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Curso de
Orientación para el
Control de La Contaminación del
Aire
Curso Internet de Auto-Instrucción
Adaptado del manual de auto-instrucción "SI:422
Air Pollution Control Orientation Course"
del Instituto de Capacitación en la
Contaminación del Aire (APTI)
de la Agencia de Protección Ambiental de los
Estados Unidos (U.S. EPA)
por
Marcelo E. Korc
Asesor Regional en Control
de Contaminación del Aire
Centro Panamericano de Ingenieria Sanitaria y
Ciencias del Ambiente (CEPIS)
Organización Panamericana de la Salud
(OPS)
y
Paul Procee
Ingeniero Ambiental
Consultor
del Instituto del Banco Mundial
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Organización Panamericana de la
Salud
Instituto del Banco Mundial
Washington, D.C., USA, 1999
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Tabla de Contenido
El curso de auto-instrucción de "orientación para el control de la contaminación del aire" de la Iniciativa de Aire Limpio que publica el Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (CEPIS) y el Instituto del Banco Mundial (IBM) es una traducción al español y adaptación del manual de auto-instrucción "SI:422 Air Pollution Control Orientation Course" del Instituto de Capacitación en la Contaminación del Aire (APTI) de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (U.S. EPA).
Este curso de auto-instrucción tiene como objetivo ofrecer los principios básicos de la contaminación del aire. El curso está dirigido a principiantes y está diseñado para ser usados sin instructor, en forma independiente.
Cada lección contiene varias secciones con texto, gráficos, preguntas y respuestas. Se espera que luego de estudiar la información presentada en cada sección, se respondan las preguntas que se plantean. Verifique sus respuestas con las que aparecen al final de la lección. Después de completar las nueve lecciones, los participantes deberán contestar la evaluación del aprendizaje y enviarlo por correo a la oficina de la Organización Panamericana de la Salud (OPS) más próxima. Si completa debidamente la evaluación, recibirá un certificado expedido por la OPS. El directorio de oficinas regionales está incluído en la forma de evaluación.
Este curso está dividido en nueve capítulos presentados a manera de lecciones independientes:
Lección 1: Contaminación del AireBuena suerte!!!Lección 2: Los Efectos de la Contaminación del Aire
- Introducción
Lección 3: La Esfuerzos de los Estados Unidos, Chile y Mexico
- Efectos de la contaminación del aire
- Cómo la contaminación del aire afecta nuestra salud
- Cómo afecta la contaminación del aire otros aspectos de nuestra vida
Lección 4: Contaminantes del Aire
- Orígenes de los modernos reglamentos de la contaminación del aire
- Esfuerzos para controlar la contaminación del aire en los Estados Unidos
- Prevención del deterioro significativo y revisión de nuevas fuentes de contaminación
- Las enmiendas de la Ley Del Aire Limpio (ELAL) de 1990
- Otras iniciativas
- Esfuerzos para controlar la contaminación del aire en Chile
- Ciudad de México: Planes de Aire Limpio y su Organización Institucional
Lección 5: Las Fuentes de Contaminación del Aire Ambiental
- Contaminantes del aire
- Los contaminantes criterio
- Contaminantes peligrosos del aire (CPA)
Lección 6: Transporte y Dispersión de Contaminantes en el Aire Ambiental
- Las fuentes de contaminación del aire ambiental
Lección 7: La Medición de Contaminantes
- Principios del transporte y dispersión
- Modelos de dispersión
Lección 8: Control de Emisión de Contaminantes
- Principios del muestreo y análisis del aire
- Monitoreo de la concentración de contaminantes en el aire
- Medición de emisiones de contaminantes
- Inventarios de emisiones
Lección 9 Gestión de la Calidad del Aire
- ¿Cómo se limita la emisión de contaminantes sin el uso de control agregado?
- Introducción
- Enfoques tradicionales en la gestión de la calidad del aire
- Enfoques innovadores en la gestión de la calidad del aire
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Contaminación del Aire
Introducción
La contaminación del aire ha sido un problema de salud pública desde el descubrimiento del fuego. En la antigüedad, las personas encendían fogatas en sus cuevas y cabañas y frecuentemente contaminaban el aire con humo nocivo. El filósofo romano Séneca escribió sobre el "aire cargado de Roma" en el año 61 A.C. y en el siglo XI se prohibió la quema de carbón en Londres.
El origen de nuestros problemas modernos de contaminación del aire puede remontarse a la Inglaterra del siglo XVIII y al nacimiento de la revolución industrial. La industrialización comenzó a reemplazar las actividades agrícolas y las poblaciones se desplazaron del campo a la ciudad. Las fábricas para producir requerían energía mediante la quema de combustibles fósiles, tales como el carbón y el petróleo.
