CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO CARRERA: Licenciatura en Química - 5° año - Plan 2011 ASIGNATURA: LEGISLACIÓN EN HIGIENE Y SEGURIDAD RECURSO AIRE PROFESOR: Ing. ALBERTO R. SALVAI LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 1 EL AIRE La composición de aire al nivel del mar es: Nitrógeno 78 %, oxigeno 21 %, dióxido de carbono 0.03 % y otros (Argón, helio, hidrógeno, metano, etc.). Las capas de la atmósfera Sobre la superficie de la Tierra se encuentra la atmósfera, una inmensa envoltura gaseosa en la que nos hallamos sumergidos como en un océano de aire. Podemos dividir la atmósfera en varias capas o estratos: 1. La capa inferior de la atmósfera, en contacto con la superficie terrestre, se denomina troposfera, alcanza una altura aproximada de 12 a 15 km. Es particularmente, importante, ya que en ella se encuentra el oxigeno, y por lo tanto, se mantienen las condiciones necesarias para el desarrollo de la vida sobre el planeta y se producen los fenómenos meteorológicos, como los vientos, las lluvias, etc. Una de sus características es que a medida que se asciende, su temperatura desciende 6,5º C cada 1.000 metros. Pero llega un momento en que la temperatura se mantiene más o menos uniforme, a - 60 ºC (tropopausa): esto ocurre alrededor de los 15 km. de altura, donde se halla el límite con la capa siguiente o estratosfera. 2. La estratosfera es una capa formada por gases dispuestos en estratos horizontales, de ahí su nombre. Se extiende desde el límite con la troposfera hasta los 50 km. de altura. En la estratosfera, entre los 20 y los 40 km. de altura, ocurre uno de los fenómenos más importantes para la vida: la formación de la capa de ozono. Recuerden que el ozono es una molécula formada por tres átomos de oxígeno. Cuando las moléculas de oxígeno absorben los rayos ultravioleta provenientes del Sol, se transforman en ozono. La capa de ozono nos protege de aquellas radiaciones provenientes del cosmos nocivas para la vida. 3. Arriba de la estratosfera se desarrolla la mesosfera. Se extiende desde la estratosfera hasta los 80 o 90 km. de altura. Aunque es mucho menos densa que la estratosfera, se la considera parte de la atmósfera. 4. Más allá de la mesosfera se encuentra la ionosfera, una capa formada por iones, que llega a los 600 km. de altura desde la superficie terrestre. Los iones permiten la transmisión de ondas radioeléctricas, que se reflejan en esta capa y vuelven a la LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 2 Tierra. En la ionosfera se producen también fenómenos electromagnéticos, corno las auroras boreales y australes. 6. La exosfera es la última capa, de límites difusos, pues paulatinamente se pierden en ella las características fisico-químicas del aire, hasta llegar al espacio interplanetario. La composición de la atmósfera Primitivamente, la atmósfera terrestre contenía nitrógeno, hidrógeno, dióxido de carbono, vapor de agua y muy poco oxígeno, así como monóxido de carbono, cloro y sulfuro de hidrógeno en cantidades que serían tóxicas para muchos organismos actuales. Con la aparición de las primeras algas capaces de realizar fotosíntesis el oxígeno comenzó a difundirse en la atmósfera, formándose una capa protectora de ozono, con lo cual la vida pudo extenderse por la superficie terrestre, surgiendo numerosos organismos aerobios cada vez más complejos. Actualmente el aire está compuesto por una mezcla de gases diversos. En las capas cercanas a la superficie está constituido principalmente por oxígeno (21 %) y nitrógeno (78 %), a los que se agregan pequeñas cantidades de gases inertes como helio, neón, argón y radón, así como proporciones variables de vapor de agua, dióxido de carbono, polvo, arena, semillas, polen y hollín. Esta composición varía con la altura, en especial el oxígeno que disminuye rápidamente a partir de los 10 km. de altitud para desaparecer a los 100 km.; esta variación hace que los organismos deban realizar adaptaciones para compensar este déficit y poder respirar, como los organismos anaerobios (representados por las bacterias) que pueden vivir donde el oxígeno está ausente. Ciclo del Nitrógeno El principal depósito de nitrógeno es la atmósfera que como se dijo contiene 78 % de nitrógeno molecular en forma de gas. La fijación del nitrógeno se puede presentar en diferentes formas: - Fijación biológica, realizada por bacterias, algas y otros microorganismos presentes en el suelo y en las aguas tanto dulces como saladas. Amonificación (conversión de nitratos en amoniaco y compuestos de amonio). Nitrificación (conversión de amoniaco y compuestos de amonio en nitratos). Desnitrificación (transformación de nitratos en nitrogeno atmosférico). - Fijación atmosférica, efectuada por procesos físico químicos naturales como el relámpago que transforma el nitrógeno atmosférico en óxidos de nitrógeno, e LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 3 industriales como los procesos de combustión de combustibles fósiles que consumen nitrógeno atmosférico en la formación de óxidos de nitrógeno que son descargados a la atmósfera. Los óxidos de nitrógeno presentes en la atmósfera se transforman en nitratos y vuelven a la tierra en las precipitaciones o por deposición. La vuelta del nitrógeno a la atmósfera y por tanto el cierre del ciclo se realiza por una serie de bacterias desnitrificantes y hongos. Otro componente es el anhídrido carbónico (CO2) proveniente de los volcanes, los gases naturales, la combustión de pastos, etc., y que aumenta su proporción en las grandes ciudades, en especial por la combustión de nafta, petróleo y papel. los vientos al mezclar las masas de aire disminuyen estas concentraciones, también el mar lo disuelve poniéndolo en equilibrio con los carbonatos de las aguas marinas; por otra parte, a causa de la fotosíntesis, se consume anhídrido carbónico, el que es disociado en carbono (que permanece en los tejidos de las plantas) y en oxígeno (que vuelve a incorporarse al aire). También puede mencionarse el monóxido de carbono (CO) proveniente de los volcanes, la industria y la combustión de los automóviles. Por otra parte, pequeñas cantidades de ozono (O3) se originan durante las descargas eléctricas producidas en la atmósfera; este gas posee un olor particular, es fuertemente oxidante y mata las bacterias. En cuanto al amoníaco (NH3), durante las tormentas eléctricas se transforma en sales de nitritos y nitratos que al ser lavadas del aire por las lluvias sirven para abonar los suelos. El vapor de agua es un componente accesorio de la atmósfera a alturas mayores de 10 Km, pero es permanente en las capas bajas a causa de la evaporación de las superficies líquidas y húmedas, y de la transpiración de animales y vegetales. Esa cantidad de vapor aportado a la atmósfera por el suelo, las aguas y los organismos de un determinado lugar, se denomina evapotranspiración y está relacionada con la capacidad de producción de la vegetación, ya que sólo si existe un balance hídrico equilibrado, las plantas pueden desarrollar sus procesos vitales. Además del estado gaseoso, el agua está presente en la atmósfera en estado líquido (nubes, lluvias, nieblas y rocío) y sólido (granizo o