- El calentamiento de la tierra debido a la gran emisión de CO₂ (efecto invernadero)

La atmósfera de la Tierra está compuesta de muchos gases. Los más abundantes son el nitrógeno y el oxígeno (este último es el que necesitamos para respirar). El resto, menos de una centésima parte, son gases llamados "de invernadero". No los podemos ver ni oler, pero están allí. Algunos de ellos son el dióxido de carbono, el metano y el dióxido de nitrógeno.
En pequeñas concentraciones, los gases de invernadero son vitales para nuestra supervivencia. Cuando la luz solar llega a la Tierra, un poco de esta energía se refleja en las nubes; el resto atraviesa la atmósfera y llega al suelo. Gracias a esta energía, por ejemplo, las plantas pueden crecer y desarrollarse.

Pero no toda la energía del Sol es aprovechada en la Tierra; una parte es "devuelta" al espacio. Como la Tierra es mucho más fría que el Sol, no

• Aumento de la temperatura media del planeta.
• Aumento de sequías en unas zonas e inundaciones en otras.
• Mayor frecuencia de formación de huracanes.
• Progresivo deshielo de los casquetes polares, con la consiguiente subida de los niveles de los océanos.
• Incremento de las precipitaciones a nivel planetario pero lloverá menos días y más torrencialmente.
• Aumento de la cantidad de días calurosos,.

______________________________________________________________________________________

• 
  
  
  
    Las principales fuentes de emisión de CO₂ y la contribución de los países industrializados a la emisión de este compuesto. 

• ANTECEDENTES
  
  
  
  Con el inicio de la Revolución Industrial, la concentración de los gases de efecto invernadero (GEI) de la atmósfera mostró los siguientes incrementos: bióxido de carbono (CO2), 31%; metano (CH4), 151%, y óxidos de nitrógeno (N2O), 17%. Los científicos consideran que estas adiciones son resultado de la quema de los combustibles fósiles y, en menor proporción, de la contribución de otras actividades humanas (IPCC 2001).
  La temperatura del planeta aumentó en aproximadamente 0.6ºC durante el siglo XX. Desde 1861, la década más caliente ha sido la de los años noventa, y el año más caluroso fue 1998 (Depledge 2002). Esta tendencia se ha atribuido a la acumulación de CO2 y de otros gases en la atmósfera, derivados de la actividad humana (ver los capítulos ¿Qué es el efecto invernadero?, de R. Garduño, y Los gases regulados por la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, de D. H. Cuatecontzi y J. Gasca, en esta sección).
  El objetivo fundamental de este capítulo es el de presentar la información sobre los principales países emisores de GEI, su contribución a las emisiones totales y su índice de emisión por habitante, así como establecer el papel de nuestro país en el contexto mundial.
  En este capítulo también se analiza la información del tema durante la última centuria, iniciándose con una visión global de las aportaciones al efecto invernadero de las emisiones de CO2, CH4 y N2O, y posteriormente se clasifica a las emisiones en: históricas por región y país, y emisiones actuales por región y por país.
  
  
  IMPORTANCIA Y CONTRIBUCIÓN DE LOS GEI
  
  
  En la gráfica 1 se muestra la contribución de las emisiones de CO2, CH4 y N2O al efecto invernadero en el siglo pasado.
  En la gráfica 2 se presentan las emisiones históricas de CO2 y CH4. Se observa que la tasa de crecimiento de las emisiones de CO2 ha sido mayor que la de CH4. Las fuentes emisoras de bióxido de carbono consideradas para elaborar la gráfica fueron: la quema de combustibles fósiles sólidos, líquidos y gaseosos, y la producción de cemento. En tanto que las fuentes productoras de metano consideradas fueron: las emisiones fugitivas derivadas de la producción y suministro de combustibles, las minas de carbón, la quema de biomasa, la crianza de ganado (fermentación entérica y desechos), el cultivo de arroz y los rellenos sanitarios de basura.
  En la gráfica 3 se presentan las emisiones de CH4 de acuerdo con sus fuentes emisoras, destacando la contribución de la crianza de ganado y el cultivo de arroz, y siguiendo en importancia la quema de biomasa, los rellenos sanitarios y las minas productoras de carbón, y, finalmente, las emisiones fugitivas resultantes del manejo y almacenamiento de combustibles.
  En la gráfica 4 se presentan las diferentes fuentes de emisiones de metano y su contribución en el año de 1994. Como puede observarse, la mayor contribución proviene de la crianza de ganado y de los cultivos de arroz. En los últimos 50 años ésta no ha variado significativamente.
  
  
  GRÁFICA 1. CONTRIBUCIÓN PORCENTUAL DE LOS GASES DE EFECTO INVERNADERO EN EL SIGLO XX
  
  
  
  Fuente: McKenzie 2001.
  
  
  GRÁFICA 2. EMISIONES HISTÓRICAS DE CO2 Y CH4, EXPRESADAS COMO CARBONO
  
  
  
  A toneladas de CO2= toneladas de carbono *(44/12).
  toneladas de CH4= toneladas de carbono * (16/12).
  Fuente: Marlan et al. 2003.
  
  
  GRÁFICA 3. EMISIONES HISTÓRICAS DE METANO Y SUS FUENTES
  
  
  
  Fuente: Marlan et al. 2003.
  
  
  GRÁFICA 4. CONTRIBUCIÓN PORCENTUAL DE LAS EMISIONES DE METANO POR UENTE, 1994
  
  
  
  Fuente: Marlan et al., 2003.
  
  
  EMISIONES HISTÓRICAS DE CARBONO POR REGIÓN
  
  
  Las emisiones históricas de carbono producto de la quema de combustibles fósiles en el periodo de 1900 a 2000, fueron de 261,233 millones de toneladas. Las emitidas por Norteamérica representaron 32.2%, siguen Europa Occidental con 21.9%, Europa del Este con 18.5%, Asia con 8.2%, Oceanía con 5.4%, Lejano Oriente con 5.0%, Latinoamérica con 3.9%, Medio Oriente con 2.5%, y África con 2.4% (gráfica 5).
  
  
  GRÁFICA 5. CONTRIBUCIÓN PORCENTUAL DE LAS EMISIONES HISTÓRICAS POR REGIÓN
  
  
  
  Fuente: Marlan et al. 2003.
  
  
  GRÁFICA 6. EMISIONES HISTÓRICAS TOTALES DE CARBONO
  
  Fuente: Marlan et al. 2003.
  
  
  Estados Unidos y Europa Occidental han contribuido de manera similar a las emisiones totales durante el último siglo. En la gráfica 6 se presentan las emisiones de ambas regiones y su comportamiento a partir de 1900.
  Por otro lado, los índices de emisión per cápita han sido más altos históricamente para Estados Unidos que para Europa Occidental (gráfica 7). En el primer caso se han mantenido en valores de 5 toneladas de carbono por habitante por año, en promedio, y en el caso de Europa Occidental estos.
  
  
  GRÁFICA 7. ÍNDICES ANUALES DE EMISIONES HISTÓRICAS
  DE CARBONO PER CÁPITA
  
  
  
  Fuente: Marlan et al. 2003.
  
  
  valores han oscilado entre 2 y 3. En ambos casos, estos valores están por encima del promedio mundial, que es ligeramente superior a una tonelada de carbono por habitante por año.
  
  
  EMISIONES HISTÓRICAS POR PAÍS
  
  
  El total de carbono emitido en el siglo pasado a partir de la quema de combustibles fósiles fue de 261,233 millones de toneladas, en las que 19 países contribuyeron con 82.8% de las emisiones, y el resto del mundo contribuyó con el 17.2%.
  México emitió 2,627 millones de toneladas de carbono que corresponden al 1% de las emisiones totales durante el período considerado (1900-2000), ubicándose en la posición número 15, junto con la ahora República Checa y Bélgica cuyas emisiones fueron similares (ver el capítulo Los gases de efecto invernadero y sus emisiones en México, de L. G. Ruiz y X. Cruz, en esta sección).
  
  
  GRÁFICA 8. EMISIONES HISTÓRICAS DE CARBONO POR PAÍS, 1900-2000
  
  
  
  Fuentes: Marlan et al. 2003; IEA-OECD 2002.
  
  
  EMISIONES ACTUALES POR REGIÓN
  
  
  Para observar la contribución de los países a las emisiones en el año 2000, expresadas en términos de carbono, se ha tomado la distribución regional de los países, como se muestra en la gráfica 9. Esta distribución clasifica a los países en nueve regiones, las cuales en su conjunto emitieron 6,388 millones de toneladas de carbono.
  