El principal problema de contaminación del aire a fines del siglo XIX e inicios del siglo XX fue el humo y ceniza producidos por la quema de combustibles fósiles en las plantas estacionarias de energía. La situación empeoró con el creciente uso del automóvil. Con el tiempo, se presentaron episodios importantes de salud pública a causa de la contaminación del aire en ciudades como Londres, Inglaterra y Los Ángeles, en los Estados Unidos.
Desde 1957, a raíz de una conferencia en Milán sobre los aspectos de salud pública relacionados con la contaminación del aire en Europa, la Organización Mundial de la Salud (OMS) se ha preocupado por este tema, especialmente por sus efectos sobre la salud.
En 1965, el Consejo Directivo de la Organización Panamericana de la Salud (OPS) recomendó a su Director el establecimiento de programas de investigación de la contaminación del agua y del aire con el objeto de colaborar con los Gobiernos Miembros en el desarrollo de políticas adecuadas de control.
Cuando la OPS creó en 1967 su programa regional de estaciones de muestreo de la contaminación del aire, ningún país conocía la magnitud real de sus problemas de contaminación atmosférica. Con esta iniciativa, a través del Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (CEPIS) que iniciaba sus actividades, la OPS estableció la Red Panamericana de Muestreo Normalizado de la Contaminación del Aire (REDPANAIRE).
REDPANAIRE comenzó con ocho estaciones y hacia fines de 1973, ya contaba con un total de 88 estaciones distribuidas en 26 ciudades de 14 países. En 1980, REDPANAIRE descontinuó sus actividades y formó parte del Programa Global de Monitoreo de la Calidad del Aire, establecido en 1976 por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), como parte del Sistema Mundial de Monitoreo del Medio Ambiente (GEMS por sus siglas en inglés). En 1990, el ex Centro Panamericano de Ecología Humana y Salud (ECO) de la OPS realizó una encuesta sobre el estado de los programas de calidad del aire en América Latina y el Caribe. Los resultados de esta encuesta indicaron que sólo seis países habían establecido estándares de calidad del aire, diez habían desarrollado redes de monitoreo de la calidad del aire, nueve habían preparado inventarios de emisiones, cuatro habían establecido estrategias de control y cuatro habían llevado a cabo estudios epidemiológicos.
Durante la década de los noventa, la OMS organizó el Sistema de Información sobre la Gestión de la Calidad del Aire (AMIS por sus siglas en inglés) que tiene presencia en el nivel mundial. En 1997, el programa GEMS se incorporó al AMIS. Actualmente, el AMIS brinda la información global requerida para el manejo racional de la calidad del aire que incluye el monitoreo de la concentración de contaminantes del aire, desarrollo de instrumentos para elaborar inventarios de emisiones y modelos de calidad del aire, estimación de los efectos sobre la salud pública a través de estudios epidemiológicos y la propuesta de planes de acción detallados para mejorar la calidad del aire. La participación en el AMIS vincula automáticamente a los países con una red de apoyo que cuenta con recursos y experiencia.
En años recientes, en respuesta a las recomendaciones de la Agenda 21 de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo, realizada en 1992 y los compromisos asumidos en la Cumbre de las Américas de 1994, la OPS junto con los esfuerzos de otros organismos multilaterales y bilaterales, ha promovido, coordinado y apoyado varias actividades relacionadas con la mejora de la calidad del aire, como por ejemplo, la eliminación del plomo en la gasolina.
A pesar de los grandes esfuerzos llevados a cabo para controlar la contaminación del aire, ésta sigue siendo un importante motivo de preocupación ambiental en el mundo. La finalidad de este curso es proporcionar un panorama de las muchas facetas de la contaminación del aire, incluidos los efectos sobre la salud y el bienestar, fuentes de contaminación del aire, técnicas de control y manejo general de la calidad del aire.
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Efectos de la Contaminación del Aire
Introducción
El aire que respiramos está formado por muchos
componentes químicos. Los componentes primarios del aire son el nitrógeno
(N2), oxígeno (O2) y vapor de agua (H20). En el
aire también se encuentran pequeñas cantidades de muchas otras sustancias,
incluidas el dióxido de carbono, argón, neón, helio, hidrógeno y
metano.
Los
componentes primarios del aire son:
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Las actividades humanas han tenido un efecto perjudicial en la composición del aire. La quema de combustibles fósiles y otras actividades industriales han cambiado su composición debido a la introducción de contaminantes, incluidos el dióxido de azufre (SO2), monóxido de carbono (CO), compuestos orgánicos volátiles (COV), óxidos de nitrógeno (NOX) y partículas sólidas y líquidas conocidas como material particulado. Aunque todos estos contaminantes pueden ser generados por fuentes naturales, las actividades humanas han aumentado significativamente su presencia en el aire que respiramos.