nieve) desempeñando un importante papel ecológico, ya sea regulando la radiación solar que llega al suelo mediante las nubes, o determinando la cantidad de agua utilizable por la vegetación a LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 4 través de las precipitaciones. La nieve, por su parte oficia de aislante térmico del suelo durante la estación fría y su acumulación, así como la del hielo, constituye una importante reserva de agua dulce. Ciclo del azufre Los mayores depósitos de azufre son de tipo sedimentario encontrándose en el agua y el suelo principalmente, también se encuentra en la atmófera en forma de dióxido sulfuroso y sulfuro de hidrógeno. La principal fuente de azufre para los organismos es el sulfato inorgánico disuelto en el agua, que es absorbido para formar aminoácidos azufrados. Parte de ese azufre pasa a la atmósfera en forma de sulfuro de hidrógeno por acción de bacterias sobre los desechos orgánicos. En las zonas profundas de los ecosistemas acuáticos se presentan grandes cantidades de sulfuro de hidrógeno. Hay bacterias que lo oxidan a azufre elemental y otras que lo oxidan a sulfatos, que pueden ser usados nuevamente por los organismos. La parte sedimentaria del ciclo corresponde a la precipitación del azufre, bajo condiciones anaerobias en presencia de hierro partiendo de sulfuro de hidrogeno (SH2). Cuando esta acumulación de azufre se produce en yacimientos carboníferos o petrolíferos, éste aparecerá en los combustibles y al quemar se liberará dióxido de azufre (SO2). Una parte del SO2 será reabsorbido por las plantas y otra se transforma en sulfatos que vuelven por deposición o precipitación a la tierra, siendo absorbido por el suelo y reutilizado por los organismos. Presión y Temperatura La atmósfera presenta además variaciones de temperatura y presión. la primera disminuye desde el Ecuador hacia los Polos y también con la altura; la segunda, consecuencia del peso del aire, presenta variaciones con la altura y desigualdades producidas por diferencias térmicas que dan origen a los vientos, los que imprimen a la masa gaseosa un gran dinamismo y manifiestan su accionar en diferentes ámbitos. El viento modifica el paisaje terrestre mediante el efecto erosivo que tiene sobre las rocas, a las que desgasta, y por el transporte de partículas, como la arena, a las que cambia de lugar. El efecto modificador es complementado por la acción de la humedad que se filtra en las grietas de las rocas provocando su ruptura en áreas de gran amplitud térmica diaria, y por la lluvia que erosiona el terreno y lava los suelos. Esta circulación general de la atmósfera es usada por las plantas que aprovechan la fuerza del viento para dispersar sus semillas o sus frutos; y facilita el traslado de muchos organismos, que utilizan las corrientes de aire como medio de transporte. Las LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 5 aves, particularmente las marinas como el albatros, aprovechan las corrientes térmicas ascendentes y el empuje del viento para sus planeos, consumiendo muy poca energía, por lo que son capaces de permanecer durante horas en el aire, vigilando sus territorios. Los diversos tipos climáticos están determinados por las variaciones medias de la temperatura, la humedad, la presencia de vientos y otros factores meteorológicos que actúan conjuntamente con los geográficos como son la distribución de continentes y mares, el relieve y las corrientes marinas. Estos tipos de climas imponen la adaptación de los organismos vivos que habitan cada zona, a lo que se suma la diversidad de suelos, actuando especialmente sobre la vegetación que se presenta. En zonas de latitudes medias, donde las variaciones térmicas anuales son considerables, originándose las estaciones, los plantas se adaptan a estos cambios, reduciendo su periodo vegetativo durante la época invernal. Los animales, al poseer la capacidad de desplazarse, en caso de variaciones importantes que puedan afectar su supervivencia, pueden trasladarse para encontrar las condiciones climáticas más apropiadas; se producen así las migraciones, estacionales o temporarias. Otra forma de respuesta a los cambios se manifiestan mediante una reducción de su ciclo vital, como los periodos de sueño invernal, cambios de pelaje, almacenamiento de alimentos, etc., que les permitan sobrevivir al período desfavorable y, aunque se produzca un aumento de la mortalidad, esto determina una selección evolutiva de los animales más aptos. LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 6 CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS Se entiende por contaminación atmosférica la presencia en el aire de sustancias y formas de energía que alteran la calidad del mismo, de modo que impliquen riesgos, daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza Identificación y clasificación de contaminantes atmosféricos El número de sustancias contaminantes de la atmósfera es muy elevado y suele ser frecuente clasificarlas según el estado físico que presentan. De esta forma podemos hablar de dos grandes grupos de contaminantes: • Aerosoles (partículas sólidas y líquidas) • Gases y vapores Las partículas se subdividen en polvo, humo y niebla según sea su tamaño o su naturaleza física. El polvo está constituido por partículas sólidas dispersas en un medio gaseoso por la desintegración mecánica de materiales. El diámetro medio es del orden de 100 - 200 m. El humo está formado por partículas pequeñas procedentes de la condensación de vapores, de reacciones químicas o de procesos de combustión. El diámetro de las partículas suele ser inferior a 10 m. Niebla es la suspensión de gotas líquidas formadas por condensación de vapor y, a veces, por atomización. El tamaño de las partículas suele exceder a 10 m de diámetro. Las partículas contaminantes en estado sólido presentan una constitución química muy variada y una gran dispersión de tamaños. Dentro de los gases, los principales compuestos son: dióxido de azufre (SO2), óxido nítrico (NO), dióxido de nitrógeno (NO2), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) e hidrocarburos (CnHm) de 1 a 4 átomos de carbono. El CO2 no puede considerarse un contaminante en sentido estricto ya que no es tóxico. Sin embargo, su presencia en grandes cantidades en la atmósfera se asocia al llamado "efecto invernadero. En el grupo de vapores hay que destacar a los llamados compuestos orgánicos volátiles (COV) producidos por la evaporación de sustancias orgánicas de elevada presión de vapor. LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 7 Monóxido de carbono (CO) Es un gas incoloro, inodoro e insípido, más ligero que el aire. Es inflamable y arde con Llama azul. Es poco soluble en agua. Una de las principales fuentes debidas al hombre es la combustión incompleta de los carburantes en los automóviles (fuentes móviles). El CO se produce como resultado de alguno de los siguientes procesos químicos: - Combustión incompleta del carbono. - Reacciones a elevada temperatura entre el CO2 y materia carbonosa. - Disociación del CO2 a altas temperaturas. - Oxidación atmosférica del metano (CH4) procedente de la fermentación anaeróbica de la materia orgánica. - Proceso de