GENERALIDADES DE LA EMISIÓN DE GASES

En todo momento de la historia del hombre, éste ha arrojado materiales que pueden considerarse como contaminantes atmosféricos (humo, vapores y partículas), sin embargo, es a partir del desarrollo industrial que esta acción adquiere proporciones considerables, no sólo por la cantidad de contaminantes que llegan al aire, sino por la naturaleza y calidad de éstos.Las principales fuentes de emisión de contaminantes en nuestro medio provienen de:

•Emisiones industriales ya sea por la quema de combustibles fósiles (petróleo, carbón, diésel, gasolinas) para realizar los diferentes procesos; por la emisión de productos o desechos químicos volátiles (ácidos, solventes, catalizadores) y; la modificación de las condiciones ambientales (calor y liberación de partículas inertes que modifican la visibilidad y la penetración de la luz).

•Emisiones por vehículos de motor, que se liberan por la quema de combustibles como el diésel y la gasolina. Este tipo de contaminación es particularmente importante donde hay grandes concentraciones urbanas, sin embargo, sus efectos se empiezan a sentir en cualquier lugar del planeta. Entre los principales productos contaminantes se encuentran: el monóxido de carbono, los óxidos de nitrógeno, los óxidos de azufre, el plomo, las partículas sólidas y el ozono.

• Contaminación en los hogares, aunque sus proporciones pudieran parecer menores, los hogares contribuyen: directamente a la contaminación atmosférica a través del uso de sustancias aerosoles (en el anticongelante del refrigerador o del sistema de aire acondicionado) que contienen clorofluorocarbonos que dañan la capa de ozono; mediante la quema incompleta de gas; la incineración de basura;  o el uso de insecticidas. De manera indirecta en los hogares se produce contaminación atmosférica  al derrochar energía (luz, calentadores, enfriadores, etc).

LA ATMÓSFERA: SU ESTRUCTURA Y COMPOSICION

La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve a la Tierra. Tiene unos 1.000 Km. de espesor y está constituida por una serie de capas concéntricas, cuyas características son:

Troposfera. Parte inferior de la atmósfera donde se concentra la mayor parte de la masa (75%), así como la totalidad de la humedad y de las partículas de polvo. Tiene un espesor variable, máximo en el ecuador (16 Km.) y mínimo en los polos (8 Km.).

•En ella se desarrollan todos los fenómenos meteorológicos (vientos, lluvias, etc.). La temperatura es decreciente con la altura con un fuerte gradiente, del orden de 6,5 ºC/Km., hasta llegar a una temperatura de -50 ºC. En su parte final existe una pequeña capa de transición denominada tropopausa.

Estratosfera. Se extiende desde la tropopausa hasta unos 45 Km. de altura. Es una zona caracterizada por una estratificación muy estable, con temperaturas constantes y sin movimientos verticales.

•En esta capa se acumula la mayor parte del ozono del aire que detiene las radiaciones ultravioleta que son nocivas para el hombre, aumentando la temperatura hasta los 0 ºC. La capa de transición hacia la mesosfera se denomina estratopausa.

Mesosfera. Está comprendida entre los 45 y los 80 Km. de altura aproximadamente y es una capa caliente debido a la absorción de radiaciones ultravioletas. Existe una temperatura casi constante de 0 ºC. Aunque en su parte final se alcanzan los -80 ºC.

Ionosfera o Termosfera. Comienza a partir de los 80 Km. de altura. La atmósfera está ionizada debido a la presencia de electrones libres. Esta capa tiene la propiedad de reflejar las ondas radioeléctricas, permitiendo las transmisiones de radio a pesar de la curvatura terrestre.

•La temperatura aumenta llegando a los 1.700 ºC. A los 500 Km. de altura. Este aumento es debido al calor producido en la disociación de moléculas de nitrógeno y oxígeno, por la acción de la radiación solar.

Exosfera. A partir de esta capa la atmósfera se va enrareciendo en la zona que se denomina para terminar en el espacio libre exterior.

La atmósfera esta compuesta de nitrógeno (78,08%), oxígeno (20,95%), argón (0,93%), dióxido de carbono (0,03%) y gases nobles, vapor de agua, etc. (0,01%).

Esta composición es prácticamente invariable por debajo de los 16 Km. (Troposfera).La atmósfera puede considerarse como un gas perfecto con masa molecular 28,966. Su densidad es de 1,293 g/litro.

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICALOS TRES TIPOS FUNDAMENTALES

Y MÁS IMPORTANTES DE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

SON:

1º) Lluvia ácida. Este fenómeno consiste en la deposición sobre la vegetación, la hidrosfera terrestre y la infraestructura de las sociedades humanas, de elementos químicos que al disolverse en agua aumentan su acidez.Los elementos químicos más comunes que participan en la lluvia ácida son los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre.

2º) Destrucción de la capa de ozono. El ozono es un gas que existe de forma natural en la atmósfera y que presenta su máxima concentración en la estratosfera (capa de ozono).

Este gas se forma cuando las radiaciones ultravioletas del Sol descomponen las moléculas de oxígeno (O2) para producir dos átomos de oxígeno (O), que combinan con otras moléculas de oxígeno para formar moléculas de ozono (O3).

