes naturales, ya sean de tipo biológico, volcánico o geológico. Las fuentes naturales junto con las principales emisiones que producen se exponen en la Tabla 4.

Tabla 4. Principales fuentes naturales de emisiones primarias
FUENTES
CONTAMINANTES
Volcanes
SOx,partículas
Incendios forestales
CO,CO2,NOX, partículas
Vegetación
Hidrocarburos
Vegetación en descomposición
CH4, H2S
Suelo
Polvo
Espuma de mar
Partículas de sal

Fuente: Consellería de Medio Ambiente, Agua, Urbanismo y Vivienda.
  • Emisiones volcánicas


Una de las fuentes de contaminación atmosférica naturales son las emisiones volcánicas. Las erupciones volcánicas suelen producir emisiones de cenizas (contaminación en forma de aerosoles), que en algunos casos pueden alcanzar volúmenes muy importantes. Uno de los ejemplos recientes más ilustrativos es la erupción volcánica del volcán Eyjafjallajokull en el 2010. Este volcán produjo dos erupciones consecutivas (20 de Marzo y 14 de Abril de 2010), que produjeron, además de una elevada contaminación por cenizas volcánicas en suspensión, graves perjuicios económicos (cierre del tráfico aéreo).
La primera erupción comenzo el 20 de Marzo de 2010, a unos 8 km al este del cráter del volcán.Esta primera erupción no ocurrió en el glaciar y fue menor que la prevista por algunos geólogos. La erupción fue de tipo hawaiano, con un bajo índice de explosividad (índice de 1).
La segunda erupción se produjo el 14 de abril de 2010, esta vez en el cráter superior, en el centro del glaciar. Esta erupción si fue de naturaleza explosiva, entre 10 y 20 veces superior a la anterior.
Figura 2. Erupción del volcán Eyjafjallajokull, 20 Abril de 2010.
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Erupción del volcan Eyjafjallajokull 20 Abril. Fuente de imagen; http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Eyjafjallaj%C3%B6kull_panorama.jpg)


FUENTE:http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Eyjafjallaj%C3%B6kull_panorama.jpg

Esta segunda erupción arrojó ceniza volcánica a la atmósfera, llegando a una altura de varios kilómetros y extendiéndose por un área de miles de kilómetros cuadrados, causando la interrupción del tráfico aéreo en el noroeste de Europa el 15 de abril de 2010, el cierre de aeropuertos y el espacio aéreo sobre la mayor parte del norte de Europa, así como, la cancelación de miles de vuelos. Mientras tanto, científicos islandeses anunciaban previsiones de intensificación de la erupción y la NASA advirtió que esta erupción podría ser el preludio de una mucho mayor.
Composición de la ceniza volcánica:
§ Elementos mayores (% en peso)
§ SiO2: 57,96
§ Al2O3: 15,54
§ FeO: 9,23
§ MnO: 0,25
§ MgO: 2,44
§ CaO: 5,38
§ Na2O: 5,20
§ K2O: 1,75
§ TiO2: 1,55
§ P2O5: 0,52
§ Trazas (ppm)
§ Ba: 421
§ Co: 29
§ Cr: 48
§ Cu: 34
§ La: 45
§ Ni: 23
§ Sc: 18
§ Sr: 314
§ V: 90
§ Y: 80
§ Zn: 166
§ Zr: 481
(Fuente: Efnagreiningar og kornastærðadreifing www.earthice.hi.is (en finés))

- Efectos sobre el clima:

Si la nube de cenizas hubiera alcanzado la estratosfera, podría haberse producido un descenso de la temperatura global, ya que las cenizas reflejarían la radiación solar, al igual que sucedió en 1992 tras la erupción del monte Pinatubo en Filipinas. Si las emisiones continúan un tiempo suficiente como para que las partículas en suspensión lleguen a interferir con el ingreso de la radiación solar, es posible un enfriamiento del clima. Además la notable disminución del tráfico aéreo ocasionó una reducción en las emisiones de gases de efecto invernadero de aproximadamente de 2,8 millones de toneladas de dioxido de carbono (CO2).

D) COMPARACIÓN ENTRE EMISIONES NATURALES Y ANTRÓPICAS

Las emisiones naturales se originan en cantidades mayores que los contaminantes antropogénicos, sin embargo estos últimos presentan una mayor amenaza para los ecosistemas, ya que en los lugares próximos a las fuentes de emisión, las concentraciones pueden llegar a ser muy altas, esto ocurre por lo general en áreas urbanas e industriales. Para comparar entre las emisiones naturales y antropogénicas, es útil hacer uso del siguiente recuadro (Tabla 5):

Tabla 5 - Porcentaje de emisión de los contaminantes en función del foco emisor.

Focos
Contaminante
Antropogénicos
Naturales
Aerosoles
11.3
88.7
SOx
42.9
57.1
CO
9.4
90.6
NO
11.3
88.7
HC
15.5
84.5
Fuente: Conselleria de Medio Ambiente, Agua, Urbanismo y Vivienda, Generalitat Valenciana.

A continuación, se indican los principales gases contaminantes del aire, así como sus fuentes de procedencia. Al final del la tabla, de modo indicativo, se muestran, las cantidades emitidas por año, del mismo gas contaminante.

Tabla 6 - Fuentes de contaminación del aire.
GAS
FUENTES
CANTIDAD (x10^6 ton, por año)

Antropogénicas
naturales
Contaminación
Natural
SO2
Combustión de carbón y de petroleo, cocido de minerales sulforados
Volcanes
146
6-12
H2S
Procesos químicos, tratamientos de aguas negras
Volcanes, acción biológica en pantanos
3
30-100
CO
Combustión, escapes de automóviles
Reacción de terpenos en incendios forestales
300
>3000
NOX
Combustión
Acción bacteriana en suelos
50
60-270
NH3
Tratamiento de desechos
Descomposición biológica
4
100-200
N2O
Indirectamente por el uso de fertilizantes nitrogenados
Acción biológica en suelos
>17
100-450
Hidrocarburos
Combustión, escapes, procesos químicos
Procesos biológicos
88
CH4: 300-1600
Terpenos: 200
CO2
Combustión
Descomposición biológica, liberación desde océanos
1.5x10^4
1.5x10^4
Fuente:Junta de Andalucía. Consejería de Medio Ambiente