producción y degradación de la clorofila en las plantas. Es el contaminante natural más abundante después del CO2.. El aporte de origen natural se estima entre el 60 y 90 % y el antropogénico entre el 40 y 10 %. A los niveles habituales en los que se encuentra en las ciudades, los vegetales no son sensibles a este compuesto al contrario que los animales. A concentraciones relativamente elevadas, el gas es asimilado por las plantas incorporándose a los fenómenos vitales. AI parecer actúa principalmente sobre las hormonas del crecimiento. Salvo que su concentración supere los 100 ppm, no produce serios efectos negativos sobre las plantas superiores. En el hombre, el CO interfiere en el transporte de oxígeno por la hemoglobina formándose HbCO en lugar de HbO2. La afinidad del CO para la coordinación con el ion Fe++ de la hemoglobina es 200 veces mayor que la del oxígeno con lo que a presiones parciales relativamente bajas, la reacción: HbO2 + CO HbCO + O2 se desplaza hacia la derecha La formación de HbCO en la sangre es un proceso reversible y cuando cesa la exposición al CO, la sangre se depura. En personas sanas, la depuración del 50 % del CO puede efectuarse en unas tres horas. LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 8 Óxidos de azufre El compuesto que se encuentra en mayor concentración es el dióxido de azufre. Es un gas incoloro, de olor picante e irritante en concentraciones superiores a 3 ppm. Es más pesado que el aire (2.2 veces). Este gas es muy soluble en agua y por ello se absorbe con facilidad en los conductos húmedos del sistema respiratorio. A niveles de 1 ppm ya se producen problemas respiratorios y cuando la concentración supera los 6 ppm, se producen irritaciones fuertes de nariz y garganta. El SO2 puede causar una parálisis del sistema respiratorio. Su acción se ve reforzada por la presencia de partículas en el ambiente ya que, al parecer, éstas transportan al contaminante hacia el fondo de los pulmones. El trióxido de azufre (SO3) está presente en pequeñas cantidades en la atmósfera (no suele rebasar el 1 o 2 por 100 de la concentración del dióxido). Es un gas incoloro y muy reactivo que condensa con facilidad. Su inhalación a nivel de 1 ppm produce sensación de ahogo. Reacciona rápidamente con el agua y forma ácido sulfúrico que ataca fuertemente los tejidos celulares. La combustión de cualquier sustancia que contenga S produce emisiones de SO2 y SO3. Un mecanismo de formación podría ser: S + O2 ----------- 2. SO2 + O2 SO2 -------------------- 2.SO3 La 2º reacción se produce en pequeña escala y tiene una velocidad muy lenta a la temperatura atmosférica El dióxido de azufre penetra en las plantas fundamentalmente por vía foliar. En las plantas leñosas también puede penetrar a través de la corteza. Produce dos tipos de intoxicación: aguda y crónica. La intoxicación aguda se produce por la absorción de grandes cantidades de dióxido en cortos períodos de tiempo. Produce una acumulación de sulfitos tóxicos. Esta intoxicación se manifiesta por necrosis entre los nervios de las hojas presentando una coloración variable. La intoxicación crónica está producida por la absorción durante largos períodos de tiempo de concentraciones subletales del compuesto. En este caso los sulfitos pasan a sulfatos que son menos tóxicos que los sulfitos pero por acumulación pueden causar graves daños. Esta intoxicación se manifiesta por un amarilleo de las hojas y una disminución de la actividad metabólica. LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 9 La tolerancia de las plantas al dióxido de azufre varía de unas especies a otras. Las plantas más sensibles reaccionan ante concentraciones inferiores a 1 ppm. Por otra parte, los óxidos de azufre son bastante perjudiciales para los metales dando lugar a corrosiones tras la formación previa de ácido sulfúrico. Este ácido participa también en la lluvia ácida. Óxidos de nitrógeno Solo dos óxidos de nitrógeno: el óxido nítrico y el dióxido de nitrógeno tienen interés como contaminantes ya que los restantes óxidos se encuentran presentes en cantidades tan bajas que carecen de importancia. El óxido nítrico es un gas incoloro, inodoro y no inflamable. No existen pruebas de su toxicidad para la salud humana en las concentraciones habituales. Se oxida rápidamente a dióxido. El dióxido de nitrógeno es un gas pardo-rojizo, no es inflamable pero si es tóxico y tiene un olor asfixiante. Irrita los alvéolos pulmonares tras exposiciones prolongadas a concentraciones del orden de 1 ppm. Es el único óxido de nitrógeno que, al parecer, produce daños en los vegetales en concentraciones normales. El mantenimiento prolongado a concentraciones del orden de 0.2 a 0.6 ppm afecta a las hojas produciendo defoliaciones. Cuando las concentraciones son elevadas los daños se producen en más corto tiempo. Las necrosis que se producen son de color negro o marrón rojizo. La mayor parte de los oxidos de nitrógeno se forman por oxidación del nitrógeno atmosférico durante los procesos de combustión a temperaturas elevadas. N2 + O2 ------------- 2 NO 2 NO + O2 -------------- 2 NO2 La mayor parte de los NOx emitidos a la atmósfera los son en la forma NO. En general, los óxidos de nitrógeno tienen una importante actividad sinérgica ya que reaccionan con otros contaminantes atmosféricos dando compuestos más enérgicos. Los sinergismos NO2 - SO2 y NOx - hidrocarburos producen importantes contaminaciones urbanas. El dióxido de nitrógeno puede reaccionar con la humedad ambiental para originar ácido nítrico que produce corrosiones metálicas. Los vapores del ácido son irritantes oculares, de la piel y del sistema respiratorio. LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 10 Hidrocarburos Con el nombre de hidrocarburos se designa a las sustancias que contienen carbono e hidrógeno. Los que se incorporan a la atmósfera como contaminantes son los gaseosos o los muy volátiles. En atmósferas contaminadas se han encontrado hasta 100 hidrocarburos diferentes tanto alifáticos como aromáticos. El más abundante es el metano. Los efectos nocivos de los hidrocarburos en las concentraciones habituales son despreciables. Sin embargo, su intervención en reacciones fotoquímicas les confiere el carácter de nocivos. El único hidrocarburo que parece alcanzar concentraciones tóxicas para la vegetación es el etileno. Este compuesto se produce en las plantas como resultado de su metabolismo y aumenta fuertemente su concentración en períodos de maduración. Los vegetales en atmósfera contaminada de etileno sufren necrosis y si la concentración es elevada pueden morir. Las dosis de toxicidad en las especies sensibles pueden aparecer a partir de 0.005 ppm aunque es más frecuente que las perturbaciones aparezcan a partir de concentraciones diez veces superiores. Muchos de los hidrocarburos aromáticos están presentes en los hollines y en el alquitrán son sospechosos de provocar tumores. Ozono Es un gas azul inestable de olor picante que licúa a -12°C. Es un contaminante muy irritante ya que a concentraciones superiores a 1 ppm puede producir edemas pulmonares e interferencias en la difusión gaseosa de la sangre. Parece ser que es uno de los contaminantes más