Los contaminantes del aire pueden tener un efecto sobre la salud y el bienestar de los seres humanos. Un efecto se define como un cambio perjudicial mensurable u observable debido a un contaminante del aire. Un contaminante puede afectar la salud de los seres humanos, así como la de las plantas y animales. Los contaminantes también pueden afectar los materiales no vivos como pinturas, metales y telas.
Cómo la Contaminación del Aire Afecta Nuestra Salud
La contaminación del aire
tiene un efecto directo sobre la salud humana. En casos extremos, ha causado
muertes como resultado de la combinación de características geográficas
inusuales con factores climáticos. Por ejemplo, el episodio de contaminación del
aire en Donora, Pennsylvania, en los Estados Unidos en 1948 ocasionó 20 muertes
y más de 5.000 enfermos. Esto es un ejemplo de los graves efectos adversos que
resultan del exceso de población y de industrias, junto con ciertos factores
geográficos y meteorológicos en un área concentrada.
| El exceso de población y de industrias, junto con ciertos factores geográficos y meteorológicos, puedencrear graves problemas de contaminación del aire |
La exposición a
contaminantes del aire puede causar efectos agudos (corto plazo) y crónicos
(largo plazo) en la salud. Usualmente, los efectos agudos son inmediatos y
reversibles cuando cesa la exposición al contaminante. Los efectos agudos más
comunes son la irritación de los ojos, dolor de cabeza y náuseas. A veces los
efectos crónicos tardan en manifestarse, duran indefinidamente y tienden a ser
irreversibles. Los efectos crónicos en la salud incluyen la disminución de la
capacidad pulmonar y cáncer a los pulmones debido a un prolongado período de
exposición a contaminantes tóxicos del aire, tales como el asbesto y
berilio.
Efectos agudos en la salud
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El sistema respiratorio y la contaminación del aire
Aunque los contaminantes pueden afectar a la piel, ojos y otros sistemas del cuerpo, el principal perjudicado es el sistema respiratorio. Las siguientes figuras muestran los componentes de este sistema. El aire se inhala por la nariz que actúa como el sistema filtrante primario del cuerpo.
Los pelos pequeños y las condiciones calientes
y húmedas de la nariz eliminan eficazmente las partículas contaminantes de mayor
tamaño. Luego el aire pasa por la faringe, esófago y laringe antes de llegar a
la parte superior de la tráquea. La tráquea se divide en dos partes, los
bronquios izquierdo y derecho. Cada bronquio se subdivide en compartimentos cada
vez más pequeños llamados bronquiolos que contienen millones de bolsas de aire
llamados alveolos. Los bronquiolos y alveolos, constituyen los
pulmones.
| Los contaminantes del aire afectan principalmente al sistema respiratorio, pero también a la piel, ojos y otros sistemas del cuerpo. |
Los contaminantes de aire, tanto gaseosos como particulados, pueden tener efectos negativos sobre los pulmones. Las partículas sólidas se pueden impregnar en las paredes de la tráquea, bronquios y bronquiolos. La mayoría de estas partículas se eliminan de los pulmones mediante la acción de limpieza (barrido) de los cilios, pequeños filamentos de las paredes de los pulmones. Esto es lo que ocurre cuando se tose o estornuda.
| Las partículas sólidas se pueden impregnar en las paredes de la tráquea, bronquios y bronquiolos. |
Una tos o estornudo transporta las
partículas a la boca. Las partículas se eliminan cuando son ingeridas o
expulsadas del cuerpo. Sin embargo, las partículas sumamente pequeñas pueden
alcanzar los alveolos, donde a menudo toma semanas, meses o incluso años para
que el cuerpo las elimine. Los contaminantes gaseosos del aire también pueden
afectar la función de los pulmones mediante la reducción de la acción de los
cilios. La respiración continua de aire contaminado disminuye la función de
limpieza normal de los pulmones, lo que puede ocasionar que gran número de
partículas lleguen a las partes inferiores del pulmón.
| Resulta difícil para los pulmones remover las partículas sumamente pequeñas. |
Los pulmones son los órganos
responsables de absorber el oxígeno del aire y remover el dióxido de carbono del
torrente sanguíneo. El daño causado a los pulmones por la contaminación del aire
puede imposibilitar este proceso y contribuir a la aparición de enfermedades
respiratorias como la bronquitis, enfisema y cáncer. También puede afectar el
corazón y el sistema circulatorio.
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Contaminación del aire
La contaminación del aire ocurre tanto en exteriores (ambiental) como en interiores. Los efectos de la contaminación del aire sobre la salud varían enormemente de persona en persona. Los más afectados por la contaminación del aire son los ancianos, lactantes, mujeres embarazadas y enfermos crónicos del pulmón y corazón. Las personas que hacen ejercicios al aire libre también están propensas pues respiran más rápida y profundamente, lo que permite el ingreso de más contaminantes a los pulmones. Los corredores y ciclistas que se ejercitan en áreas de gran tránsito se pueden estar causando más daño que beneficio.