  
  GRÁFICA 9. CONTRIBUCIÓN PORCENTUAL DE LAS EMISIONES DE CARBONO POR REGIÓN EN EL AÑO 2000
  
  
  
  Fuente: IEA-OECD 2002.
  
  
  En las nueve regiones consideradas existen ciertos países que tienen mayor contribución; tal es el caso de Estados Unidos, que aporta 92.6% de la región de Norteamérica. En Asia, China aporta 92.6% de las emisiones de esta región y es el principal productor de carbón y cemento en el mundo. En Europa del Este influyen Rusia y Ucrania. En el Lejano Oriente 56.5% de las emisiones de la región son aportadas por la India y Corea del Sur, en tanto que Indonesia, Taiwán, Tailandia, Pakistán, Malasia, Singapur y Filipinas contribuyen con 40% (Marlan et.al. 2003).
  En Europa Occidental dominan Alemania, Reino Unido, Italia, Francia y España, los cuales contribuyen con 74% de las emisiones de la región. Alemania es el segundo país importador de gas natural y el cuarto de crudo. En Oceanía, Japón y Australia contribuyen con 97% de las emisiones. Japón es el principal país importador de carbón y gas licuado en el mundo, el segundo de crudo y el tercero de gas natural.
  En la región de Centro y Sudamérica, México y Brasil contribuyen con 51.6% de las emisiones; México contribuye con 98 de las 359 millones de toneladas de carbono que se emiten en la región. Otros países que emiten más de 10 millones de toneladas de carbono son: Venezuela (34.3), Argentina (37.6), Colombia (17.4) y Chile (17.1).
  El índice de emisión promedio de la región es inferior a 0.75 toneladas de carbono por habitante por año, y de 1.1 toneladas por habitante por año para México y Chile, de 1.0 para Argentina, en tanto que para Brasil es de 0.5 toneladas de carbono por habitante por año (Marlan et al., 2003).
  En Medio Oriente Arabia Saudita, Irán y Turquía, aportan el 62% de las 339 millones de toneladas de emisiones de carbono estimadas. En tanto que África está dominada por Sudáfrica, que contribuye con 42% de las emisiones, y otro 37% de las mismas es aportado por Egipto, Nigeria, Libia y Algeria. El índice de emisión promedio tiene un valor menor a 0.1 toneladas de carbono por habitante por año para 31 de las 54 naciones africanas, siendo superior en Libia con 2.26, Sudáfrica con 2.12, y Santa Elena con 1.17 (Marlan et al. 2003).
  
  
  EMISIONES ACTUALES POR PAÍS
  
  
  En la gráfica 10 se presentan los 15 países con mayores emisiones de carbono provenientes del uso de combustibles fósiles durante el año 2000. Como puede observarse, el orden de los países cambia en relación con su registro histórico, a excepción de Estados Unidos, que ocupa el primer lugar con 24.19% de las emisiones, seguido por China con 12.79%, Rusia con 6.43%, y Japón con 4.93% (IEA-OECD 2002).
  También se puede observar que países como República Checa, Países Bajos y Bélgica ya no aparecen en esta segunda clasificación, como sucede en las emisiones históricas debido a que existen países como Corea del Sur y Brasil; cuyas emisiones actuales están por arriba de las emisiones de los tres primeros países mencionados (Marlan et al. 2003, IEA-OECD 2002).
  
  
  GRÁFICA 10. EMISIONES DE CARBONO POR PAÍS EN 2000
  
  Fuente: IEA-OECD 2002.
  
  
  CONCLUSIONES
  
  
  Las emisiones históricas mundiales por quema de combustibles fósiles fueron de 261,233 millones de toneladas de carbono para la última centuria, y de 6,388 millones de toneladas para el año 2000. Se observa una tendencia en las regiones y países industrializados, a excepción de Estados Unidos, de reducir las emisiones en la última década.
  El desarrollo industrial ha ubicado históricamente a Estados Unidos como el principal país emisor de CO2, al contribuir con 30.3% de las emisiones históricas y con 24.19% de las emisiones en el año 2000.
  Existen 15 países que contribuyen con 71.4% de las emisiones de CO2 mundiales por quema de combustibles fósiles; entre ellos se encuentra México en la posición 12, con 98 millones de toneladas de carbono, que representa 1.54%. Al considerar a México en el contexto de América Latina y El Caribe, nuestro país contribuye con 27.3% de las emisiones, con un índice de 1.1 toneladas de carbono por habitante por año.
  En lo que respecta al CH4, este gas ha contribuido históricamente con 23% de las emisiones mundiales de GEI, siendo sus fuentes principales la crianza de ganado y el cultivo de arroz, y en menor proporción la quema de biomasa, los rellenos sanitarios y las minas de carbón.
  
  
  BIBLIOGRAFÍA
  
  
  Depledge, J. 2002. Climate Change in Focus: The IPCC Third Assesment Report.
  The Royal Institute of International Affairs. Briefing Paper new series No. 29.
  EPA (Environmental Protection Agency). Global Warming; Climate. Disponible en:
  http://www.epa.gov/globalwarming/climate/index.htm.
  IEA-OECD (International Energy Agency y Organization for Economic Co-operation and Development). 2002. CO2 emissions from fuel combustion 1971-2000. París, Francia.
  IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). 2001. Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Technical Summary. Cambridge: WMO-UNEP. Cambridge University Press.
  MacKenzie, J. 2001. Thinking long term: Confronting global climate change. World Resources Institute. Disponible en: http://www.wri.org/climate/longterm/ index.html.
  Marlan G., Boden T. y B. Andres. 2003. Global, Regional and National CO2 Emissions. Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC). Oak Ridge National Laboratory, U. S. Department of Energy, Oak Ridge, Tenn. Disponible en: http:/ /cdiac.esd.ornl.gov/UNFCCC (United Nations Framwork Convention on Climate Change). Greenhouse Gas Inventory Database (GHG). Disponible en: http://www.unfccc.de/resources/ index.html.
  WRI (World Resources Institute). 2002. Contributions to Global Warming Map

_________________________________________________________________________________________

-Las principales fuentes emisoras de contaminantes.

plomo y cobre y se produce principalmente como subproducto de la industria del cinc.	·         Combustión. ·         Procesos de producción de cinc, cobre y plomo. ·         Restos de incineración. ·         Producción de hierro y acero.
4- Arsénico: presenta una gran variedad de compuestos inorgánicos y orgánicos.	·         Combustión. ·         Procesos de fundición.
Cl2 (cloro)
Características	Fuentes emisoras antropogénicas
·         Gas de color amarillo verdoso y de olor sofocante ·         Tóxico en altas concentraciones	·         Petroquímicas ·         Industria química
HCl (cloruro de hidrógeno)
Características	Fuentes emisoras antropogénicas
·         Gas incoloro de olor intenso e irritante	·         Petroquímicas ·         Industria química ·         Procesos de limpieza y decapado de metales ·         Incineradoras
Benceno
Características	Fuentes emisoras antropogénicas
Es un hidrocarburo aromático, de fórmula molecular C6H6. Es un líquido incoloro a temperatura ambiente. Es un compuesto orgánico volátil.	·         Tráfico y otras fuentes móviles. ·         Producción de energía. ·         Calefacción doméstica.

En la tabla siguiente sólo se muestran las principales fuentes emisoras contaminantes en el aire y los contaminantes más significativos que emiten. Por lo tanto, esto no excluye la existencia de otras fuentes emisoras y emisiones de más contaminantes de forma menos importante.  

Principales fuentes emisoras antropogénicas	SO2	NO2	CO	H2S	COV	HCl	Cl2	PST	Pb	Otros metales pesados
Centrales térmicas	x	x	x					x
Cementeras	x	x	x					x
Quemas agrícolas			x					x
Depuradoras de aguas residuales				x	x
Extracción de áridos y minería								x
Fábricas de cerámica		x	x					x	x
Fábricas de vidrio	x	x	x					x		x
Fabricación de pinturas					x
Fabricación de pasta de papel				x				x
Fundiciones								x	x	x
Incineradoras		x	x			x		x		x
Industria de curtidos				x	x
Industria química					x	x	x
Industria que utiliza disolventes					x
Plantas asfálticas								x
Procesos de combustión: ·         gas natural		x	x
·         combustibles líquidos y sólidos	x	x	x					x
Procesos de molturación								x
Refinerías	x	x	x	x	x			x
Transporte: ·         gasolina		x	x		x			x	x
·         gasoil	x	x			x			x
·         sin plomo		x	x		x			x

_______________________________________________________________

  El ozono, su formación en la atmósfera como resultado de la combustión de hidrocarburos. Su efecto sobre la salud.