tóxicos para las plantas en las que puede producir modificaciones de pigmentación, blanqueo y necrosis. Las dosis de toxicidad son variables. Pueden aparecer necrosis con exposiciones a concentraciones de 0.2 ppm durante cuatro horas, aunque en algunos casos también pueden aparecer problemas con exposiciones de una a dos horas en concentraciones de 0.05 ppm. Cuando las concentraciones están por debajo de las señaladas pero el ozono aparece simultáneamente con el dióxido de azufre puede presentarse una reacción sinérgica entre ambos contaminantes ocasionándose importantes daños. Flúor El flúor es un elemento que se presenta formando fluoruros en estado gaseoso: ácido fluorhídrico (HF), tetrafluoruro de silicio (SiF4), ácido fluosilícico (H2SiF6) o en estado sólido: fluoruro alumínico (AIF3), criolita (Na3AIF6), fluorita (CaF2) y fluoruro sódico (NaF). La acción de los compuestos de flúor se caracteriza por ser acumulativa. Los LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 11 fluoruros pueden penetrar en las plantas por las hojas y raíces. Los efectos se manifiestan por un reblandecimiento y fluidez de las zonas afectadas, necrosis de color marfil, negro o marrón rojizo en bordes y puntas de las hojas. Cuando la contaminación persiste puede Ilegarse a la muerte del vegetal por pérdida de sus hojas. La sensibilidad es muy variable. Parece que los vegetales pueden tener un umbral de toxicidad para cada individuo dentro de cada especie. Las especies más sensibles parece que se ven afectadas a concentraciones del orden de 0.4 a 1 g/m3. Partículas Las partículas sólidas o Iíquidas presentes en la atmósfera suelen tener un origen natural. A su vez, pueden formarse por subdivisión o rotura de partículas mayores o por aglomeración de fragmentos pequeños. El tamaño de estas partículas oscila entre 0.1 y 1000 m. El tamaño de las partículas es importante para conocer el tiempo de su permanencia en la atmósfera. Las partículas inferiores a 0.1 m se comportan como moléculas agrupándose para formar agregados mayores según un proceso llamado coagulación. Las partículas mayores de 10 m sedimentan por lo que permanecen poco tiempo en suspensión. Las partículas con un tamaño comprendido entre 0.1 y 10 m son las que constituyen la materia en suspensión en el aire. Las partículas producen dispersión de la luz solar tanto mas cuanto menor es su tamaño. Por otra parte, algunas de estas partículas actúan como núcleos de formación de nubes. Se ha podido establecer una relación entre el aumento de la lluvia y el aumento de concentración de partículas en la atmósfera. La composición química de las partículas es muy variable. En función de su composición química y del estado físico, pueden producir daños más o menos importantes en los materiales como puede ser la corrosión metálica o el simple ensuciamiento producido cuando sedimentan. La acción de las partículas sobre los vegetales es muy variada. La perturbación más importante es que dificultan o impiden el intercambio gaseoso debido a la obturación de las células. Por otra parte, las partículas modifican las condiciones ambientales ya que disminuyen la penetración de la radiación solar lo que impide la acción germicida y se produce un deficiente metabolismo del calcio (disminución de la radiación UVA). También la función clorofílica se resiente (disminución del espectro visible de azules y rojos), además, se ve disminuido el aporte de calor (disminución de rayos infrarrojos). Estos cambios pueden llegar a producir la muerte de algunas especies. Algunas LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 12 plantas como los líquenes se ven favorecidas por la presencia de polvo en el ambiente ya que toman de él parte de su alimento (fosfatos y nitratos). Las partículas solas o combinadas con otros contaminantes son un peligro para la salud humana al penetrar en el organismo por vía respiratoria. Este riesgo es mayor con partículas inferiores a una micra ya que éstas pueden alcanzar los alvéolos pulmonares y de allí pasar a la sangre y en ella se transportan a los diferentes órganos. Clorofluocarbonos En las últimas décadas se han utilizado este tipo de productos con gran profusión como refrigerantes en la industria y como propelentes de aerosoles, debido a su alta estabilidad química, baja toxicidad y no ser inflamables. Su estabilidad química es la que permite la migración de éstos compuestos hasta la estratosfera, en la que se descomponen por acción de la radiación ultravioleta produciendo átomos de cloro libre que pueden producir la destrucción del ozono. Metales pesados Los metales se encuentran, generalmente en la atmósfera en concentraciones muy pequeñas. Uno de sus principales problemas es que no son degradados ni química ni biológicamente lo que origina su persistencia en la naturaleza. Entre los metales más importantes por sus efectos pueden destacarse: Plomo.- Este contaminante se localiza en los vegetales próximos a las vías de transporte. Sedimenta en las partes aéreas de las plantas y no se ha observado su penetración en tejidos internos. Algunos vegetales como los musgos pueden acumular el elemento y sufrir perturbaciones graves. En los restantes vegetales el lavado puede eliminar, aproximadamente el 65 por 100 del plomo depositado. En los humanos, el plomo produce una fragilidad de los glóbulos rojos pero este efecto sólo se ha observado muy raramente. Zinc.- El polvo de este elemento es tóxico para los vegetales actuando, al parecer, sobre las actividades respiratorias, fotosintética y transpiradora ocasionando el envejecimiento del vegetal y su muerte prematura. Mercurio.- No se considera perjudicial en su forma inorgánica pero en presencia de microorganismos se transforma químicamente en mercurio orgánico que resulta muy tóxico. En las plantas, son las flores seguidas de las hojas los órganos más sensibles. En los humanos produce perturbaciones en el sistema nervioso y en los riñones. LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 13 Dioxinas y furanos Con el nombre genérico de dioxinas se conoce a un amplio grupo de sustancias pertenecientes a las familias de los policlorodibenzodioxinas y policlorodibenzofuranos. El conjunto está formado por 210 sustancias diferentes (75 dioxinas y 135 furanos) algunas de las cuales (12) parecen especialmente tóxicas. Puesto que los efectos de las dioxinas y furanos más tóxicos son similares pero variables en intensidad, se han realizado diversos intentos por establecer factores válidos de comparación de toxicidades. Se han encontrado dioxinas en los efluentes gaseosos de incineradores de residuos, vehículos, instalaciones metalúrgicas y siderúrgicas, fábricas de pasta papelera, centrales térmicas que queman carbón, incineradores de residuos hospitalarios y de residuos tóxicos y peligrosos. En las pruebas realizadas a dosis bajas con animales se han puesto de manifiesto tres tipos de efectos relacionados con inmunotoxicológicos y carcinogénicos. LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 14 estos compuestos: reproductivos, CONTAMINANTES SECUNDARIOS La importancia del aire radica en ser uno de los elementos básicos para la existencia de casi todo los seres