Efecto Invernadero - doctorado interinstitucional en ciencias

Doctorado Interinstitucional En Ciencias
Ambientales Curso Métodos Interdisciplinarios
Tema Contaminación Ambiental
Presentado por:
Alejandra González Acevedo
Juan Pablo Arrubla Vélez
Adm. Amb. MSc.
Qco. MSc.
Primera parte: Glosario
¿Qué es la contaminación ambiental?
Contaminación: Presencia en el ambiente de cualquier
agente físico, químico y biológico, en lugares, formas
y concentraciones tales que puedan ser nocivos para
la salud, seguridad o bienestar de la población
humana, perjudiciales para la vida animal o vegetal,
o impidan el uso y goce normal de los materiales,
propiedades y lugares de recreación.
Contaminación ambiental: Se refiere a cualquier
descarga de material o energía hacia el suelo, agua
o aire que pueda causar un detrimento agudo (corto
plazo), o crónico (largo plazo), al balance ecológico
del ambiente o que disminuya la calidad de vida.
Contaminación sinérgica: Es la acción asociativa
entre sustancias o energías que generan un efecto
contaminante, a pesar de que los elementos
aisladamente puedan ser inocuos.
2
Atmósfera
 Es la mezcla de gases y partículas suspendidas que envuelve la Tierra
y que permanece en torno a ella gracias a la atracción gravitacional
del planeta.
 Los principales componentes de la atmósfera son:
a) el nitrógeno molecular (78%),
b) oxígeno molecular (21%), y
c) otros gases (1%).
 El vapor de agua, el dióxido de carbono (CO2), y otros elementos
gaseosos de menor concentración ocupan el 1% restante.
 Se subdivide en troposfera, estratosfera, mesosfera y termosfera.
 Es la capa de aire y gases que rodea la tierra, desde 0 hasta 120 Km.
sobre el nivel del mar.
3
Estructura de la Atmósfera
4
Origen de la
Contaminación atmosférica


La contaminación atmosférica es generada por varias
causas, siendo las más importantes:

la lluvia ácida,

el calentamiento global,

y los fragmentos de polvos atmosféricos; producidos a su vez por
la utilización a gran escala de los combustibles fósiles, que son los
mayores contaminantes del aire.
Los efectos que estos agentes provocan tienen lugar en
dos medios: medio abiótico y medio biótico.
5
Efectos adversos en el Aire
Efectos Globales: gases causantes de deterioro de la
atmósfera terrestre.
1. Calentamiento Global
(Efecto Invernadero)
2. Agotamiento de la capa de Ozono
3. Lluvia Ácida
Efectos Locales: contaminación en ciudades debido a
industrialización, vehículos, entre otros.
6
1. Efecto a escala mundial:
Calentamiento Global
En la atmósfera del planeta Tierra
existen los llamados "gases de
invernadero", los cuales mantienen
la temperatura promedio de la
superficie de la tierra en alrededor
de 15 °C .
De otra forma, ésta alcanzaría -18 °C .
El efecto invernadero es, en
realidad, la retención de la radiación
emitida por el sol.
Gases causantes:
 Dióxido de carbono (CO2)
 CFC’s (compuestos químicos)
 Metano (CH4)
7
Efectos del calentamiento global

Como resultado del calentamiento global, se presume que en el futuro
cercano habrá mayor frecuencia de sequías, tormentas e inundaciones.

Se ha calculado que por cada 1 cC de aumento térmico, el vapor de
agua contenido en la atmósfera se incrementa en cerca de 6%, lo que
se traduce en sequías prolongadas y, por otro lado, lluvias más
intensas, que ya comenzaron su aparición en el siglo XX.

Como resultado de esta causa la zona marítima, costera, insular y
fluvial podría sufrir cambios en el medio físico, biótico y socio
económico que no han sido cuantificados en detalle.

Toda vez que aproximadamente el 50% de la población total vive en
estas regiones, mayor investigación en esta área será necesaria.
8
Aumento global de temperatura atmosférica

Según estudios, el último decenio ha sido el más cálido del siglo. La
temperatura atmosférica ascendió en 0,4 °C durante los 25 años
anteriores.

Así pues, se ha disparado un proceso de "calentamiento global" del
cual el ser humano también responsable.
9
Estimaciones de la elevación del nivel del mar

Según la OMM, el año 2006 ha sido el sexto año más cálido desde que se
comenzaron a hacer los registros en 1861.

Científicos de la NASA, utilizando modelos informáticos, añaden que en
2050 el nivel del mar aumentará en la ciudad de Nueva York entre 0,3 y 1
metro, y de 0,20 a 1,80 metros en la región metropolitana para 2080.

“Cuando se habla del cambio climático, una de las consecuencias suele ser
la posible subida del nivel del mar. Un incremento de las temperaturas
puede contribuir al deshielo de los polos, y una vez que este se comience
a producir, puede ponerse en marcha un bucle de realimentación positiva:
el mar comenzaría a penetrar en los glaciares, acelerando su fusión,
provocando a su vez un mayor incremento del nivel de mar
(Singularidad.wordpress.com).

Un informe del Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPPC)
indica que el crecimiento del nivel del mar de 1993 a 2003, ha sido de
unos 3.1 mm/año, para un total de 0.17 m durante el siglo XX, con unas
estimaciones máximas para el siglo XXI entre 0.38 m y 0.59 m.