EL ozono es un gas cuyas moléculas están formadas por tres átomos de oxígeno(O3), uno más que las moléculas de oxígeno que respiramos. La capa de ozono se fue engrosando a medida que fue aumentando la cantidad de oxígeno. Esto es así porque su formación se debe a reacciones químicas entre el oxígeno y los rayos ultravioletas.
En la atmósfera, el ozono se concentra en un estrecha franja de la estratosfera, entre los 20 y 40 kilómetros de altura, formando la llamada capa de ozono, un elemento decisivo para la vida en el planeta. En efecto, la capa de ozono es para los seres vivos como un paraguas protector frente a los peligrosísimos rayos ultravioletas. Si estas radiaciones alcanzaran la superficie terrestre sin pasar por el filtro del ozono, causarían entre otros muchos efectos dañinos, la destrucción del fitoplacton, base de todas las cadenas alimentarias del océano, por lo que peligrarían todos los organismos marinos; en el hombre, la radiación ultravioleta causaría un debilitamiento general del sistema inmunológico, importantes daños en la vista, y un aumento de casos de cáncer de piel.
En 1974, dos científicos estadounidenses Sherwood Rowland y Mario Molina descubrieron que los CFC, sustancias muy utilizadas en la industria, destruyen el ozono.
Rowland y Molina fueron atacados por las empresas productoras, pero pocos años después se detectó que con la llegada de la primavera, el espesor de la capa de ozono sobre la Antártida era anormalmente delgado y se comprobó que la causa era el uso de CFC. En 1987, 40 países industrializados pactaron en Montreal la reducción de la producción de CFC en un 50% en el año 2000. En 1990 la Argentina firmó el protocolo.

El ozono, el ingrediente principal del smog, presenta un problema serio para la calidad del aire en muchas partes de los Estados Unidos. Aún a niveles bajos, el ozono puede causar un número de problemas respiratorios. Usted puede tomar unos pasos sencillos, descritos en este folleto, para protegerse del ozono.

El ozono es el ingrediente principal del smog.

El ozono es un gas que ocurre tanto en la atmósfera superior de la Tierra como a nivel del suelo. El ozono puede ser bueno o malo, dependiendo de dónde se encuentra en la atmósfera:

Ozono Bueno.Este ozono se encuentra en la atmósfera superior de la Tierra-10 a 30 millas sobre la superficie de la Tierra-donde forma una capa que nos protege de los rayos dañinos ultravioleta del sol.

Ozono Malo.Este se forma en la atmósfera inferior de la Tierra, cerca del nivel del suelo. Este ozono se forma como resultado de una reacción química, en presencia de la luz solar, entre los contaminantes emitidos por los automóviles, las plantas de energía, las calderas industriales, las refinerías, las plantas químicas y otras fuentes de emisiones. La contaminación ocurre durante los meses de verano cuando las condiciones del clima son propicias para formar el ozono al nivel del suelo: mucho sol y temperaturas altas.  

 ______________________________________________________________________________

  Formación natural del ozono. La capa protectora de ozono y su función en la preservación de la vida.

Es una capa protectora de la atmósfera que se encuentra entre 15 y 50 Km de la tierra. Está compuesta de ozono que es una forma de oxígeno cuya molécula tiene tres átomos, en lugar de los dos del oxígeno común.

Su función es proteger el planeta de las radiaciones ultravioletas, pero cada día su contaminación y destrucción crece. Consecuencias en el mundo.

A pesar de su frecuente utilización, el término "Capa de ozono" es entendido, generalmente, de una manera que se presta al equívoco. El término sugiere que, a una cierta altura de la atmósfera, existe un nivel de ozono concentrado que cubre y protege la tierra, a modo de un cielo  que estuviese encapotado por un estrato nuboso. Lo cierto es que el ozono no está concentrado en un estrato, ni tampoco por lo tanto, está situado a una altura específica, si no que es un gas escaso que está muy diluido en el aire y que, además, aparece desde el suelo hasta más allá de la estratosfera.

La capa de ozono se encuentra en la estratosfera, aproximadamente de 15 a 50 Km. sobre la superficie del planeta.

El ozono es un compuesto inestable de tres átomos de oxígeno, el cual actúa como un potente filtro solar evitando el paso de una pequeña parte de la radiación ultravioleta (UV) llamada B que se extiende desde los 280 hasta los 320 manómetros (nm).

La radiación UV-B puede producir daño en los seres vivos, dependiendo de su intensidad y tiempo de exposición; estos daños pueden abarcar desde irritación a la piel, conjuntivitis y deterioro en el sistema de defensas, hasta llegar a afectar el crecimiento de las plantas y dañando el fitoplancton,  con las posteriores consecuencias que esto ocasiona para el normal desarrollo de la fauna marina.

El ozono es un gas tan escaso que, si en un momento lo separásemos del resto del aire y que lo atrajésemos al ras de tierra, tendría solamente 3mm de espesor.

El ozono está en todas partes y a  cualquier altura. Incluso en los niveles estratosféricos  de máxima concentración relativa es un componente minoritario de la mezcla de gases que componen el aire. En ninguna altura , llega a representar ni el 0,001% del volumen total de aire.

Medio ambiente.- Para el medio ambiente la capa de ozono es muy importante es decir, la función de la capa de ozono es vital y sin ella, el desarrollo de especies -tanto del mundo animal como del vegetal- no sería posible, sin olvidar que también es imprescindible para la salud del ser humano. Son muchos los contaminantes y tipos de gas con los que el hombre destruye el medio ambiente y contribuye a la contaminación atmosférica (contaminación del planeta) con lo que la contaminación del medio ambiente y las consecuencias de la destrucción de la capa de ozono son muy serias y lo podrían llegar a ser mucho más en el futuro del planeta.

__________________________________________________________________________________

  La oxidación de las impurezas de los combustibles derivados del petróleo, formación de SO₂, SO₃ y H₂SO₄. La lluvia ácida, sus efectos sobre el medio y los seres vivos.

El petróleo es una mezcla compleja de hidrocarburos, como los alcanos, alquenos y cicloalcanos. Las moléculas de hidrocarburos están formadas sólo por átomos de carbono e hidrógeno. En cuanto a sus principales características, el petróleo es un líquido de consistencia aceitosa, olor desagradable y color oscuro que se encuentra en depósitos subterráneos de la corteza terrestre.

A continuación se muestran algunas fórmulas de los hidrocarburos llamados alcanos.

Metano	CH4
Etano	C2H6
Propano	C3H8
Butano	C4H10

Lo llaman oro negro y con razón: actualmente, el petróleo es la principal fuente de energía de nuestro planeta.

Basta ver las tremendas congestiones y los miles de vehículos que se desplazan en todas las ciudades para saber que es la energía que mueve al mundo.

El uso del petróleo crudo obtenido de vertientes o el asfalto producido por la evaporación y oxidación de las filtraciones data desde tiempos prehistóricos.

De acuerdo con la Biblia, Dios dijo a Noé: “Haz un arca de madera resinosa y recúbrela con brea por dentro y por fuera”, el Arca de Noé fue asfaltada por completo.

En el año 1200 a. de C. se usaban en Babilonia lámparas de aceite mineral, descubriéndose más tarde la mecha diseñada en lino, médulas de junco o ciertas hojas.

En el año 230 a. de C. Filón de Bizancio construyó una lámpara con alimentación automática de combustible, incorporando Erón de Alejandría, en el año 120 a. de C., un flotador que regulaba incluso la intensidad de la luz.

El “fuego griego” era una mezcla de azufre natural, resina, bencina y cal viva. En el año 650,Calinico inventó el lanzallamas, y en 941, mil naves del Zar Igor fueron incendiadas frente a Bizancio.

*Formación de SO2, SO3 y H2SO4*

 

Características: se pueden formar dos óxidos de azufre: dióxido (SO2) y trióxido de azufre (SO3), si bien aquél se presenta en una proporción mucho más elevada en las emisiones estables, siendo el trióxido un compuesto inestable. Las dos especies son gases incoloros, teniendo el SO2 olor acre e irritante.