vivos. Diariamente el hombre utiliza para su respiración casi 12 m3 de aire y gran parte de su salud depende de la calidad del mismo. Si bien la preocupación por la contaminación del aire tiene antecedentes históricos, la misma sólo se limitaba al control del humo originado por determinados incendios provocados, y a la prohibición de la emisión de gases malolientes. La importancia de la contaminación o polución atmosférica adquiere su mayor trascendencia en las últimas décadas, y fue definida en 1967 por el Consejo de Europa, de la siguiente forma: "Hay polución del aire cuando la presencia de una sustancia extraña o la variación importante en la proporción de sus constituyentes, es susceptible de provocar efectos perjudiciales o de crear molestias, teniendo en cuenta el estado de los conocimientos científicos del momento”. Contaminación fotoquímica Se conoce también un smog fotoquímico que es cada vez más frecuente en las grandes ciudades con elevados niveles de industrialización y densidades de tránsito muy importantes y que es característico de las ciudades de los Ángeles en cuya atmósfera se producen un gran número de reacciones fotoquímicas producto de la alta cantidad de contaminantes emitidos que permanecen largo tiempo en las capas inferiores de la atmósfera sobre los que incide la energía solar, formando altas concentraciones de dióxido de nitrógeno, nitrato de peroxiacetileno y otros oxidantes. Estas sustancias deterioran los alimentos, las pinturas y el caucho, dañan la vegetación e irritan las mucosas oculares y respiratorias. La formación de los oxidantes se ve favorecida en situaciones estacionarias de altas presiones (anticiclones) asociados a una fuerte insolación y vientos débiles que dificultan la dispersión de los contaminantes primarios. El mecanismo de formación de los oxidantes fotoquímicos es complejo, realizándose por etapas a través de una serie de reacciones químicas. Aunque el proceso completo no se conoce lo podemos simplificar en los tres tipos de procesos siguientes: - Formación de oxidantes a través del ciclo fotolítico de NO2 NO2 + RUV NO + O O + O2 O3 O3 + NO NO2 + O2 - Formación de radicales libres activos: LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 15 O3 + 3 HC - 3 HCOº Formación de productos finales HCOº + HC HCOº + NO2 Aldehidos, cetonas, etc Nitratos de peroxiacilo (PAN) La lluvia ácida es consecuencia de las emisiones de óxido de nitrógeno y dióxido de azufre que se acumulan en la atmósfera y regresan a la superficie terrestre en forma de polvo ácido, mezclados con la humedad atmosférica precipitan con la lluvia y la nieve como ácidos nítrico y sulfúrico, en el fenómeno denominado “lluvia ácida”, cuyos efectos se ponen de manifiesto en el medio acuoso, la flora y los suelos, provocando la muerte de plantas y peces, erosión de edificios, acidulación de suelos y contaminación de alimentos. Los efectos más graves fueron observados en las áreas boscosas de Alemania y Holanda, destruidas en más del 50 %; en Suecia, además de los bosques, llegó a comprometer la pesca en los lagos; en la costa del Atlántico Norte, el agua se volvió del 10 al 30 % más ácida en los últimos veinte años (aquí se suma la contaminación de las aguas por vertidos de diverso origen); en los montes Apalaches, la acidez es 10 veces superior a la de áreas vecinas. En San Pablo, Brasil, la lluvia contiene más contaminantes del que toleran los patrones internacionales. los componentes ácidos de la lluvia también están deteriorando estatuas, monumentos y edificaciones construidas en mármol. Los efectos sobre la Acrópolis de Atenas y el Coliseo en Roma, determinaron la intervención de gobiernos y organismos internacionales para impedir su completo deterioro; similares medidas fueron tornadas para las catedrales de Notre Dame, en París y de Colonia, en Alemania y con el Taj Mahal, en la India. Rotura de la capa de ozono En cuanto al agujero de ozono, descubierto en 1984, el mismo es provocado por la disminución de este gas en la estratosfera, fenómeno que se presenta en forma natural en primavera en las regiones polares, especialmente la Antártida. El hombre contribuye a aumentar la disminución del ozono, mediante la emisión de óxidos de nitrógeno y ciorofluorocarbonados (CFCs). El ozono es un gas que se concentra en la atmósfera, en una capa a una altura de entre 15 y 40 kilómetros sobre el nivel del mar, y su función principal es la de proteger la vida terrestre de los nocivos efectos de la radiación ultravioleta (UV) de onda corta, absorbiéndola. Su espesor se mide en LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 16 "Unidades Dobson" (uD); 100 de estas unidades equivalen a un milímetro de espesor. Su valor normal es de entre 300 y 400 uD. En 1987 ya dos terceras partes de la Antártida evidenciaban valores muy por debajo de las 125 uD; en Noviembre de 1994, la capa de ozono austral registró un espesor medio de 186 uD, con un mínimo de 172 y un máximo de 199, cuando lo normal para esa fecha es una media de 330 uD; por otra parte, también en 1994, el agujero de ozono excedió una extensión entre 22 y 24 millones de kilómetros cuadrados, proyectándose sobre el océano que rodea la Antártida, y los extremos australes de la Argentina y Chile. Las corrientes de aire circulan en forma superpuesta en la atmósfera; van de los polos hacia el Ecuador, en baja altura, y del Ecuador hacia los polos en las capas más elevadas. Esos movimientos facilitan el desplazamiento de cualquier agente contaminante que alcance esas actitudes para llegar hasta miles de kilómetros de distancia de su lugar de origen. En Enero de 1989, la estratosfera sobre el Ártico, normalmente demasiado cálida como para hacer posible la aparición de un agujero de ozono, registró su temperatura más baja en, por lo menos, 25 años, y se observó por primera vez el agujero, con características similares al otro más extenso, del hemisferio Sur. Uno de los agentes contaminantes fue identificado en 1974, es el monóxido de cloro, formado por la reacción del gas cloro con el ozono. El cloro, que tiene una vida útil mínima de 75 años, está presente en los compuestos denominados clorofluorocarbonos, y fue producido por químicos estadounidenses en 1928. Desde entonces se utiliza, entre otras aplicaciones, en aerosoles, refrigerantes, esterilizantes, disolventes y en la producción de envoltorios aislantes para la industria de alimentos. Cuando es usado, sus moléculas pasan intactas por la tropósfera y llegan hasta la estratosfera. No existen mecanismos naturales que eliminen los CFCs, y sólo se descomponen bajo la acción de la radiación ultravioleta cuando entran en la capa superior de la atmósfera. Entre los 20 a 25 Km, se liberan los átomos de cloro que reaccionan con el ozono, rompiendo sus moléculas, extrayendo un átomo de oxígeno para formar una molécula de monóxido de cloro que, unida a otra igual, forma un nuevo compuesto que se rompe en dos átomos de cloro y una molécula de oxígeno. Estos átomos libres de cloro atacan otras moléculas de ozono, pero no se destruyen, de manera que un átomo de cloro puede destruir miles de moléculas de ozono. Otros gases que también afectan al ozono, son el óxido