Estas previsiones han de considerarse moderadas en comparación con
algunas anteriores que cifraban dicha subida hasta en 1.40 m.
10
Niveles del mar


Al observar el pasado reciente, se puede ver un continuo aumento en los
niveles del mar. El gráfico muestra los niveles del mar en 3 lugares de
Europa durante los últimos 300 años. Durante este período el nivel del mar
ha crecido 100 milímetros o más.
Pero el crecimiento del nivel del mar no es el mismo en todo el mundo. En
algunos lugares, el nivel del mar está bajando según estudios de Crecidas y
Descensos del Nivel del Mar en el Mundo. Referencia: Gráfico basado en datos del Intergovernmental Panel on
Climate Change (IPCC).
11
Variaciones del nivel del mar a nivel mundial
12
Impactos del calentamiento global

Las zonas más afectadas a una subida de la temperatura del planeta de
casi 2 oC serían la Amazonia y las regiones árticas. La Amazonia sufriría
de sequía, de los cambios en el clima por la pérdida de bosques
forestales y de los incendios. En las regiones árticas, los bosques
boreales y la tundra del Ártico desaparecerían.

Las zonas que padecerían más de pérdida forestal a causa del cambio
climático serían la asiática del continente europeo, el este de China,
Canadá y América central. Si la temperatura aumenta de 2 o 3 grados, el
30% de sus bosques podrán estar en peligro, y el 60% si supera los 3
grados.

Además, el norte de Canadá y Siberia podrán enfrentarse a incendios. La
sequía y la falta de agua dulce constituirían los nuevos problemas
relacionados con el cambio climático en otras regiones.

Los periodos de sequía serán cada vez más intensos en la zona oeste del
continente africano, el este de EEUU, América central y países del sur de
Europa. Se podría generar desborde de ríos, con inundaciones en África
tropical y el noroeste de Sudamérica. Referencia: Jorge Ianiszewski R., 2006
13
Fluctuaciones del CO2 y la temperatura
Referencia: Atina, Chile
14
Predicciones a futuro
Fuente BBC News
 Científicos predicen que el planeta Tierra se calentará en el orden de 1.4
- 5.8 o C para el año 2100.
 Algunos atribuyen este calentamiento a la emisión de gases de
combustibles fósiles y otras actividades humanas. Los escenarios se
presentan en la imagen.
Contaminación Ambiental. FIMCM-ESPOL
15
Gases de invernadero (GEI´s)
responsables del Calentamiento Global
Gases
CO2
CH4
N2O
CFCs
Fuentes
Quema de combustibles
fósiles, deforestación
Campos de arroz, ganado
Emisión anual de origen
humano (millones de
toneladas)
24,000
Fertilizantes
nitrogenados,
deforestación
Refrigerantes, aerosoles,
espumas
550
25
1
Fuente: Wijetilleke & Karunaratne, World Bank Tech. Paper No. 278, 1995
16
Efecto Invernadero

Se denomina efecto invernadero a la absorción, por parte de la
atmósfera, de emisiones infrarrojas impidiendo que escapen al espacio
exterior aumentando por tanto las temperaturas medias del planeta.

El efecto invernadero evita que el calor del sol deje la atmósfera y
vuelva al espacio. Esto calienta la superficie de la tierra con lo cual se
produce el efecto invernadero.

Existe una cierta cantidad de gases de efecto invernadero en la
atmósfera necesaria para calentar la tierra.

Actividades como la quema de combustible fósil crean una capa gaseosa
demasiado densa para permitir que escape el calor.

Científicos consideran que como consecuencia se está produciendo el
calentamiento global.
17
Esquema del Efecto Invernadero

Cuando la luz del Sol alcanza la Tierra ésta se calienta. Como la Tierra no puede
almacenar este calor indefinidamente envía una parte de nuevo al espacio. La
radiación emitida desde la Tierra no es la misma que la que recibe del Sol: la que
emite el sol es visible (VIS) y ultravioleta (UV), mientras que la energía que se
emite desde la Tierra no es visible y es menos energética, se llama infrarroja (IR)
o radiación de onda larga.

Si la Tierra no enviara al espacio la energía que recibe del sol, esta se acumularía
y calentaría cada vez más. Pero esto no ocurre porque la energía está en
equilibrio. Esta imagen muestra la radiación solar (amarillo) y la infrarroja (rojo)

Ref.: Environmental Science Published for Everybody round the Earth, Dr. Elmar Uherek - MPI for Chemistry, Mainz, 2004
18
¿Qué ocurre cuando la radiación
atraviesa la atmósfera?
Ver gráfico del Efecto de Invernadero
(1) La luz es la fuente de energía y radiación que recibe la Tierra desde el espacio.
(2) Una parte de la luz alcanza la superficie de la Tierra y es absorbida.
(3)La superficie de la Tierra capta toda la radiación, devuelve una parte (reflexión).
(4) La reflexión no sólo ocurre en la superficie de la Tierra, una parte de la radiación se
envía desde la parte superior de las nubes o por los aerosoles.
(5) La absorción de radiación no se produce sólo en la superficie de la Tierra, ya que las
partículas del aire y moléculas de gas también lo hacen.
La porción de radiación que alcanza la superficie de la Tierra la calienta y la
devuelve en forma de radiación infrarroja. ¿ Qué ocurre con esta radiación
calorífica?.
(6) La superficie de la Tierra calentada por el Sol es, a su vez, una fuente de radiación
calorífica (radiación infrarroja de onda larga).
(7) Una parte de la energía se utiliza para la evaporación del agua.
(8) Una parte de la radiación infrarroja es devuelta directamente al espacio.
(9) Las nubes reflejan luz solar, también absorben y reemiten radiación infrarroja hacia la
Tierra.
(10) Hay partículas y gases en el aire que absorben radiación infrarroja. Se llaman gases
de efecto invernadero y mantienen la radiación calorífica cercana al suelo.
19
Concentración en la atmósfera de gases
causantes del Calentamiento Global
Gases
Concentración (partes por billón)
Hace 100 años
Actual
Proyección año
2030
CO2
290,000
350,000
400,000 a
550,000
CH4
900
1,700
2,200 a 2,500
N2O
285
310
330 a 350
CFCs
0
3
2.4 a 6
Fuente: Wijetilleke & Karunaratne, World Bank Tech. Paper No. 278, 1995
20
Países con mayores
emisiones de GEI
Principales Países Industrializados Emisores En 1990
36,1%
Estados Unidos
24,2%
Unión Europea
17,4%
Federación Rusa
Japón
8,5%
Canadá
3,3%
Australia
2,5%
21
Fuentes, Tiempos de Vida y Contribución de
principales gases de invernadero
GAS
Dióxido de
Carbono (CO2)
Metano (CH4)
Óxido Nitroso
(N2O)
Clorofluorocarbo
nos (CFC 11, 12)
Ozono y Otros
FUENTE EMISORA
Combustibles Fósiles,
deforestación,
destrucción de suelos
Ganado, biomasa,
arrozales, escapes de
gasolina, minería
Combustibles fósiles,
cultivos,
deforestación
Refrigeración, aire
acondicionado,
aerosoles, espumas
plásticas
Fotoquímicos,
TIEMPO DE
VIDA
CONTRIBUCIÓN AL
CALENTAMIENTO
(%)
500 años
54
7-10 años
12
140-190 años
6
65 – 110 años
21
Horas – días
8
22
Protocolo de Kyoto