Fuentes: el dióxido de azufre, SO2, procede prácticamente a partes iguales de fuentes naturales -oxidación del sulfuro de hidrógeno, H2S, en el metabolismo anaerobio de la materia orgánica- y de fuentes antropogénicas, fundamentalmente procesos de combustión estacionaria -en especial plantas termoeléctricas y, con menor importancia, plantas de combustión industrial-.

Formación: se producen SO2 y SO3 en la combustión de toda sustancia que contenga azufre a partir de dos reacciones; en la segunda de ellas, el equilibrio se halla desplazado hacia el dióxido de azufre, debido a la inestabilidad del trióxido, en especial si existe un metal que catalice la reacción:

S + O2 ↔SO2
2 SO2 + O2 ↔2 SO3

Evolución en la atmósfera:

• Oxidación heterogénea, en fase acuosa o sobre la superficie de partículas, catalizada por sales de hierro y manganeso presentes en cenizas procedentes de combustión:
  SO2 + H2O →H2SO3 H2O2 + H2SO3 → H2SO4 + H2O
• Oxidación homogénea:
  • Fotooxidación directa, con luz de longitud de onda de entre 240 y 400 nm:
    SO2 + hv + O2 → SO3 + O
  • Reacción con oxidantes en fase acuosa, para dar ácido sulfúrico, H2SO4.

 

Efectos: los óxidos de azufre producen necrosis en plantas en función de la dosis, alteración en los contenidos de azúcares y proteínas y pérdida de productividad; causan irritaciones oculares y respiratorias en animales a dosis elevadas; más efecto parecen tener los sulfatos secundarios. Sin embargo, el principal efecto viene dado por las reacciones que originan, produciendo ácido sulfúrico disuelto, origen principal de la lluvia ácida, que es la deposición húmeda de ácidos; también existe la deposición ácida seca.

La constitución de la lluvia ácida puede variar, pero sus principales componentes son ácidos -tanto sulfúrico como clorhídrico o nítrico-, así como sales de éstos; el componente en mayor proporción es el sulfúrico por su mayor solubilidad. De esta manera, el pH del agua de lluvia -que en circunstancias normales es ligeramente básico, entre 5.5 y 5.7-, llega a tomar valores próximos a 4.0.

Más adelante se trata la lluvia ácida como consecuencia global de la contaminación, pero se adelantan aquí los principales efectos que la lluvia ácida ocasiona sobre:

• ecosistemas: acidificación de aguas dulces, especialmente lagos, afectando muy negativamente a diversas especies, especialmente piscícolas, y acidificación de suelos, causando lixiviación o arrastre de nutrientes y movilización de metales pesados, que pueden incorporarse a las redes tróficas, así como daños importantes en la vegetación -decoloración y pérdida de follaje, deterioro de corteza y muerte-;
• materiales: aumento de la velocidad de corrosión de metales, deterioro de materiales calizos (denominado mal de la piedra), mediante la formación en superficie de sulfato cálcico hidratado, lo que provoca desintegración y disolución del material, según la reacción
  CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + CO2

La lluvia ácida constituye un importante problema en Europa centro-oriental y septentrional y en la parte oriental de América del Norte, así como en áreas urbanas, en las que adquiere mayor importancia la deposición seca.

En contraposición a la lluvia ácida, existe también la lluvia alcalina, con elevada concentración de calcio, que se forma en áreas con elevado aporte de partículas calizas.

La lluvia ácida, sus efectos sobre el medio y los seres vivos

La lluvia ácida es una de las consecuencias de la contaminación del aire. Cuando cualquier tipo de combustible se quema, diferentes productos químicos se liberan al aire. El humo de las fábricas, el que proviene de un incendio o  el que genera un automovil, no sólo contiene partículas de color gris (fácilmente visibles), sino que ademas poseen una gran cantidad de gases invisibles altamente perjudiciales para nuestro medio ambiente.

Centrales eléctricas, fábricas, maquinarias y coches "queman” combustibles, por lo tanto, todos son productores de gases contaminantes. Algunos de estos gases (en especial los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre) reaccionan al contacto con la humedad del aire y se transforman en ácido sulfúrico, ácido nítrico y ácido clorhídrico . Estos acidos se depositan en las nubes. La lluvia que producen  estas nubes, que contienen pequeñas partículas de acido, se conoce con el nombre de "lluvia ácida".

Para determinar la acides un liquido se utiliza una escala llamada pH. Esta varia de 0 a 14, siendo 0 el mas acido y 14 el mas alcalino (contrario al acido). Se denomina que 7 es un pH neutro, es decir ni acido ni alcalino.

La lluvia siempre es ligeramente ácida, ya que se mezcla con óxidos de forma natural en el aire. La lluvia que se produce en lugares sin contaminación tiene un valor de pH de entre 5 y 6.

Cuando el aire se vuelve más contaminado con los óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre la acidez puede aumentar a un valor pH de 3. El zumo de limón tiene un valor de pH de 2.3. La lluvia acida con mayor acides registrada llega a un valor pH de
Consecuencias de la Lluvia ÁcidaLa lluvia ácida tiene una gran cantidad de efectos nocivos en los ecosistemas y sobre los materiales. Al aumentar la acidez de las aguas de ríos y lagos, produce trastornos importantes en la vida acuática. Algunas especies de plantas y animales logran adaptarse a las nuevas condiciones para sobrevivir en la acidez del agua, pero otras no.

Camarones, caracoles y mejillones son las especies más afectadas por la acidificación acuatica. Esta tambien tiene efectos negativos en peces como  el salmón y las truchas. Las huevas y los alevines son los más afectados. Una mayor acidez en el agua puede causar deformaciones en los peces jóvenes y puede evitar la eclosión de las huevas.

La lluvia ácida también aumenta la acidez de los suelos, y esto origina cambios en la composición de los mismos, produciéndose la lixiviación de importantes nutrientes para las plantas (como el calcio) e  infiltrando metales tóxicos, tales como el cadmio, níquel, manganeso, plomo, mercurio, que de esta forma se introducen también en las corrientes de agua.

La vegetación sufre no sólo las consecuencias del deterioro del suelo, sino también un daño directo por contacto que puede llegar a ocasionar en algunos casos la muerte de la especie.

Las construcciones históricas, que se hicieron con piedra caliza, experimentan tambien los efectos de la lluvia ácida. La piedra al entrar en contacto con la lluvia acida, reacciona y se transforma en yeso (que se disuelve con el agua con mucha facilidad). También los materiales metálicos se corroen a mucha mayor velocidad.

La lluvia ácida y otros tipos de precipitación ácida como neblina, nieve, etc. han llamado la atención pública, pero esta los considera como problemas específicos de contaminación atmosférica secundaria; sin embargo, la magnitud potencial de sus efectos es tal, que cada vez se le dedican más y más estudios y reuniones, tanto científicas como políticas para encontrar soluciones al problema. En la actualidad hay datos que indican que la lluvia es en promedio 100 veces más ácida que hace 200 años.

_____________________________________________________________________________

  El tipo de contaminantes que existen en el aire de la zona metropolitana de la Ciudad de México y su peligrosidad.

 

La contaminacion atmosferica fotoquimica en la Zona Metropolitana de la Ciudad de Mexico (ZMCM), representada principalmente por el ozono y las particulas suspendidas menores a 10 micras de diametro, constituye un gran problema que afecta la salud de sus habitantes y cuya solucion ha sido retrasada. Lo anterior como consecuencia de aplicar una serie de acciones de tipo "prueba y error" en las cuales el conocimiento cientifico sobre las causas, formacion, transporte y transformacion del ozono en la atmosfera no ha sido aplicado con el rigor y seriedad que requieren estrategias de control que sean adecuadas a las condiciones naturales, tecnicas, sociales, economicas y culturales de nuestro pais.

Segun el Instituto Nacional de Ecologica, en las 12 medidas para enfrentar el problema de la contaminacion por ozono en la ZMCM, hasta junio de 1994 se habian invertido poco mas de 1,400 millones de dolares, sin que a la fecha se observen mejoras substanciales en la calidad del aire. Por ello, es importante asimilar los errores y aciertos registrados a fin de plantear lineamientos que lleven a un mejor aprovechamiento de los recursos invertidos y cumplir con el compromiso social de asegurar una calidad del aire satisfactoria para los mexicanos.