nitroso, el metano y el bromuro de metilo. El óxido nitroso, como los CFCs, es estable hasta que llega a la estratosfera, donde se desintegra y forma ácido nítrico que ataca al ozono de manera similar al monóxido de cloro. LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 17 Por su parte, el metano aumenta la cantidad de ozono en la tropopausa y, por ello, puede enmascarar el agotamiento del ozono a mayores altitudes. En cuanto al bromuro de metilo, de acción similar a los CFCs, su riesgo principal radica en que es una sustancia química que no está regulada por el Protocolo de Montreal, siendo sus principales fuentes terrestres, su empleo como plaguicida, los incendios forestales y los automóviles que funcionan con gasolina o nafta con plomo. El fenómeno de la destrucción de la capa de ozono, que evita la protección de las radiaciones ultravioletas (UV) del Sol, trae en consecuencia entre sus manifestaciones más evidentes, el aumento del cáncer de piel y efectos en la visión y posteriormente, un cambio sustancial en nuestro ambiente, en especial en la productividad de ciertas cosechas así como en la del plancton y en algunas larvas de peces, que han demostrado ser sensibles al aumento de la radiación UV. En Enero de 1990, la ONU determinó el fin gradual de la producción de CFCs, autorizando, no obstante, a las naciones en desarrollo a prolongar su uso hasta el año 2010; el resultado final será una reducción del 35 % del total de CFCs en la atmósfera hasta finales del siglo. Las crecientes evidencias de la gravedad del problema han hecho que varios gobiernos vayan más allá de las medidas tomada en Montreal. La Comunidad Europea y EE.UU. han declarado su intención de prohibir los CFCs en el año 2000, pero los plazos se han ido acortando, por la creciente sensibilización y también debido a que la industria ha ido encontrando sustitutos. La Unión Europea fijó para el año 1996 para acabar con los CFCs, posteriormente lo adelantó para 1995, salvo para algunos consumos esenciales referidos a productos farmacéuticos, lo mismo hizo EE.UU. En Noviembre de 1992, los 93 países que ratificaron el Protocolo de Montreal acordaron que la fecha tope sería 1996. Por lo pronto desde el 1º de Enero de 1994, los clorofluorocarbonos, empleados sobre todo en aerosoles, tintorerías, aislamiento y aparatos de refrigeración y aire acondicionado, ya no pueden fabricarse en la Unión Europea ni importarse, según lo acordado por los Doce en 1992, aunque no está prohibido su uso. Por el efecto invernadero, resultado principalmente del aumento del dióxido de carbono y la deforestación, se produce un incremento de la temperatura media del planeta, cuyas primeras consecuencias son las inundaciones descontroladas. Este proceso está relacionado con el aumento de la presencia en la atmósfera de determinados gases: dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), ozono y clorofluorocarbonos (CFCs) que son compuestos a base de cloro; estos gases permiten que la radiación solar pase relativamente sin impedimentos por la atmósfera, LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 18 pero la aprisionan, impidiéndole escapar al espacio después de ser reflejada por la Tierra, recalentando el planeta por el "efecto invernadero". En condiciones normales, esos gases ayudan a mantener la temperatura del planeta en un promedio anual de 16º C, porque una pequeña porción es absorbida en la fotosíntesis de los vegetales y una parte mayor por los océanos. Al aumentar su presencia en la atmósfera, esos gases alteran las condiciones del ambiente. Actualmente, el CO2 concentrado en la atmósfera llega a 350 partes por millón, mientras que, a finales del siglo pasado, la proporción era de 280 partes por millón. Ese aumento fue provocado por la industrialización (con la quema de combustibles fósiles, la emisión de otros gases producto de la actividad fabril y por los vehículos automotores); por las quemas de bosques; por la descomposición de materia orgánica; por el uso de productos tóxicos en los cultivos y por los clorofluorocarbonados (CFCs) de los aerosoles. Se ha comprobado una elevación de 0, 18º C en la temperatura promedio mundial, desde comienzos del siglo hasta ahora, con mayores olas de calor verificadas en la década del 80; como resultado, el hielo alrededor de los polos está disminuyendo. Además, el aire más caliente provoca una alteración en el régimen de vientos, así como una mayor evaporación del agua de mar, con lo que se presenta un mayor volumen de nubes y un consecuente aumento de las lluvias. Si las emisiones de gases invernadero continúan creciendo de acuerdo a los índices actuales, los modelos cismáticos sugieren que las temperaturas globales se elevarán de 1,5º a 4,5º hacia el año 2050 y que los niveles del mar subirán de 0,8 a 1,8 metros durante el próximo siglo, principalmente por la expansión térmica normal del agua al calentarse, y el derretimiento de los glaciares y de los hielos polares. LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 19 Concentraciones de contaminantes. Emisiones e inmisiones Para determinar las concentraciones de contaminantes atmosféricos hay que distinguir entre concentraciones de emisión y concentraciones de inmisión. Las concentraciones de emisión son aquellas que miden la cantidad de contaminante (peso o volumen) que sale de una fuente contaminante por unidad, generalmente de volumen de gases emitidos aunque también pueden emplearse otras unidades como distancia recorrida o volumen de combustible quemado en el caso de automóviles. En el caso de las emisiones industriales se emplean, también, las unidades de masa emitida por masa producida o de masa emitida por unidad de tiempo. Una vez producida la emisión, los compuestos se dispersan en la atmósfera según un proceso de difusión que depende de dos tipos de factores: _ Específicos del contaminante, velocidad de salida, altura, temperatura, densidad, forma, etc. _ Meteorológicos, como por ejemplo, velocidad del viento, gradiente de temperatura, humedad, etc. La evaluación de los contaminantes atmosféricos está relacionada con el concepto de inmisión, la cual se entiende como la permanencia de los compuestos en forma continua o temporal en la atmósfera a nivel del suelo. Las concentraciones de inmisión son las concentraciones de contaminantes en puntos suficientemente alejados de las fuentes como para no poder discernir cual de ellas es la causante de los niveles de contaminación alcanzados. Las concentraciones de inmisión miden, por tanto, las concentraciones ambientales de los contaminantes en estudio. Se miden, habitualmente en peso o volumen de contaminante por unidad de volumen de aire en condiciones determinadas de presión y temperatura para un determinado intervalo de tiempo. Las concentraciones de emisión son más elevadas que las de inmisión porque entre ambas se produce el proceso de difusión atmosférica que rebaja considerablemente el valor de las primeras. Cuando las concentraciones se expresan en peso de contaminante por unidad de volumen de aire, las unidades mas utilizadas son g/Nm3 y mg/Nm3. La razón de usar el volumen medido en condiciones normales se debe a la necesidad de evitar