El Protocolo de Kyoto, fue adoptado el 11 de diciembre de 1997 en el
marco de la Convención de Naciones Unidas sobre Cambios Climáticos,
donde los países desarrollados asumieron el compromiso de reducir sus
emisiones de carbono en un promedio de 5,2% bajo sus niveles de 1990,
en el período comprendido entre los años 2008 y 2012.

Para ayudar a cumplir los compromisos cuantificados de reducción de
emisiones, el Protocolo de Kyoto define un mecanismo de flexibilidad,
llamado Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL).

El sistema consiste en que los países no incluidos en los compromisos de
reducción, reduzcan sus emisiones y los certificados de reducción de
emisiones puedan ser utilizados por estos países.

Cabe señalar que los Certificados de Reducción de Emisiones (CER),
contemplan 6 diferentes GEI s, que se miden como CO2 equivalente.
23
2. Efecto a escala global:
Agotamiento de la Capa de Ozono
La utilización de compuestos CFC s es la
principal causante. Estos son químicos
inertes, utilizados en refrigeración
industrial, aire acondicionado, aerosoles y
elaboración de espumas.
CONCENTRACIÓN DE OZONO EN LA
ESTRATÓSFERA EN CONDICIONES
NORMALES
La concentración máxima de ozono es 10
partes por millón (ppm) en la estratosfera.
En promedio, excede 1 ppm entre 15 a
30 kilómetros de altitud.
La concentración varía según altitud,
estación, temperatura, hora del día y
patrones climáticos.
24
Tamaño aproximado del Agujero
de la Capa de Ozono

El agujero de ozono, que desde hace casi 2 décadas alcanza su máxima
extensión entre Septiembre y Octubre sobre buena parte de la
Antártida, alcanzó el mayor tamaño conocido hasta ahora: 28 millones
de Km2, casi 3 veces la superficie de los Estados Unidos.

La última vez que estuvo cerca de alcanzar esta extensión fue en 1998,
cuando abarcó una superficie de 27,2 millones de Km2.

Como la función principal del ozono es filtrar el pasaje de radiaciones
ultravioletas a través de la atmósfera, la medición de la capa se realiza
indirectamente, valorando con qué intensidad estas radiaciones llegan a
la Tierra.

Al aumentar las radiaciones, esto indica que la capa de ozono es más
débil.
25
Causas y consecuencias del debilitamiento
de la Capa de Ozono

El debilitamiento de la capa de ozono sobre el planeta y la existencia
estacional de un agujero tiene causas establecidas:

las emisiones de gases que se utilizan para acondicionadores de aire,
heladeras y actividades industriales, genéricamente denominados
clorofluorcarbonados (CFC) y gases halones.

Aunque están prohibidos desde 1997, los gases ya emitidos están
alcanzando ahora su pico máximo, y eso explica el porqué del enorme
agujero y de las perspectivas poco optimistas para -al menos- una
década más, luego de la cual el fenómeno estacional podría comenzar
muy lentamente a descender.

No existen demostraciones plenas acerca de las consecuencias que el
fenómeno genera para la vida del planeta.
26
Capa de Ozono

Capa de ozono: Es una capa
protectora en la atmósfera que filtra
una gran cantidad de la radiación
ultravioleta del sol. También se llama
"ozono atmosférico”.

En la estratosfera es bueno (capa de
ozono).

El ozono a nivel de suelo afecta tanto
a seres humanos como a bienes
materiales.

El smog fotoquímico es ozono a nivel
del suelo formado por la reacción de
los contaminantes con la luz solar.
27
Imágenes del Agujero de la capa de Ozono
en la Antártida
Se observan los niveles de ozono de la Antártida en el periodo de formación del
agujero de ozono en 1995 medidos en unidades Dobson (DU). En el momento de
mayor pérdida del ozono, el centro del agujero (área roja), puede descender a
valores de menos de 100 DU, lo que significa que, dado que los valores normales
están alrededor de las 300 DU, la disminución más severa llega a ser del 70%.
Ref. Libro Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente. Fuente Web de NOAA: http://nic.fb4.noaa.gov/products/stratosphere/tovsto
28
3. Efecto a escala global:
Lluvia Ácida

La lluvia ácida es un evento físico-químico de deterioro ambiental
que empieza en la atmósfera y culmina en el medio acuático.

Este problema ambiental es un ejemplo claro de alteración de
origen antrópico de las interacciones existentes entre los sistemas
ambientales.