 A n t e c e d e n t e s

Los mecanismos de formacion, transporte y distribucion del ozono y de las particulas secundarias en la atmosfera urbana, dependen de una combinacion de los siguientes factores fisicos: topografia, meteorologia, clima y posicion geografica, asociados con emisiones de precursores: oxidos de nitrogeno e hidrocarburos reactivos. Con el suministro de combustibles no adecuados para su uso en la ZMCM, se complementan todos los elementos para que nuestra atmosfera pueda fungir como un gran reactor, en el que todas las condiciones de alimentacion de reactivos estan dadas para que los fenomenos fisicos naturales locales funcionen como agitadores de esa mezcla reaccionante y la radiacion solar actue como activador energetico de la misma.

 

S i t u a c i ó n

Para resolver el problema, se definieron politicamente dos acciones de control: reducir el plomo y el So2 atmosferico ya que el plomo contenido en las particulas suspendidas totales se encontraba muy por arriba del nivel recomendado (1.5 mg/m3/promedio aritmetico trimestral). Asimismo, se presentaban efectos en la salud de la poblacion. El principal emisor de plomo era el uso de gasolinas con concentraciones muy altas de tetraetilo de plomo. Como los niveles de bioxido de azufre se encontraban muy por arriba de los niveles maximos recomendados en la norma de Calidad de Aire Mexicana, se decreto tambien la reduccion del uso de combustibles con alto contenido de azufre (combustoleo); se recomendo tambien el uso de gas natural como combustible alterno en las termoelectricas localizadas dentro de la Cuenca.

Cabe señalar que el problema de ozono en Los Ángeles surge en los años cuarenta por desconocerse el efecto en la contaminacion atmosferica por las emisiones vehiculares, estancamiento atmosferico y radiacion solar. En cambio, en la ZMCM surge treinta años despues por la falta de atencion a la experiencia internacional y a la irresponsabilidad de funcionarios en no aceptar recomendaciones, sugerencias e, incluso, llamadas de atencion sobre la contaminacion fotoquimica en la Cuenca de Mexico.

Asi, al aplicar en la segunda mitad de 1986 una medida de control de contaminacion por plomo en la ZMCM (reducir el tetraetilo de plomo en las gasolinas), nuestras autoridades pasaron por alto la experiencia de otros paises y programaron a corto y mediano plazo la substitucion de combustibles con plomo y la introduccion paulatina de vehiculos con convertidor catalitico e infraestructura de servicio; a la vez, el cambio gradual en las refinerias de los procesos de produccion de gasolinas con nuevas formulaciones sin tetraetilo de plomo.

Como consecuencia inmediata de estas acciones se incrementan las emisiones de hidrocarburos reactivos a la atmosfera y de oxidos de nitrogeno: la "nueva" gasolina, con niveles de plomo mas bajos, tiene un mayor contenido de hidrocarburos reactivos o bien los gases de combustion son mas reactivos con el fin de restituir el octanaje perdido. A pesar de que en la Memoria de Labores de PEMEX de ese año literalmente aparecia dicha accion como parte de la politica de cambio de combustibles con menor plomo, los funcionarios responsables del cuidado del ambiente de dicha empresa, e incluso asesores cientificos oficiales, negaron sistematicamente este hecho, asi como la responsabilidad de la paraestatal en el nuevo problema ambiental. Obviamente bajaron los niveles de plomo en la atmosfera, pero el precio fue la aparicion de niveles de ozono a una magnitud y frecuencia antes no conocidos y que aun sufrimos.

La evolucion historica de esos niveles por arriba de la Norma Mexicana de Calidad del Aire para ozono (0.11 ppm maximo en 1 hora) antes del cambio de la gasolina, y despues hasta 1995, se documenta en los trabajos de monitoreo efectuados por la Seccion de Contaminacion Ambiental del Centro de Ciencias de la Atmosfera de la UNAM. La deteccion de este problema llevo a que esta institucion notificara y pusiera sobre aviso a las autoridades responsables en ese momento sobre el peligro potencial que se avecinaba si no tomaban las medidas adecuadas. Consistian en instrumentar un control estricto de los niveles de tetraetilo de plomo y de olefinas en las gasolinas, ya que se tenian suficientes evidencias de que, al no contar la flota vehicular de la ZMCM de ese entonces con ningun dispositivo para controlar las emisiones de precursores de ozono, los productos de combustion y los vapores de esta nueva formulacion estaban generando hidrocarburos con mayor potencial reactivo. Esta recomendacion fue acompañada, incluso, de otra para controlar las emisiones evaporativas de gasolinas en terminales de distribucion y almacenamiento y en las estaciones de servicio.

Tambien a fines de 1986 se anuncio que las termoelectricas localizadas en el Valle de Mexico cambiarian su combustible de combustoleo por gas natural a fin de reducir los niveles de bioxido de azufre. Esta medida dio el resultado previsto en cuanto a la reduccion de este contaminante. Sin embargo, nuevamente la falta de un estudio adecuado de las consecuencias de un cambio de combustible en las emisiones producto de una combustion a alta temperatura, dio por fruto el incremento sensible en las emisiones de oxidos de nitrogeno. La combinacion de hidrocarburos reactivos con los nuevos niveles de oxidos de nitrogeno, favorecio en mayor escala la frecuencia de ocurrencia de mas niveles altos de ozono y de aerosoles (nitratos).

En el verano de 1988 se establece el programa de verificacion vehicular cuya primera etapa se vio rodeada por una falta de conocimientos tecnicos de los verificadores asi como de gran corrupcion, lo cual hizo inefectivo este programa, al menos hasta 1990.

En el invierno de 1989-90 se decreta como definitivo el "Hoy no circula" con el proposito de disminuir de la noche a la mañana la emision del 20% de contaminantes de la flota vehicular de la ZMCM. Fueron inutiles las recomendaciones y llamadas de atencion de los especialistas en el tema y de otros sectores de la sociedad, acerca de que el programa se aplicara solo temporalmente, dando por resultado un incremento notable de vehiculos pre-1990 en su mayoria en circulacion.

Finalmente, en 1990 el gobierno de la ciudad de Mexico acepta la existencia del problema y establece un Programa Integral de Control de la Contaminacion Atmosferica (PICCA) en el cual se fijan en una primera fase 41 compromisos entre los diversos sectores de la sociedad.

Se inicia la venta de gasolina Magna Sin la cual solo debe consumirse en vehiculos equipados con convertidores cataliticos. Al inicio del programa para introducir este combustible, se enfrentaron los siguientes escenarios.

Primero, los autos particulares equipados con convertidores eran en su primer año relativamente pocos contra un numero varias veces mayor de taxis y microbuses denominados "ecologicos". Segundo, a pesar de que las autoridades y PEMEX conocian que estos transportes publicos tenian un promedio de recorrido de hasta 150 km./dia, y por lo mismo un requerimiento de combustible constante y mayor, se descuido significativamente el abasto de Magna Sin, lo que obligo a que una gran mayoria tuviese que consumir gasolina con plomo en mas de una ocasion (lo cual envenena el convertidor catalitico), situacion dada a conocer a la opinion publica por los diferentes medios. Por otro lado, se detecto que un porcentaje importante de operadores de transporte publico con vehiculos con convertidor, cargaban gasolina con plomo en lugar de Magna Sin en sus unidades. Por dos razones: la primera; resultaba mas economico cargar gasolina sin plomo; y segunda, no existe ninguna accion legal hacia quien realizase esta accion, ni hacia el operador del vehiculo ni para el despachador del combustible.

La combinacion de estos escenarios hizo que un buen numero de los vehiculos equipados con convertidor a partir de 1990, funcionaran con una eficiencia baja, pues el plomo de la gasolina que por necesidad tuvieron que cargar en algun momento de ese año enveneno los metales nobles del dispositivo. La consecuencia ambiental fue la emision sin control de NOx e hidrocarburos reactivos.

Es importante recalcar que los 1,400 millones de dolares invertidos hasta la fecha en medidas directas para controlar del problema del ozono solo han sido efectivos para bajar temporalmente la frecuencia de ocurrencias de picos de este contaminante, ahora presente en toda la ZMCM. La calidad del aire no es mejor.

Tomando como base los conocimientos existentes sobre contaminacion atmosferica fotoquimica, es posible establecer los siguientes razonamientos aplicados al caso de la ZMCM:

La relacion de la concentracion de hidrocarburos reactivos con la concentracion de oxidos de nitrogeno ha sido reconocida finalmente en Mexico, como herramienta para definir y entender el problema de la produccion de ozono en la atmosfera.