los cambios de volumen que, en los gases, están asociados al cambio de condiciones de presión o temperatura. Cuando las concentraciones se expresan en volumen de contaminante por unidad de volumen de aire se emplean expresiones del tipo: ppm (partes por millón), ppb (partes por billón) y tanto por ciento (%). LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 20 EI instrumental empleado para la medida de las concentraciones de contaminantes en la atmósfera puede clasificarse en: - Monitores automáticos con transmisión de datos a distancia o no. - Muestreadores manuales e instrumental analítico de laboratorio. La determinación de niveles de contaminación comprende las siguientes etapas: Toma de muestras, acondicionamiento de las mismas y análisis. La toma de muestras consiste en la separación de una porción representativa del gas objeto de estudio. La toma de muestra para el análisis en laboratorio incluye, también, la separación del contaminante del seno del gas segregado. Esto se realiza normalmente mediante retención en un absorbente en fase líquida o sólida. El acondicionamiento de las muestras es la absorción del gas aspirado mediante borboteadores o su adecuación a las condiciones de funcionamiento de los monitores automáticos. El análisis es la evaluación cuantitativa del contaminante a estudiar. Puede realizarse en laboratorio o en campo mediante monitores trabajando de forma automática. La toma de muestras es la etapa, probablemente, más importante y, en algunos casos (isocinetismo) cobra una importancia capital. El tratamiento posterior que se de a la muestra tomada no tendrá valor si ésta no es representativa del gas a analizar. La toma de muestras incluye la selección del punto de medida de cuya elección depende, como se indicó anteriormente, la representatividad de la muestra. En el caso de emisiones, la elección del punto de toma de muestras en una chimenea o conducto dependerá de que tipo de contaminantes se trate de evaluar: gases o partículas. En el caso de contaminantes gaseosos se buscará, preferentemente, un punto donde la mezcla de gases sea lo más homogénea posible. Por el contrario, si lo que se quiere analizar es polvo, el punto de toma de muestras se elegirá en zonas de régimen de flujo laminar. Por lo general, la localización del punto de toma de muestra en una chimenea está regulado por legislación o normas. Los sistemas de medición de emisiones sin extracción suelen ser equipos automáticos de medición basada en la integración de la radiación absorbida en una cierta banda del espectro de un haz que atraviesa la chimenea. Por lo general, son menos exactos que los extractivos y requieren su calibrado con aquellos para cada aplicación concreta. LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 21 Según el tiempo de duración de la toma de muestras. los sistemas de muestreo se clasifican en acumulativos e instantáneos. Los sistemas acumulativos pueden clasificarse en sistemas de absorción, adsorción, condensación y congelación. Los sistemas instantáneos recogen la muestra en ampollas de vidrio o metal, bolsas de plástico, botellas metálicas de dos bocas y tubos de adsorción. En el caso de las partículas es preciso operar, siempre que sea posible, en condiciones de isocinetismo al captar en la muestra solamente una parte del total emitido. En las emisiones producidas por los transportes los contaminantes más significativos son: monóxido y dióxido de carbono, hidrocarburos poliaromáticos y ligeros, aldehidos, óxidos de nitrógeno, plomo y partículas en suspensión. En el caso de inmisiones, mas que la localización de un punto de toma de muestras cabe hablar de la ubicación de los aparatos de medida. Se deben buscar emplazamientos que reflejen las condiciones reales del aire ambiente de la zona. Cuando lo que se pretende analizar es polvo, ha de hacerse distinción según se trate de polvo en suspensión (PM 10) o sedimentable (partículas totales). En ambos casos, no existe acondicionamiento previo y los procedimientos de toma de muestra forman parte integrante del propio análisis. En el análisis de inmisiones hay que tener en cuenta que el número de contaminantes presentes en la atmósfera puede ser muy elevado dada la multiplicidad de fuentes y la gran variedad de compuestos que cada una de ellas emite. Sin embargo, en la práctica sólo los niveles alcanzados por unos pocos de ellos tienen importancia real, salvo casos muy específicos y poco frecuentes. Para la realización del análisis y valoración de contaminantes atmosféricos deben tenerse en cuenta, normas técnicas para análisis y valoración de contaminantes atmosféricos. En cualquier caso, los métodos analíticos suelen ser comunes tanto para emisión como para inmisión ya que, normalmente, solo varia el rango de medida y el acondicionamiento de la muestra. LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 22 Resolución (SEMAyDS) 201/04. Prov. Santa Fe Se establece la siguiente nómina de Niveles Guía de Calidad de Aire: C.A.P.C. mg/m3 C.AP.L. mg/m3 (20 minutos) (24 horas) Monóxido de Carbono (CO) 15,00 3,00 ------- Oxido de Nitrógeno (como NO2) 0,40 0,10 ------- Dióxido de Azufre (SO2) 0,50 0,05 ------- Oxidantes (como Ozono O3) -------- -------- 0,235 Material Particulado en Suspensión (PM10) 0,50 0,15 ------- Plomo (Pb) 0,01 0,0010 ------ Cromo Total (Cr) -------- 0,0015 ------ Benceno -------- 0,10 ------ Sulfuro de Hidrógeno (H2S) -------- 0,15 ----- CONTAMINANTES mg/m3 (1hora) Artículo 2º: Se definen las siguientes concentraciones: a) Concentración Admisible para Períodos Cortos (C.A.P.C.): Concentración que no deberá ser sobrepasada en períodos continuos de veinte (20) minutos, donde pudieran verse afectados la salud y los bienes de la comunidad b) Concentración Admisible para Períodos Largos (C.A.P.L.): Concentración que no deberá ser sobrepasada en períodos continuos de veinticuatro (24) horas, donde pudieran verse afectados la salud y los bienes de la comunidad. Artículo 3º: Las concentraciones a las que se refieren las definiciones anteriores son valores promediados durante los correspondientes tiempos de muestreo. Artículo 4º: La toma de la muestra deberá efectuarse en el lugar donde la salud y los bienes de la comunidad puedan resultar comprometidos, en las condiciones más desfavorables de contaminación atmosférica. El equipo de muestreo no deberá ser desplazado durante la toma de la muestra. Artículo 5º: Todas las mediciones de estos contaminantes deberán ser corregidas para la temperatura de veinticinco (25) grados Celsius y para una presión de mil trece (1.013) hPa (hecto pascales) = 760 mm.Hg. LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 23 Gradiente Adiabático La atmósfera tiene una extensión de varios cientos de Km, pero debido a que está comprimida, la mitad total de su peso se ejerce por debajo de los 5500 metros. A medida que nos elevamos en la atmósfera como el aire es un fluido compresible se vuelve menos denso y ligero que en las capas inferiores, por lo tanto puede decirse que la presión disminuye con la altura. Cuando una masa de aire se ve forzada a ascender, alcanza áreas en las que el aire de alrededor es menos denso, por lo tanto esa masa de