Las sustancias contaminantes emitidas a la atmósfera por las
actividades humanas son dispersadas, donde reaccionan con otros
componentes atmosféricos, siendo transportados los productos
ácidos resultantes hacia otros lugares, lejos del foco de emisión,
donde, integrados en el ciclo hidrológico, son depositados en la
geosfera, afectando a los elementos que se integran en ella: suelos,
lagos, bosques y seres vivos.
29
Producción de lluvia acida
Se produce por la reacción de óxidos de azufre (SO x) y de nitrógeno (NO x)
emitidos desde procesos de combustión. La reacción entre los óxidos y el
vapor de agua en las nubes forma ácidos, los cuales se precipitan al
suelo con la lluvia.
Es la precipitación en forma de:

Lluvia

Nieve

Granizo

Niebla
La lluvia es normalmente ácida, con un pH de 5.6 aproximadamente. Esto
se debe a las emisiones naturales de CO2, SO2 y NO. Sin embargo, se
considera deposición ácida si el pH es menor a 5.
30
Esquema de la lluvia ácida
Jose V. Chang Gómez
Contaminación Ambiental. FIMCM-ESPOL
31
Efectos de la lluvia ácida

Las estructuras metálicas se corroen.

Las superficies de los edificios y las estatuas se resquebrajan.

Los objetos de nylon se rompen.

El suelo se desmineraliza y se degradan las aguas subterráneas.

Afecta la fotosíntesis, haciéndola más lenta y los vegetales pueden
morir.

Los lagos y ríos “ácidos” son incapaces de sostener su población de
peces.

Los suelos pobres en caliza y recubiertos de finas capas de tierra son
muy afectados por los efectos de la lluvia ácida.

El dióxido de azufre irrita la mucosa respiratoria.

Los óxidos de nitrógeno reducen la eficacia de las defensas pulmonares
propiciando las infecciones respiratorias en el ser humano.
32
Disminución del pH del agua lluvia

El agua pura tiene un pH de 7 a
25 ºC y a una presión normal.

El agua de lluvia es ligeramente
ácida porque se combina con el
dióxido de carbono del aire
formando ácido carbónico y
tiene un pH entre 5.7 y 7.

En el Ecuador el pH del agua de
lluvia es de aproximadamente
5.65 en condiciones normales.

En lugares contaminados por
ácido sulfúrico y ácido nítrico el
pH de esa lluvia varía entre 5 y
3.
33
Fuentes de Dióxido de Azufre

Las fuentes naturales contribuyen al
año con 50 a 70 millones de toneladas
de azufre de volcanes, espuma del mar
y procesos microbianos.

Cada año se liberan en EUA 19.9
millones de toneladas, de las que el
88% proviene de los combustibles.

La fuente de más del 50% de la
deposición ácida son las chimeneas de
enormes plantas que funcionan con
carbón.
34
Formas de reducción de emisiones

Limpieza del carbón

Combustión con base de fundente

Cambio de combustible: carbón con poco azufre

Empleo de depuradores de gases

Plantas de energía alternativa

Reducción en el consumo de electricidad

Algunas plantas industriales vienen comprando permisos de emisión. A
los precios actuales, la adquisición de permisos es menos costoso que
comprar carbón con poco azufre o instalar depuradores.
35
Contaminación del Aire

Definición
Condición atmosférica en la
cual existen substancias con
una concentración
suficientemente alta para
producir un efecto medible
en el ser humano, animales,
vegetación y/o bienes
materiales.
36
Tipos de contaminantes
(2)
CONTAMINANTES PRIMARIOS NO GASEOSOS

LÍQUIDOS: Hidrocarburos no quemados

SÓLIDOS: Partículas en suspensión: de 0 a 10 micras (μm) de
diámetro.
Partículas sedimentables: Diámetro >10 μm: caen sobre el
suelo y bienes de uso
AEROSOLES

Producto de la dispersión de contaminantes sólidos y líquidos en un
medio gaseoso. Pueden mantenerse en suspensión durante cierto
tiempo y su diámetro es de 0,1 a 50 micras.

Un ejemplo de aerosol es el formado por la interacción de partículas de
gasolina no quemada arrastradas por los gases calientes del escape de
los vehículos a motor.
37
Smog Fotoquímico

(1)
El smog fotoquímico (niebla fotoquímica) es un término de la contaminación del
aire que se usa diariamente. Producida por la aparición de oxidantes en la
atmósfera, al reaccionar entre sí los óxidos de nitrógeno (NO x), hidrocarburos
(HC) y el oxígeno (O2 ), en presencia de los rayos solares.
Esta reacción se ve favorecida con situaciones anticiclónicas (fuerte sol y poco
viento), ya que dificultan la dispersión de los contaminantes primarios.
Efectos:
Irritación en ojos y mucosas.
Crecimiento de la mortalidad en personas débiles.
38
Bibliografía

Créditos: http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/6169
“Ciencias Ambientales”, Pearson, McGraw Hill, 2000.

“Conceptos básicos de Meteorología y Contaminación del Aire”,
CEPIS, 2001

“Contaminación del Aire, origen y control”, Kenneth Wark, Cecil F.
Warner, Limusa - Grupo Noriega Editores, 1992.

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPPC), 2007.

“Introduction to Environmental Engineering”, Davis / Cornwell, Mc
Graw Hill, 1993.

“Manual de referencia de la Ingeniería Ambiental”, Robert Corbitt,
Mc Graw Hill, 2003.

Notas de Clase del Curso “Contaminación”, José V. Chang, Profesor
FIMCM-ESPOL, 2006.