Estas últimas vuelvan a ser descompuestas por las radiaciones ultravioleta del Sol, manteniendo así un balance entre los átomos y moléculas de oxígeno y el ozono en la atmósfera. La clorofluorocarbonos y halones emitidos a la atmósfera como consecuencia de la actividad humana, reaccionan con el ozono y producen el efecto inverso destruyendo este último.

3º) Efecto invernadero. Es el mecanismo mediante el cual, la presencia de determinados gases en la atmósfera lleva consigo un aumento adicional en la temperatura media de la troposfera.

El incremento debido a la actividad humana en la concentración de algunos de estos gases (sobre todo CO2) y la destrucción de la capa de ozono, provocan una mayor absorción de radiación solar hacia la Tierra y el consiguiente aumento de la temperatura.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sun_climate_system_alternative_(Spanish)_2008.svg

Los denominados gases de efecto invernadero o gases invernadero, responsables del efecto descrito, son:• Vapor de agua (H2O)•Dióxido de carbono (CO2)•Metano (CH4)•Óxido de nitrógeno (N2O)•Ozono (O3)• Clorofluorocarbonos (CFC)

Si bien todos ellos (salvo los CFC) son naturales, en tanto que ya existían en la atmósfera antes de la aparición del hombre, desde la Revolución industrial y debido principalmente al uso intensivo de los combustibles fósiles en las actividades industriales y el transporte, se han producido sensibles incrementos en las cantidades de óxido de nitrógeno y dióxido de carbono emitidas a la atmósfera, con el agravante de que otras actividades humanas, como la deforestación, han limitado la capacidad regenerativa de la atmósfera para eliminar el dióxido de carbono, principal responsable del efecto invernadero.

LOS VEHÍCULOS AUTOMOTORES COMOFUENTES DE EMISIÓN

La estimación de las emisiones provenientes del escape de los vehículos automotores, tales como motocicletas, vehículos de pasajeros, camiones y autobuses, todos ellos diseñados para circular en la vía pública. Por lo general las emisiones de una sola unidad, de cualquiera de estos vehículos, son muy bajas comparadas con las emisiones de una chimenea industrial.

PROCESOS DE EMISIÓN DE LOS VEHÍCULOSQUE CIRCULAN POR CAMINOS Y VIALIDADES

Los vehículos automotores propulsados por motores de combustión interna producen, en general, tres tipos de emisiones de gases contaminantes: a)emisiones evaporativas y b)emisiones por el tubo de escape (Figura 1-1), así como c)emisiones de partículas por el desgaste tanto de los frenos como de las llantas. A continuación se comentan únicamente las emisiones evaporativas y las emisiones por el tubo de escape, ya que las emisiones de partículas por el desgaste de los frenos y de las llantas no son cubiertas por el alcance de esta competencia.

Evaporación de hidrocarburos:En reposo con el motor calienteEn circulaciónEn reposo con el motor frío

Evaporación de hidrocarburos:Ciclo diurnoDurante la recarga de combustible

Emisiones deescape:HidrocarburosMonóxido decarbonoÓxidos de nitrógenoPartículasSulfatosContaminantestóxicos

a)Emisiones evaporativasLas emisiones causadas por la evaporación de combustible pueden ocurrir cuando el vehículo está estacionado y también cuando está en circulación; su magnitud depende de las características del vehículo, factores geográficos y meteorológicos, como la altura y la temperatura ambiente y principalmente, de la presión de vapor del combustible. La variedad de procesos por los que se presentan emisiones evaporativas en los vehículos incluye:

• Emisiones diurnas: Son generadas en el sistema de combustible del vehículo debido a los cambios de temperatura a través de las 24 horas del día.• Emisiones del vehículo recién apagado con el motor caliente: Se presentan una vez que se apaga el motor, debido a la volatilización del combustible por su calor residual.• Emisiones evaporativas en circulación: Se presentan cuando el motor está en operación normal.

• Emisiones evaporativas del vehículo en reposo con el motor frío: Ocurren principalmente debido a la permeabilidad de los componentes del sistema de combustible.• Emisiones evaporativas durante el proceso de recarga de combustible: Consisten de fugas de vapores del tanque de combustible durante el proceso de recarga; se presentan mientras el vehículo está en las estaciones de servicio y para efectos de inventarios de emisiones, son tratadas típicamente como fuente de área.

b)Emisiones por el tubo de escapeLas emisiones por el tubo de escape son producto de la quema del combustible (sea éste gasolina, diésel u otros como gas licuado o biocombustibles) y comprenden a una serie de contaminantes tales como: el monóxido y bióxido de carbono, los hidrocarburos, los óxidos de nitrógeno y las partículas. Además, ciertos contaminantes presentes en el combustible como el azufre y hasta hace algunos años, el plomo se liberan al ambiente a través del proceso de combustión.

Las emisiones por el tubo de escape dependen de las características del vehículo, su tecnología y su sistema de control de emisiones; los vehículos más pesados o más potentes tienden a generar mayores emisiones por kilómetro recorrido y las normas que regulan la construcción de vehículos determinan tanto su tecnología así como la presencia o ausencia de equipos de control de emisiones, como los convertidores catalíticos.

El estado de mantenimiento del vehículo y los factores operativos, la velocidad de circulación, la frecuencia e intensidad de las aceleraciones y las características del combustible (como su contenido de azufre) juegan un papel determinante en las emisiones por el escape.

Fuente: SEMARNAT 2005-2014