El kilometraje acumulado en los vehiculos de modelo posterior a 1991 (casi una tercera parte de todos los que existen en la ZMCM), es cada vez mayor y por consecuencia el deterioro de sus convertidores es paulatino. Surge entonces la necesidad de un cambio de tales dispositivos que en las condiciones economicas actuales no esta al alcance de muchos propietarios.

Se debera tener cuidado en no adicionar indiscriminadamente MTBE, TAME o manganeso (MMT) como aditivos en gasolinas sin plomo Incluso es necesario re-estudiar el porcentaje optimo a adicionar para no seguir contribuyendo con emisiones de formaldehido a la atmosfera, por ser un compuesto organico con uno de los mayores potenciales de formacion de ozono.

 

RECOMENDACIONES

1. Existe un problema ambiental grave respecto a la contaminacion atmosferica por ozono y particulas suspendidas menores a 10 micras en la ZMCM, Guadalajara y Monterrey.

2. El problema de la contaminacion fotoquimica afecta a casi el 80% de la poblacion localizada en la ZMCM. A pesar del alto costo de las medidas implementadas para controlarla, solo han llevado a que los niveles pico de ozono por arriba de 0.30 ppm disminuyan en su frecuencia de ocurrencia, manteniendose un promedio anual mayor de mil horas (violaciones) a la Norma de Calidad para ozono desde 1989. Adicionalmente, las particulas menores a 10 micras, consecuencia secundaria de las reacciones fotoquimicas, aun estan por arriba de su Norma de Calidad Anual, de 50 mg/m3.

3. Se deben aplicar medidas para controlar las emisiones de los precursores de la contaminacion atmosferica fotoquimica, acordes a la situacion economica actual y futura. Deben tomar como base, tanto las condiciones de la quimica atmosferica presente en las zonas metropolitanas, como la disposicion de recursos economicos por parte de la poblacion para acatar disposiciones de las autoridades con el fin de reacondicionar los vehiculos.

4. Se debe fortalecer y aplicar en el tiempo mas corto posible la reformulacion de las gasolinas en terminos de menor reactividad y vigilar los aditivos que se usan.

5. El uso indiscrimado de los aditivos MTBE, causa la emision de formaldehido a la atmosfera en la ZMCM, el cual es un organico precursor de ozono muy potente.

6. Es necesario establecer mecanismos para vigilar la eficiencia de los convertidores cataliticos en los vehiculos que ya lo tienen, asi como alentar programas de credito para reponer los ya ineficientes.

7. Al no ser posible la renovacion del parque vehicular, se debe buscar e incentivar la instalacion de dispositivos de control de bajo costo en la flota anterior a 1991 (que constituye las dos terceras partes de toda la que existe en la zona), que permitan asegurar una combustion mas eficiente; y como consecuencia, menor emision de contaminantes, ademas de un ahorro en el consumo del combustible.

8. Se debe acelerar la instalacion de controles de vapores de combustibles en las gasolineras. Esta medida garantiza una reduccion de aproximadamente el 10% en las emisiones de hidrocarburos. Ademas, no se justifica realizar mas estudios sobre cual tecnologia es mejor, pues han sido probadas ya en otros paises.

9. Se deben controlar a la brevedad posible las emisiones de oxidos de nitrogeno de las termoelectricas localizadas en la ZMCM, ya que esta es una alternativa segura para bajar los niveles de oxidos de nitrogeno en la atmosfera.

10. Las gasolinas deben ajustarse a una presion de vapor baja, optima para las condiciones de altitud de las ciudades mexicanas. Este factor fisico puede hacer que, aun con una presion de vapor baja, a una altitud mayor a 2000 m.s.n.m. sea inefectivo para controlar la volatilidad.

Por otro lado, debe buscarse disminuir el contenido de benceno en las gasolinas por su potencial toxico.

Es necesario establecer que cada region tiene diferentes caracteristicas de temperatura ambiente, presion atmosferica y ventilacion natural, por lo que definir un estandar unico de composicion de gasolina reformulada para todo el pais no asegurara una reduccion del problema fotoquimico y si puede acarrear problemas adicionales.

Se recomienda continuar con el programa de verificacion vehicular estableciendo mecanismos de vigilancia mas estrictos, tales como la verificacion externa de los macrocentros y de las unidades de verificacion. Se recomienda la verificacion anual.

Evaluar el impacto ambiental de las medidas para controlar la contaminacion atmosferica, antes de implementarlas. Estos estudios deberan ser revisados por la autoridad ambiental competente y, en caso favorable, ser aprobados. Lo anterior es aplicable a medidas tales como la reformulacion de combustibles en la ZMCM.

Es necesario establecer la responsabilidad penal correspondiente para funcionarios del sector publico y paraestatal que realicen ocultamiento, engaño, desvio de fondos o para beneficio personal; o utilicen o manipulen la correcta interpretacion de la calidad del aire y, como consecuencia, afecten con su actitud la salud de la poblacion.

Definitivamente, para llevar a cabo soluciones al problema de la contaminacion atmosferica en la ZMCM, es necesario contar con la voluntad politica al mas alto nivel, cosa que todavia no se ha dado.

 

____________________________________________________________________________

 La contribución de la planta industrial de la zona metropolitana a la contaminación ambiental.

Las tres grandes zonas metropolitanas del país, la del Valle de México (ZMVM), Guadalajara (ZMG) y Monterrey (ZMM), presentan problemas de contaminación atmosférica, producto de las emisiones vehiculares, industriales, domésticas y naturales. Los programas de calidad del aire, que se han desarrollado para estas ciudades han logrado la instrumentación de algunas medidas de control, con la consecuente reducción de emisiones, y, por lo tanto, con la disminución de los niveles de algunos contaminantes, como el plomo, monóxido de carbono y dióxido de azufre (Semarnap 1997a; Semarnap 1997b; Semarnat 2002). No obstante, aún se alcanzan con frecuencia concentraciones de partículas y ozono que rebasan las normas de calidad del aire.

En los últimos años la exposición a contaminantes atmosféricos, en especial a las partículas suspendidas, ha generado una creciente preocupación, ya que estudios desarrollados durante la última década muestran una clara asociación entre la exposición de la población y el aumento en indicadores de morbilidad y mortalidad. Además, de este grupo de estudio se concluye también que no parece existir un umbral para la respuesta, a lo que se suma el que no se haya identificado un umbral, es decir, una concentración mínima por debajo de la cual no se detecten impactos a la salud.
Por la importancia de las zonas metropolitanas del Valle de México, Guadalajara y Monterrey, que son ejes económicos y poblacionales del país, albergando a casi 25 millones de habitantes, así como por la relevancia de las partículas suspendidas como contaminantes atmosféricos y sus potenciales efectos en la salud de las poblaciones potencialmente expuestas, este artículo da un panorama de los niveles, tendencias, composición y situación general de las partículas suspendidas en las ZMVM, ZMG y ZMM.

Aspectos demográficos, urbanos y ambientales en las tres zonas metropolitanas

La contaminación atmosférica está ligada con la densidad poblacional, el uso del suelo, el tamaño y el estado que guarda el parque vehicular (los motores de combustión interna), y, con las características y procesos industriales. Las zonas metropolitanas del Valle de México, Guadalajara y Monterrey están densamente pobladas, cuentan con un numeroso parque vehicular y con una importante planta industrial (cuadro 1), lo que se refleja en la quema de grandes volúmenes de combustibles, emisiones sustantivas de contaminantes y concentraciones elevadas de los mismos en sus atmósferas urbanas.

La ZMVM está integrada por 18 municipios del Estado de México, el sur del estado de Hidalgo, el sureste de Tlaxcala y casi la totalidad del Distrito Federal (16 delegaciones). En esta zona metropolitana se realizan mediciones de PM10 en 16 estaciones de monitoreo (figura 1a).

Por su parte, la ZMG comprende a los municipios de Guadalajara, Tlaquepaque, Tonalá y Zapopan. Esta zona metropolitana cuenta con ocho estaciones de monitoreo atmosférico (figura 1b) en las que se muestrean PM10.

Finalmente, la ZMM está integrada por los municipios de Apodaca, Cadereyta, García, General Escobedo, Guadalupe, Juárez, Monterrey, San Nicolás de los Garza, San Pedro Garza García y Santa Catarina; en éstos se encuentran distribuidas cinco estaciones de monitoreo de PM10 (figura 1c).