Texto Unificado de Legislación Ambiental Secundaria, TULAS, 2002

Wijetilleke & Karunaratne, World Bank Tech. Paper No. 278, 1995
39
Contaminación del agua
La contaminación del agua es la introducción
de material químico, físico o biológico en
un cuerpo de agua (ríos, lagos, océanos)
que degrada la calidad del agua y afecta a
los organismos vivos tanto que viven en
ella, pudiendo causar daños irreparables
en su hábitat, como también a los que la
consumen.
Este proceso varía desde una descarga de
sólidos suspendidos o disueltos hasta el
vertido de contaminantes tóxicos
persistentes como pesticidas, metales
pesados, compuestos químicos no
degradables y bioacumulativos.
40
El agua en ambientes naturales
Las aguas naturales generalmente no tienen
calidad satisfactoria para el consumo
humano o industrial, por lo que deben ser
tratadas.
El agua dulce cruda se extrae de los ríos, lagos
u origen subterráneo y se trata hasta los
estándares aceptables para el consumo
humano o las necesidades industriales.
En el continente europeo se utiliza ampliamente
el agua subterránea.
En Ecuador se explotan tanto aguas
superficiales como subterráneas,
especialmente en zonas rurales.
41
(1)
El agua en ambientes naturales
(2)
Algunas fuentes de aguas subterráneas, ríos o lagos de montaña pueden ser
relativamente puras y necesitar poco tratamiento. En contraste, cuando se
utiliza este recurso en zonas aguas abajo de zonas urbanas, industriales o
agrícolas, puede ser necesario un tratamiento intensivo.
En la práctica, los suministros de agua se someten a alguna forma de tratamiento,
cuyo grado depende de la calidad del suministro del agua natural.
42
Principales fuentes de
contaminación del agua

Explotaciones agrícolas y
ganaderas.

Zonas urbanas

Zonas industriales
43
Clasificación de principales
contaminantes del agua
Aún cuando existen diversas formas de clasificar a los principales
contaminantes del agua, a continuación se presenta una clasificación
que es generalmente utilizada, a saber:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Residuos con Requerimientos de Oxígeno Disuelto
Agentes Patógenos
Nutrientes Vegetales
Sustancias Inorgánicas
Compuestos Orgánicos
Residuos Sólidos Inertes
Materiales Radioactivos
Procesos Físicos
A continuación se describen los principales contaminantes del agua.
44
1. Residuos con
requerimiento de oxigeno
El oxígeno disuelto en el agua es un parámetro fundamental a ser evaluado ya que
indica la posibilidad de vida en el recurso agua.
La cantidad de oxígeno disuelto es función de la altura de la masa de agua, de la
salinidad y de la temperatura.
Los residuos con requerimiento de oxigeno son sustancias orgánicas que sufren
degradación bacteriana con consumo de oxigeno. Hay que tener en cuenta que
en el agua también existen bacterias aerobias, por lo que si entran sustancias
orgánicas estas bacterias actúan y disminuye por tanto la concentración de
oxígeno. Pueden generar zonas de anoxia.
El efecto final de este contaminante va a depender de las características del vertido
y de la cantidad de la masa de agua receptora (Caudal, volumen, dilución).
La disminución de la concentración de oxígeno tendrá efectos sobre la vida (stress,
mortandad de peces) y sobre las características organolépticas, ya que al haber
muerte hay la consiguiente putrefacción con color y olor indeseable.
45
2.
Agentes patógenos

Son microorganismos capaces de producir enfermedades, están asociados a
vertidos fecales, sus fuentes principales son las explotaciones ganaderas,
agrícolas y de zonas urbanas.

Estos agentes patógenos entran al agua a través de microorganismos
fecales que se pueden clasificar en dos grupos:
a) No patógenos o coliformes
b) Patógenos, son los que provocan enfermedades

El vertido de estos agentes patógenos tienen un efecto inmediato, al
analizar una muestra de agua se puede determinar que si no hay coliformes
es que no hubo vertido o no lo hubo próximo en el tiempo.

También hay que considerar la existencia de los esporulados, que son más
resistentes que los coliformes. Si no se detectan coliformes pero sí
esporulados, esto indica que ha existido vertido pero no próximo en tiempo
o espacio.
46
3. Nutrientes vegetales

Es la entrada en la masa de agua de sustancias que contienen
elementos esenciales para la vida de los animales (C, N, P, K, S,...).

Para efectos de contaminación se considerarán los que llevan N y P.

La entrada de estos contaminantes es por arrastre desde los suelos y
por deposición atmosférica.

Los efectos son aumento de la vida vegetal, con el consiguiente
crecimiento de la vida animal, por lo que el agua no puede soportar
tanta vida; se aprecia una disminución de la concentración de oxigeno,
lo que implica mortandad/putrefacción por lo que varían las
características organolépticas del agua.

Otro parámetro a controlar es la posible entrada de N, P en aguas
potables, sobre todo la presencia de nitratos, ya que es cancerígeno.
47
4.
Sustancias inorgánicas
Provienen de minas e industrias, los principales contaminantes son:
a) Vertidos de ácidos minerales: se produce una disminución del pH, que afecta a la
vida, con variación en los equilibrios del agua, por lo que se pueden dar procesos
de solubilización de sustancias que anteriormente estaban sedimentadas y si
éstas son tóxicas producen daño. Si se usa para agua de riego, las partículas
sedimentables se redisuelven, empobreciendo el suelo.
b) Vertido salino: provoca aumento de la salinidad y mortandad, debido a que los
seres vivos sufren un cambio en el equilibrio osmótico que no pueden soportar.
Si esta agua es para riego, puede provocar que se creen depósitos de sal que
afectan a la vida de las plantas.
c) Vertido de metales tóxicos: provocan los efectos más graves sobre la masa de
agua. La característica principal de los metales pesados es su gran resistencia ya
que no son degradables, por tanto acumulativos en el medio como en los seres
vivos, por lo que da un proceso de amplificación biológica a través de la cadena
trófica. Los efectos dependen de la concentración y del grado de exposición.
48
5.
Compuestos orgánicos
(a)
Las principales fuentes contaminantes son las aguas industriales, agrícolas y
urbanas que contienen:
a) Detergentes, como los denominados surfactantes que tienen muy difícil
degradación. Al entrar en una masa de agua varía la tensión superficial del
agua y conlleva una serie de efectos asociados:
49

Solubilidad de determinadas sustancias contaminantes.