aire que ascendió se expande disminuyendo su densidad. De igual forma cuando una masa de aire desciende, se encontrará con capas de aire de mayor presión y se comprimirá incrementando su densidad. Cuando el aire se expande o se comprime se produce un cambio interno de la temperatura, aún sin intercambio de calor con el medio (proceso adiabático). El calor almacenado en una masa de aire constituye su energía interna. Si el aire se expande parte de su energía interna se consume con lo que la temperatura puede descender. Por lo tanto, cuando el aire se expande se dice que ha tenido lugar un enfriamiento adiabático. Si por el contrario el aire se comprime, aumenta su energía interna, y como consecuencia, su temperatura asciende y podemos afirmar que la temperatura ha aumentado adiabáticamente. Muchos tipos de nubes se forman como resultado del ascenso de aire húmedo, se enfrían por expansión, hasta que tiene lugar la condensación. Si ese aire desciende, el aumento de temperatura debido a la compresión provoca la evaporación de las nubes que se habían formado (subsidencia). Por lo tanto las corrientes de gran escala, que producen enfriamientos y calentamientos adiabáticos, son responsables de la formación y disipación de nubes. Los gradientes adibáticos, son los incrementos de temperatura en función del incremento de altura. Si no hay cambio de estado (condensación/evaporación) del contenido de humedad en la masa de aire, este gradiente se denomina gradiente adiabático seco, y es constante a razón de 1 ºC cada 100 metros. Si se produce un cambio de estado (condensación/evaporación) del contenido de humedad en la masa de aire, este gradiente se denomina gradiente adiabático saturado, y es constante a razón de 0.5 ºC cada 100 metros debido al calor latente involucrado en el cambio de estado (este valor debe ser considerado como un valor promedio ya que depende de la cantidad de vapor de agua que cambia de estado). LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 24 Gradiente térmico El valor del descenso de la temperatura con la altura se conoce como gradiente térmico e indica la distribución vertical de temperatura en la atmósfera sin perturbar, y presenta importantes variaciones en las capas de aire adyacente a la corteza terrestre. Atmósfera Estable e Inestable Puede afirmarse que una masa de aire en su ascenso se enfría adiabáticamente, independientemente del aire circundante. Por lo tanto a un determinado nivel de la atmósfera son posibles tres situaciones: que la temperatura del aire ascendente sea igual, mayor o menor que la del aire que la rodea. Las diferencias de temperatura del aire se acompañan de variaciones en la densidad del mismo. Así, si una masa de aire tiene una temperatura más alta que la del aire de su entorno, ésta tenderá a ascender. Un gradiente térmico positivo (es decir que la temperatura de la atmósfera aumenta al aumentar la altura) indica una atmósfera estable, o sea, que va a presentar resistencia al desplazamiento vertical de masas de aire y por lo tanto se dice que es una capa de inversión. Un gradiente térmico negativo (es decir que la temperatura de la atmósfera disminuye al aumentar la altura) indica una atmósfera inestable, o sea, que va a favorecer el desplazamiento vertical de masas de aire. Estos fenómenos tienen una incidencia fundamental en la dispersión de focos de emisión de gases como las chimeneas, produciendo distintos tipos de penachos. LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 25 TÉCNICAS PARA EL TRATAMIENTO DE GASES CONTAMINADOS Para la presentación de los sistemas empleados en la depuración de gases tendremos en cuenta la clasificación vista de los contaminantes en partículas y gases. Hay equipos especiales para cada grupo de contaminantes, aunque existen algunos de carácter mixto. Separadores por gravedad Separadores inerciales Separadores centrífugos SEPARACIÓN DE PARTICULAS Filtros mangas Separadores por vía húmeda Precipitadores electrostáticos Incineración térmica Incineración catalítica ELIMINACIÓN DE GASES Adsorción Condensación Absorción RUIDOS MOLESTOS: el confort sonoro es considerado uno de los factores de mayor incidencia sobre la calidad de vida del ser humano. Incide sobre la salud física y psíquica. En plantas de acopio las principales fuentes sonoras son el tráfico, los equipos de transporte y aireación y las secadoras de cereal. Las medidas de mitigación de éste impacto son de difícil implementación. No obstante se deben efectuar mediciones para conocer los niveles sonoros de los equipos, de manera de aproximarse al conocimiento del fenómeno e ir planificando medidas correctoras. Es importante la calidad del mantenimiento de una planta para disminuir los niveles sonoros de los equipos, es recomendable la eliminación de vibraciones manteniendo en buen estado los rodamientos y balanceados los equipos con elevadas velocidades de giro tales como turbinas y ventiladores. LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 26 Así mismo se deberá considerar al fenómeno sonoro como direccional por lo que al instalar equipos de ventilación se deberá atender a la localización de las tomas o descargas de aire para evitar la propagación de las ondas sonoras en dirección a viviendas cercanas. Dispersión del ruido en la atmósfera Desde el punto de vista físico el sonido es una variación ondulatoria en la presión atmosférica. La propagación del ruido en la atmósfera no es perfecta y por lo tanto la energía sonora se va dispersando progresivamente. Los niveles sonoros son progresivamente menores conforme nos alejamos de la fuente sonora. La propagación depende de los siguientes factores: - Temperatura: a mayor temperatura más atenuación. - Humedad relativa del aire: a mayor humedad mejor propagación - Existencia de barreras físicas: montículos, vegetación, etc. Que producen atenuación en la dispersión del ruido, los árboles perennes presentan una mayor atenuación que aquellos de hojas caducas. Existe la norma IRAM 4062/01 para evaluar los ruidos molestos al vecindario. LE = LAeq + K ( f (tono, impulso)) LAeq: nivel medido con el establecimiento funcionando K ( f (tono, impulso)): factor de corrección por tono y por impulso. Se determina el Nivel sonoro de fondo medido Lf ó calculado LC LE - Lf (ó LC ) >ó= 8 dBA RUIDO MOLESTO LE - Lf (ó LC ) < 8 dBA RUIDO NO MOLESTO BIBLIOGRAFIA • AAVV. EXPOSICIÓN PROFESIONAL A SUBSTANCIAS NOCIVAS EN SUSPENSIÓN EN EL AIRE. Oficina Internacional del Trabajo. 1º Edición. 1980. • AAVV. MANUAL DE HIGIENE INDUSTRIAL. Fundación Mapfre. 1991. • Estrella M.J. y Millán M.M. MANUAL PRACTICO DE INTRODUCCIÓN A LA METEOROLOGIA. Centro de Estudios Ambientales del Mediterraneo. 1994. • Harte, J., Holdren C., Schneider R., Shirley C. GUIA DE LAS SUSTANCIAS CONTAMINANTES. Editorial Grijalbo. 1º Edición. 1991. LEGISLACIÓN en HIGIENE y SEGURIDAD 27 • Henry J. Glynn y Heinke G. W. INGENIERIA AMBIENTAL. Prentice Hall México. 2º Edición. 1999. • Mangosio, Jorge E. MEDIO AMBIENTE Y SALUD OCUPACIONAL. Ed. Nueva Librería SRL. 1997. • Orozco Barrenchea C.; Pérez Serrano A. y otros. CONTAMINACIÓN AMBIENTAL Una vesión desde la química. Ed. 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