En las tres zonas metropolitanas la erosión del suelo es la fuente principal de PM10. En la ZMVM el transporte representa emisiones de casi la misma magnitud; en cambio, para la ZMG y ZMM, aunque también es la segunda fuente de importancia, su contribución es muy inferior (cuadro 2).

En el caso de la ZMVM, dentro del transporte, los vehículos a diesel, en sus diversas modalidades (vehículos de más de tres toneladas, tractocamiones y autobuses) emiten alrededor del 29% de las emisiones anuales de PM10 (Semarnat 2002). En la ZMG el sector transporte genera tres veces más emisiones que la industria y los servicios en su conjunto. Por último, en la ZMM el sector industrial representa el 6% de las emisiones de PM10, en particular, la industria mineral no metálica, industria química y productos de consumo de vida media (SEMARNAP 1997b).

Las partículas suspendidas: contaminantes atmosféricos

Las partículas suspendidas son un contaminante constituido por material líquido y sólido de muy diversa composición y tamaño, que se encuentra en el aire. Las partículas constituyen una mezcla de muchas clases de contaminantes, producto de una gran cantidad de procesos naturales y antropogénicos. El riesgo que constituyen para la salud puede estar asociado con sus múltiples características físicas y químicas, como son el número, tamaño, forma, composición química y concentración.

El origen de este contaminante incluye procesos de combustión en vehículos, principalmente aquellos que usan diesel, industrias de fundición, pinturas, cerámica y plantas productoras de energía. La erosión, las tolvaneras y los incendios forestales constituyen también una fuente natural de partículas en el aire (Mujica et al. 1996).

Por su origen, las partículas pueden definirse como primarias y secundarias. Las primarias son aquellas producidas directamente por alguna fuente contaminante, como por ejemplo un camión a diesel. En cambio, las secundarias son aquellas formadas en la atmósfera, como resultado de la transformación y/o mezcla de gases y/o partículas primarias.
Una clasificación frecuente para las partículas suspendidas se basa en su tamaño, que se mide en términos de su diámetro aerodinámico. De esta forma, las partículas suspendidas totales (PST) tienen un diámetro que va de 0.001 a alrededor de 100 micrómetros (µm) (Romieu et al. 1997). Las que miden menos de 10 µm (PM10) se conocen como fracción inhalable; una vez dentro del árbol respiratorio, dependiendo de sus propiedades específicas, se depositan en diferentes sitios, como fosas nasales, laringe, tráquea, bronquios, bronquíolos y sacos alveolares del pulmón (Lippmann 1989). Dentro de la fracción inhalable, se encuentran la fracción gruesa, que incluye las partículas con diámetros entre 2.5 y 10 µm (PM10-2.5) y se sedimentan o depositan en vías respiratorias superiores; la fracción fina, compuesta por partículas menores a 2.5 µm (PM2.5), conocidas también como fracción respirable, porque puede penetrar hasta vías respiratorias inferiores. En los últimos años se ha dado mayor atención a partículas con tamaño menor a 1 µm de diámetro, que se conocen como fracción ultrafina y a las que se parece atribuirse un mayor potencial de daño (EPA 2002; Lippmann 1989; Rojas et al. 2003).

Los principales componentes de las partículas son los metales (plomo, hierro, vanadio, níquel, cobre, platino y otros), compuestos orgánicos, material de origen biológico (virus, bacterias, restos de animales y plantas, tales como fragmentos de polen), iones (sulfatos, nitrato y acidez) y gases reactivos (ozono, peróxidos y aldehídos), y, su núcleo se forma frecuentemente de carbono elemental puro (EPA 1999). También se han atribuido efectos en la salud a las partículas secundarias, compuestas por sulfatos de amonio, nitratos de amonio y compuestos orgánicos secundarios, y producidas en la atmósfera por reacción de los gases y las partículas primarias con compuestos orgánicos reactivos (HEI 2002).

Las partículas suspendidas se han asociado con efectos en la salud de la población desde hace más de cincuenta años, con los episodios históricos de contaminación ocurridos en el Valle del Mosa en Bélgica, Londres y Donora en Pensilvania, entre otros. Estos impactos en la salud se han corroborado con estudios recientes en más de 150 ciudades, incluida la Zona Metropolitana del Valle de México, con niveles de contaminación muy diversos, incluso en algunas por debajo de los estándares de calidad del aire vigentes en diferentes partes del mundo. También se sabe que hay grupos poblacionales que pueden ser especialmente sensibles a los efectos adversos de las partículas, como son los niños y las niñas, adultos mayores y personas con enfermedades pulmonares crónicas y cardiopatías. El peso de la evidencia científica proveniente de estudios toxicológicos y epidemiológicos llevados a cabo en los últimos años sugiere que la fracción fina, procedente de los procesos de combustión a altas temperaturas, puede ser la más relevante en cuanto a efectos adversos sobre la salud, y, posiblemente, también la ultrafina (que puede contener sulfatos, nitratos, ácidos fuertes, etc.), ya que al penetrar hasta las vías respiratorias inferiores y llegar a los alvéolos, puede desencadenar reacciones inflamatorias. Por lo anterior, es extremadamente importante monitorear sistemáticamente las partículas finas y definir cuanto antes un estándar de calidad del aire para su concentración en el ambiente con la finalidad de proteger la salud de la población (Cohen et al. 1997; Arribas-Monzón et al. 2001; Borja et al. 2000; Durando et al. 1999; Hernández-Cadena et al. 2000; Lacasaña-Navarro et al. 1999; Martínez et al. 2000; Romieu et al. 1997; Rosales-Castillo et al. 2001). Cabe mencionar que hay también evidencia sobre el posible efecto en la salud de las partículas de origen geológico y/o de la fracción gruesa, que pudiera ser de una magnitud similar al reportado para la fracción fina (Ostro et al. 1999; Castillejos et al. 2000).

Las PST y las PM10 se adoptaron en México como parámetros de evaluación y regulación de la calidad del aire en la norma oficial mexicana NOM-025-SSA1-1993 (DOF 1994). Producto de los hallazgos de estudios realizados recientemente en ciudades de Europa, Estados Unidos y América, que reportan los posibles efectos para la salud de las partículas suspendidas, como son los incrementos en los índices de mortalidad y los efectos citotóxicos y genotóxicos de las partículas de la ciudad de México, y con el objeto de incrementar la protección a la salud de la población, la Secretaría de Salud trabaja en el proyecto de modificación a dicha norma, en conjunto con otras dependencias y sectores interesados. Este proyecto de norma incluye una adición muy importante en términos de gestión de calidad del aire y de salud pública, ya que se propone normar a la fracción fina, con límites anuales y de 24 horas para PM2.5 (65 µg/m³ como promedio de 24 horas y 15 µg/m³ como promedio anual). En cuanto a PST y PM10 se proponen reducciones para los límites de 24 horas; en el primer caso, de 260 a 210 µg/m³ y, en el segundo, de 150 a 120 µg/m³. Finalmente, se mantiene el valor de norma anual actualmente vigente para PM10 (50 µg/m³ como media aritmética anual) (DOF 2002).

Las partículas suspendidas: tendencias espaciales y temporales

En las tres grandes zonas metropolitanas del país se registran niveles elevados de PM10, con promedios de 24 horas (promedios anuales, medianas y valores máximos) similares para la ZMVM y ZMG, pero muy superiores para la ZMM (cuadro 3).

En la figura 2 se presenta el comportamiento horario de PM10 en las tres zonas metropolitanas. En las ZMVM y ZMG se observa que las concentraciones horarias tienen una distribución bimodal (figura 2). En la mayoría de las estaciones de la ZMVM las concentraciones horarias más elevadas se presentan de las 8:00 a las 11:00 y de las 17:00 a las 21:00 horas, es decir, durante las horas pico de actividad vehicular, lo que confirma que entre las principales fuentes de emisión se encuentran los vehículos de pasajeros (INE-Semarnat 2003). Se observa (figura 2a) que la estación Xalostoc, al noreste de la ciudad, ha registrado los valores más elevados de los promedios horarios, destacando el año 1996 con niveles por arriba de los 200 µg/m3 a las 9:00 de la mañana. En cambio, en la estación Pedregal las concentraciones han sido más o menos constantes de 1996 al 2002 y siempre por debajo de los 100 µg/m³ (figura 2b). Las diferencias entre las zonas norte/noreste de la zona metropolitana versus aquellas del sur/suroeste no sólo radican en las concentraciones registradas, sino seguramente en la composición de las partículas. En la estación Xalostoc dominarían las partículas emitidas por fuentes fijas, así como por erosión y resuspensión de partículas de suelo, dado que se ubica en una zona fundamentalmente industrial, con caminos sin pavimentar y suelos desprovistos de cubierta vegetal; mientras que la estación Pedregal está inmersa en una zona residencial y de servicios, que recibe vientos dominantes del este y noreste, por lo que habría una mezcla de partículas primarias emitidas de los vehículos automotores y, también, partículas generadas en el norte de la ciudad y transportadas hacia el sur por los vientos.