Se impiden procesos naturales de depuración debido a que las bacterias se
ven recubiertas de tenso activos y no pueden atacar la materia orgánica.

Dificultad en las plantas depuradoras por lo anterior.

Forman espumas que dificultan la depuración y reoxigenación natural de las
masas de agua.

El efecto más importante es la mortandad porque son tóxicos para los seres
vivos.
5.
Compuestos orgánicos
(b)
b) Pesticidas, son aquellas sustancias que se usa para el control de plagas, es
un grupo muy amplio y se pueden clasificar en función de su grupo químico:

Órgano clorados, utilizados para los insecticidas, son muy tóxicos y
actualmente está prohibido su uso.

Órgano fosforados, se usan para sustituir a los órgano clorados pero son
también muy tóxicos.

Carbamatos, se usan para insecticidas, herbicidas, fungicidas, son los menos
tóxicos.

Clorofenoxiacidos, se usan como herbicidas, son tóxicos, pero sus productos
de descomposición son mucho más tóxicos.
Un pesticida puede entrar en una masa de agua por:
1) Aplicación directa. 2) Arrastre por el viento. 3) Escorrentía de las tierras
agrícolas. 4) Arrastre por precipitaciones. 5) Accidental.
50
5.
Compuestos orgánicos
(c)
c) Petróleo y derivados: son sustancias contaminantes, las principales fuentes son:
Proceso de lavado y lastrado de petroleros, Motores, Refinerías costeras, Extracción de petróleo
en el mar, Accidentes.
Cuando hay un vertido de petróleo en agua los principales procesos que sufre una mancha son:

Oxidación de la materia orgánica tanto por efecto de la luz como por agentes
bacterianos

Una parte se elimina por absorción de ciertos animales

Otra parte se evapora

Queda siempre una parte que pasa al sedimento.
Los efectos que va a producir el petróleo:
51

Menor penetración de la luz, lo que incide directamente sobre la vida vegetal, hay
menor cantidad de plancton, afectándose así los animales que se alimentan de él.

Disminuye la concentración de oxígeno en agua

Mortandad por contacto directo

Hay toxicidad a largo plazo afectando las especies de esos ecosistemas.
6.
Residuos sólidos inertes
Estos residuos están constituidos por Sedimentos y materiales suspendidos.
Muchas partículas arrancadas del suelo y arrastradas a las aguas, junto con
otros materiales en suspensión, son, en términos de masa total, la mayor
fuente de contaminación del agua.
La principal fuente es el arrastre de arena en las masas de agua, por vía natural o
por vía antropogénica. Los principales efectos son:

Mayor Turbidez que dificulta la vida de algunos organismos. Los sedimentos
que se van acumulando destruyen sitios de alimentación o desove de los
peces, rellenan pantanos y obstruyen canales, ríos y puertos. Una mayor
turbidez, provoca menor cantidad de luz, afectando el proceso de fotosíntesis.

A menor entrada de la luz, habrá dificultad para realizar la degradación
natural.

Menor posibilidad de la vida, debido a que el arrastre puede tapar los huevos
de peces y anfibios.
52
7.
Materiales radioactivos
Los materiales radiactivos, están asociados a fuentes mineras,
centrales nucleares y sus correspondientes pruebas.
Estos contaminantes son los más tóxicos y los que tienen una vida media
más grande.
Los efectos son:

Genéticos, alteran el ADN produciendo mutaciones

Somáticos, producen canceres de muchos tipos
Isótopos radiactivos solubles pueden estar presentes en el agua y, a
veces, se pueden ir acumulando a los largo de las cadenas tróficas,
alcanzando concentraciones considerablemente más altas en algunos
tejidos vivos que las que tenían en el agua.
53
8. Procesos físicos:
contaminación térmica
Aún cuando hay varios procesos físicos que contaminan el agua, principalmente se
va a considerar la elevación de la temperatura.
Las fuentes claves van a ser industrias, zonas urbanas; se va a producir la entrada
de vertidos a una temperatura mayor que la temperatura de la masa de agua.
La importancia de los efectos va a estar en función de cuanto se eleva la
temperatura en función de la masa de agua, por lo que a mayor diferencia
efectos más graves:

Al elevarse la temperatura, se produce la mortandad de peces y vida vegetal.

La vida se ve alterada ya que se pueden dar confusiones en los seres vivos, por
ejemplo, los peces al ver que se eleva la temperatura del agua pueden poner
los huevos pero como no es la época acabarán muriendo, es decir, se da una
alteración en los ciclos vitales.

Al aumentar la temperatura hay una degradación más rápida y por tanto una
disminución de la concentración de oxigeno del agua.
54
1. La problemática de la utilización del suelo.
Concepto de degradación.



El suelo es un ente de la Naturaleza, cuyas características son el
resultado de una larga evolución hasta alcanzar un equilibrio con las
condiciones naturales. no está incluida la acción de las civilizaciones
humanas. El suelo es un componente del medio natural y como tal
debe ser considerado como un suelo virgen, no explotado. Es
evidente que su continua y abusiva utilización por parte del hombre
ha truncado su evolución y ha condicionado negativamente sus
propiedades. Como resultado el suelo se deteriora, se degrada.
Se considera como degradación del suelo a toda modificación que
conduzca al deterioro del suelo.
Según la FAO - UNESCO la degradación es el proceso que rebaja la
capacidad actual y potencial del suelo para producir, cuantitativa y
cualitativamente, bienes y servicios.
55
Agentes contaminantes y su procedencia


Los metales pesados en pequeñas dosis pueden ser beneficiosos
para los organismos vivos y de hecho son utilizados como
micronutrientes, pero pasado un umbral se convierten en elementos
nocivos para la salud.
Las emisiones ácidas atmosféricas proceden generalmente de la
industria, del tráfico rodado, abonos nitrogenados que sufren el
proceso de desnitrificación. Como consecuencia de esta
contaminación se disminuye el pH del suelo con lo que se puede
superar la capacidad tampón y liberar elementos de las estructuras
cristalinas que a esos pH pueden solubilizarse y son altamente
tóxicos para animales y plantas.
56
Otros contaminantes del suelo



Utilización de agua de riego salina. El mal uso del agua de
riego provoca la salinización y la sodificación del suelo.
Fitosanitarios. Dentro de ellos agrupamos los plaguicidas y los
fertilizantes. Son, generalmente, productos químicos de síntesis y
sus efectos dependen tanto de las características de las moléculas
orgánicas (mayoría de los plaguicidas) como de las características
del suelo.
Los fertilizantes además de contener metales pesados, producen
contaminación por fosfatos (eutrofización en lagos) y nitratos.
57
Contaminación del suelo




Por último, el suelo se puede degradar al acumularse en él
sustancias a unos niveles tales que repercuten negativamente en el
comportamiento de los suelos.
La FAO define la contaminación como una forma de degradación
química que provoca la pérdida parcial o total de la productividad
del suelo.
El diccionario de la Real Academia define la contaminación como la
alteración de la pureza de alguna cosa, como los alimentos, el agua,
el aire, etc.
La acumulación de sustancias tóxicas para los organismos suele
producirse de una manera artificial, como consecuencia de las
actividades humanas, pero también puede ocurrir de manera
natural, la edafización libera sustancias contenidas en las rocas
(heredadas o neoformadas) que se concentran en el suelo
alcanzando niveles tóxicos.
58
Contaminación del suelo

La contaminación del suelo es la degradación de la superficie
terrestre a través del mal uso del suelo por prácticas agrícolas
pobres, la explotación mineral, la acumulación de desperdicios
industriales, y el indiscriminado manejo de los desechos sólidos
urbanos.

Dicha acumulación puede darse a nivel superficial (en el caso de
desechos sólidos) o a nivel del subsuelo (en el caso de líquidos
percolados a partir de desechos sólidos o de derrames de
sustancias tóxicas).
59
Degradación de la fertilidad.



Es la disminución de la capacidad del suelo para soportar vida. Se
producen modificaciones en sus propiedades físicas, químicas,
fisicoquímicas y biológicas que conllevan a su deterioro.
Al degradarse el suelo pierde capacidad de producción y cada vez
hay que añadirle más cantidad de abonos para producir siempre
cosechas muy inferiores a las que produciría el suelo si no se
presentase degradado.
Puede tratarse de una degradación química , que se puede deber
a varias causas: pérdida de nutrientes, acidificación, salinización,
sodificación, aumento de la toxicidad por liberación o concentración
de determinados elementos químicos. El deterioro del suelo a veces
es consecuencia de una degradación física , por: pérdida de
estructura, aumento de la densidad aparente, disminución de la
permeabilidad, disminución de la capacidad de retención de agua.
En otras ocasiones se habla de degradación biológica , cuando se
produce una disminución de la materia orgánica incorporada.
60
EROSIÓN:

La erosión es la pérdida selectiva de materiales del suelo. Por la
acción del agua o del viento los materiales de las capas superficiales
van siendo arrastrados. Si el agente es el agua se habla de erosión
hídrica y para el caso del viento se denomina erosión eólica .

El concepto de erosión del suelo se refiere a la erosión antrópica ,
que es de desarrollo rápido. Frente a ella está la erosión natural o
geológica , de evolución muy lenta.
61
DESERTIFICACIÓN



«Conjunto de factores geológicos, climáticos, biológicos y
humanos que provocan la degradación de la calidad física,
química y biológica de los suelos de las zonas áridas y
semiáridas poniendo en peligro la biodiversidad y la
supervivencia de las comunidades humanas.» (fao)
Esta definición está dentro del mismo orden de ideas que la
aprobada por la Conferencia de Nairobi en 1977:
«Agravamiento o extensión de las condiciones
caracteristicas del desierto; proceso que acarrea una
disminución de la productividad biológica y con ello una
reducción de la biomasa vegetal, de la capacidad de las
tierras para las actividades pecuarias, de la producción
agrícola y una degradación de las condiciones de vida para
el ser humano.»
62
Desechos sólidos: Definición
Son aquellos materiales sólidos o semisólidos que el poseedor ya no
considera de suficiente valor como para ser retenidos.
Es todo sólido, líquido o gas confinado que ha dejado de ser útil para el
ser humano
63
Tipos y composición de desechos








Doméstico
Comercial
Institucional
Construcción y demolición
Servicios municipales
Plantas de tratamiento
Industrial
Agrícola
Composición:

Fracción Orgánica (restos alimenticios, papel, cartón, plásticos, textiles,
caucho y cuero)

Fracción Inorgánica (vidrio, hojalatas, aluminio, otros metales, polvo)
64
Desechos domésticos/ comerciales y
peligrosos
Desechos domésticos y comerciales

Consisten en desechos sólidos orgánicos e inorgánicos de zonas
residenciales y de establecimientos comerciales

Residuos orgánicos típicos: comida, papel, cartón, plásticos, textiles,
cuero, madera, residuos de jardín.