Para la ZMG el primer pico se presenta en un horario similar al de la ZMVM, pero en la tarde ocurre entre las 20:00 y las 23:00 horas. En esta zona metropolitana los valores más altos se presentaron en la estación Miravalle (sur), rebasando los 200 µg/m³ en el año 2000 (figura 2d), mientras que en la estación Centro (figura 2c) los niveles se mantuvieron por debajo de 100 µg/m³ en el periodo 1996-2002 (INE-SEMARNAT 2003).

Por último, el comportamiento horario en la ZMM también presenta dos picos en las estaciones Noroeste y Noreste (no se presentan estas figuras), mientras que en las tres estaciones restantes, Centro, Suroeste y Sureste, sólo se observa el pico de las 7:00 a las 11:00 horas (figuras 2e y 2f) (INE-Semarnat 2003). Este patrón horario puede deberse a que la industria, la erosión de suelos, la resuspensión de partículas del suelo y la vegetación, son fuentes de emisión de mayor importancia que los vehículos automotores, por lo que las emisiones son más constantes a lo largo del día.

Calidad del aire: comparaciones con los valores normados

En las ZMVM y ZMG el promedio anual de las concentraciones horarias de PM10 se ha reducido en forma importante en todas las estaciones de monitoreo. Así, a partir de 1999 los niveles se han ubicado muy cerca o incluso por debajo del valor de la norma anual. En cambio, en la ZMM las tendencias han sido muy diferentes, ya que desde 1998 los promedios anuales han rebasado la norma, con niveles que se incrementan año con año (figura 4).

El panorama es menos alentador al analizar los promedios anuales por estación de monitoreo en cada zona metropolitana. En la ZMVM, para el año 2000, la norma anual se rebasó en las estaciones Xalostoc (noreste) y Cerro de la Estrella (sureste). Asimismo, en la ZMG se rebasó en tres de ocho estaciones de monitoreo, localizadas al sureste y sur de la ciudad (Loma Dorada, Miravalle y Tlaquepaque) y, en la ZMM, la norma anual se rebasó en las cinco estaciones de monitoreo.

Al analizar la calidad del aire con base en la norma diaria (cuadro 4) se observa que, en la ZMVM, 1998 fue el año en el que se presentó el mayor número de días por arriba de norma; en cambio, en el 2002 dicho límite sólo se excedió durante 10 días en las estaciones Xalostoc y San Agustín. En cuanto a la ZMG la estación Miravalle registró días con valores superiores a la norma diaria desde 1996 hasta el 2002, aunque en este último año se observa una mejoría significativa en este indicador. Para la ZMM, la norma diaria se rebasó con mayor frecuencia en las estaciones Noroeste y Suroeste; de hecho, en esta última estación se han incrementado los días en que se excede la norma.

Concentraciones máximas diarias y eventos de contaminación

La ZMVM presentó de 1996 a 1998 concentraciones máximas de PM10 que fueron significativamente más elevadas que en las ZMG y ZMM (nota 1). Sin embargo, esta situación se revierte a partir de 1999 y hasta el 2002, cuando son la ZMG y la ZMM las que presentan las concentraciones máximas de PM10. Así, durante 1999 y 2000 los valores más altos se presentaron en la ZMG, y, desde el año 2001, la ZMM presenta máximos de PM10 significativamente superiores a los de las ZMVM y ZMG.

El período durante el cual la ZMVM presentó las concentraciones máximas de PM10, que excedieron aquellas de las zonas metropolitanas de Guadalajara y Monterrey, coincide con el registro de varios eventos de contaminación por PM10. Así, durante los meses de abril y mayo de 1998 se registraron concentraciones extremas en algunos días que superaron los 500 µg/m³, llegando incluso hasta los 996 µg/m³, en las estaciones Cerro de la Estrella, Netzahualcóyotl y Tlalnepantla. Estos picos se asociaron con temperaturas extremas y muy baja humedad relativa, que en conjunto con la falta de manejo y control de las zonas forestales, resultaron en una de las peores temporadas de incendios forestales, consumiéndose más de 500 hectáreas en territorio nacional y alrededor de 100 hectáreas de bosque en el Desierto de los Leones durante el mes de abril y cubriendo de humo el cielo de la ya contaminada ciudad de México (Toledo 1998).

 Distribución de las estaciones de monitoreo automático de PM10 en la ZMVM, ZMG y ZMM

 

___________________________________________________________________________________________________

Las normas ambientales en México.

Normas para evaluar la calidad del aire como medida de protección a la salud de la población.

• Norma Oficial Mexicana NOM-020-SSA1-1993(112K). Salud Ambiental. Criterios para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al ozono (O3).

• Norma Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993(13K). Salud Ambiental. Criterios para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monóxido de carbono (CO).

• Norma Oficial Mexicana NOM-022-SSA1-2010(56K). Salud Ambiental. Criterios para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al bióxido de azufre(SO2).

• Norma Oficial Mexicana NOM-023-SSA1-1993(13K). Salud Ambiental. Criterios para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al bióxido de nitrógeno.

 Normas que establecen los métodos de medición para determinar la concentación del contaminante.

• NORMA Oficial Mexicana NOM-034-SEMARNAT-1993 (108K), que establece los métodos de medición para determinar la concentración de monóxido de carbono en el aire ambiente y los procedimientos para la calibración de los equipos de medición.

• NORMA Oficial MexicanaNOM-035-SEMARNAT-1993 (161K), que establece los métodos de medición para determinar la concentración de partículas suspendidas totales en el aire ambiente y el procedimiento para la calibración de los equipos de medición.

• NORMA Oficial Mexicana NOM-036-SEMARNAT-1993 (165K), que establece los métodos de medición para determinar la concentración de ozono en el aire ambiente y los procedimientos para la calibración de los equipos de medición.

• NORMA Oficial Mexicana NOM-037-SEMARNAT-1993 (150k), que establece los métodos de medición para determinar la concentración de bióxido de nitrógeno en el aire ambiente y los procedimientos para la calibración de los equipos de medición.

• NORMA Oficial Mexicana NOM-038-SEMARNAT-1993 (182K), que establece los métodos de medición para determinar la concentración de bióxido de azufre en el aire ambiente y los procedimientos para la calibración de los equipos de medición.

Reciente Modificación

• Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto a material particulado. Valor de concentración máxima de material particulado para partículas suspendidas totales (PST), partículas menores de 10 micrómetros (PM 10 ) y partículas menores de 2.5 micrómetros (PM 2.5 ) en el aire ambiente como medida de protección a la salud de la población. (NOM-025-SSA1-1993.pdf)
  26 de septiembre de 2005 Modificación de la NORMA Oficial Mexicana NOM-025-SSA1-1993, Salud ambiental.

 ___________________________________________________________________________

Páginas electrónicas consultadas:

http://www.portalplanetasedna.com.ar/efecto_invernadero1.htm

http://www2.ine.gob.mx/publicaciones/libros/437/arvizu.html

http://www.planeta.com/ecotravel/mexico/ecologia/97/1197df2.html

http://www20.gencat.cat/portal/site/dmah/menuitem.64be942b6641a1214e9cac3bb0c0e1a0/?vgnextoid=06a71de6eb927210VgnVCM1000008d0c1e0aRCRD&vgnextchannel=06a71de6eb927210VgnVCM1000008d0c1e0aRCRD&vgnextfmt=default&newLang=es_ES

http://airnow.gov/index.cfm?action=elozono.page1

http://www.edunet.ch/activite/wall/encyclopedie/pagozono/capadeozo.htm

http://carolinetricot.suite101.net/funcion-de-la-capa-de-ozono-su-destruccion-y-las-consecuencias-a54099

http://www2.ine.gob.mx/publicaciones/gacetas/460/particulas.html