Residuos inorgánicos: vidrio, cerámica, latas de aluminio, metales
férreos, suciedad.
Desechos peligrosos





Sustancias inflamables
Corrosivos
Reactivos
Tóxicos
Cancerígenos
65
Residuos institucionales

Residuos sólidos de los centros gubernamentales, escuelas,
colegios, cárceles y hospitales

Excluyendo a los residuos de las cárceles y hospitales, los residuos
institucionales son similares a los domésticos.

Los desechos sanitarios deben ser manipulados y procesados
separadamente de otros desechos sólidos
Desechos de la construcción

Son los desechos de la construcción, remodelación y arreglo de
viviendas, edificios.

Desechos difíciles de cuantificar: piedra, hormigón, ladrillo,
madera, grava, piezas de grifería y electricidad. Pueden incluir
vidrios rotos, plásticos y acero de reforzamiento
66
Desechos de servicios municipales
Son los desechos de la comunidad, producto de la operación y
mantenimiento de las instalaciones municipales:






barrido de calles,
tachos de basura pública,
desechos de mercados y parques,
residuos de sumideros,
animales muertos y
vehículos abandonados.
Desechos de plantas de Tratamiento

Fangos del tratamiento del agua potables y aguas residuales.

Residuos de la incineración de madera, carbón, coque.
67
Residuos industriales

Metales, plásticos, papel, madera, residuos de químicos orgánicos e
inorgánicos, carnes, grasas, huesos, vísceras, vegetales, frutas,
cáscaras, cereales, tejidos, fibras, resinas, vidrio, adhesivos, tintas,
pegamentos, grapas, asfalto, alquitrán, cemento, arcilla, yeso,
cuero, aceite, chatarra, escoria, arena, disolventes, lubricantes y
grasas.
Desechos Agrícolas

Residuos de las actividades de plantar y cosechar vegetales, producción
de leche, crianza de animales, operación de ganadería
68
Esquema de Generación de desechos
M ateria
Prima
M anufacturación
Procesamiento y
Recuperación
Detritos Residuales
M aterial Residual
de Desecho
M anufacturación
Secundaria
Consumidor
Disposición
Final
69
Bibliografía

Créditos: http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/6169
“Ciencias Ambientales”, Pearson, McGraw Hill, 2000.

“Conceptos básicos de Meteorología y Contaminación del Aire”, CEPIS,
2001

“Contaminación del Aire, origen y control”, Kenneth Wark, Cecil F.
Warner, Limusa - Grupo Noriega Editores, 1992.




“Introduction to Environmental Engineering”, Davis / Cornwell, Mc
Graw Hill, 1993.
“Gestión Integral de Residuos Sólidos”, George Tchobanoglous, Hillary
Theisen, Samuel A. Vigil, Mc Graw Hill, 1998.
“Manual de referencia de la Ingeniería Ambiental”, Robert Corbitt, Mc
Graw Hill, 2003.
“Manejo y Disposición de Residuos Sólidos Urbanos”, Samuel I.
Pineda, ACODAL, 1998.
70
Legislación ambiental para controlar la
contaminación en Colombia



Ley 948 de 1995: Prevención y control de la contaminación
atmosférica y protección de la calidad de aire
Decreto 1594 de 1984: Normas de vertimientos de residuos líquidos.
Decreto 605 de 1996 Reglamenta la ley 142 en cuanto a manejo
transporte y disposición final.
http://www.upme.gov.co/guia_ambiental/carbon/gestion/politica/norm
ativ/normativ.htm#BM2_6_Normatividad_sobre_el_recurso_atmo
VISION ALERNATIVA DE LA
CONTAMINACION
72
LA CONTAMINACION COMO EFECTO DE UN
MODELO INSOSTENIBLE


Parte de que la contaminación es solo un efecto
o alerta de un sistema de desarrollo que esta en
crisis.
Las causas son los hábitos de consumo y un
modelo desechable
Que es el desarrollo
El termino DESARROLLO casi siempre es asociado con el sector
económico, pero este ha sido adaptado a diferentes disciplinas.
Podemos hablar de desarrollo individual, regional, humano, social,
local y hasta biológico.
En 1987 aparece el termino Desarrollo Sostenible en el Informe
Brundtland, Nuestro Futuro Común.
“Satisfacción de las necesidades de las generaciones presentes sin
comprometer las posibilidades de las del futuro para atender sus
propias necesidades”.
74
Desarrollo y la contaminación



El estilo de desarrollo basado en el consumo y la
ganancia infinitos es inequitativo y destructor de
la naturaleza y el Medio Ambiente.
Según la OPS el agotamiento y deterioro del
Medio Ambiente en su gran mayoría es
ocasionado por los países ricos o “más
desarrollados”
Países ricos consumen de 10 a 20 veces mas
recursos naturales que los países pobres
75
Consumen 12 veces
mas energía
100 veces mas agua
Producen 17 veces mas
residuos sólidos por persona
que los países pobres
El estilo de desarrollo basado en el consumo y la
ganancia infinitos es inequitativo y destructor de
la naturaleza y el Medio Ambiente.

La educación ambiental y el cambio de
mentalidad de empresarios, industriales
ciudadanos es la clave para disminuir el impacto
ambiental en la tierra
Video
¿Que tan “insostenibles” somos con nuestro
nivel de consumo y de contaminación ?

HUELLA ECOLOGICA: El objetivo fundamental de calcular las huellas
ecológicas consiste en evaluar el impacto sobre el planeta de un
determinado modo o forma de vida y, compararlo con la
biocapacidad del planeta. Consecuentemente es un indicador clave
para la sostenibilidad.
79
HUELLA ECOLOGICA POR PAIS
PIB POR PAIS
80
PREGUNTAS

¿El desarrollo ha aumentado la calidad de vida
del hombre en la tierra?

Con que paradigma de contaminación se
identifica más hermenéutico o positivista?

¿ Cuál es el papel de la tecnología?
Gracias