El "smog" (niebla fotoquímica) es un
término de la contaminación del aire que se usa diariamente. En realidad, el
smog es ozono a nivel del suelo formado por la reacción de los
contaminantes con la luz solar. La siguiente figura muestra los factores que
intervienen en la creación del smog. Éste tiene un efecto perjudicial
sobre la salud de los grupos de alto riesgo mencionados anteriormente. En México
por ejemplo, los periódicos y emisoras de radio informan diariamente el índice
metropolitano de la calidad del aire (IMECA) para alertar a las personas en
riesgo que se encuentran al aire libre. El IMECA es una medida de los niveles de
ozono, CO, SO2, dióxido de nitrógeno y partículas en el
aire.
| El smog es el ozono a nivel del suelo. |
| 3. ¿Quiénes son los más afectados por
la contaminación del aire?
4. ¿Qué es el "smog"? 5. ¿Cómo se forma el smog? |
Efectos indirectos de la contaminación del aire
La posibilidad cada vez más creciente de contraer cáncer a la piel es un efecto indirecto de la contaminación del aire sobre la salud. Aunque el ozono en la atmósfera inferior es perjudicial para el ambiente, en la atmósfera superior es necesario para proteger a la tierra de la nociva radiación ultravioleta.
Esta capa protectora se está dañando debido a la descarga masiva de clorofluorocarbonos (CFC) en la atmósfera. Los clorofluorocarbonos se usan comúnmente en refrigeradores y aparatos de aire acondicionado y como gas en atomizadores de aerosol.
Contaminación del aire en interiores
Los efectos de la
contaminación del aire en interiores han recibido mayor atención en los últimos
años porque es allí donde las personas pasan casi 90 por ciento de su tiempo.
Diversos estudios han indicado que la exposición a algunos contaminantes puede
ser dos a cinco veces mayor en interiores que al aire libre. Hay muchos tipos de
contaminantes de interiores, tales como el humo de los artefactos, chimeneas y
cigarrillos; contaminantes orgánicos de las pinturas, colorantes, limpiadores y
materiales de construcción; y el radón.
| La exposición a algunos contaminantes puede ser dos a cinco veces mayor en interiores que al aire libre. |
El radón es un gas
que se presenta de forma natural, no tiene olor ni color y es radiactivo. Sus
efectos sobre la salud humana son importantes porque es el segundo factor,
después del cigarrillo, que produce cáncer al pulmón. Afortunadamente, los
niveles de radón se pueden reducir con la circulación del aire y ventilación
adecuadas.
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En la lección cuatro se tratará en detalle los
efectos de los contaminantes del aire comunes o "criterio" y algunos peligrosos
sobre la salud. Los contaminantes criterio son aquellos para los cuales se han
establecido normas nacionales de calidad del aire. Los contaminantes criterio
son el monóxido de carbono, ozono, óxidos de azufre, material particulado,
óxidos de nitrógeno y plomo. Los contaminantes peligrosos incluyen varios
compuestos orgánicos volátiles, asbesto, cloruro de vinilo y mercurio, entre
otros.
| 6. ¿Verdadero o falso? La exposición a
algunos contaminantes puede ser de dos a cinco veces mayor en interiores
que al aire libre.
7. ¿Verdadero o falso? Aunque el radón es radiactivo, resulta fácil detectarlo por su olor y color. |
Cómo Afecta la Contaminación del Aire otros Aspectos de Nuestras Vidas
La contaminación del aire tiene un efecto perjudicial sobre casi todas las fases de nuestras vidas. Además de los efectos sobre la salud tratados anteriormente, hay muchos otros efectos secundarios sobre la vegetación, suelo, agua, materiales hechos por el hombre, clima y visibilidad.
Ozono
Desde 1970 se ha estudiado
los efectos de la contaminación del aire sobre los cultivos, árboles y otro tipo
de vegetación. Las investigaciones de campo y experimentos de invernadero han
revelado que el ozono es tóxico para las plantas y puede destruir variados
cultivos comerciales. De igual modo, la lluvia ácida afecta cultivos como la
avena, alfalfa, guisantes y zanahorias, y también áreas forestales. Existen
pruebas de que el incremento de radiación ultravioleta debido a la pérdida de
ozono en la atmósfera superior está afectando el ciclo de crecimiento normal de
las plantas.
| El ozono es tóxico para las plantas. |
Lluvia ácida
La lluvia ácida ha recibido mucha atención en el nivel internacional. Se forma cuando los contaminantes del aire, tales como el dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOX) se transforman en ácidos en la atmósfera. Posteriormente, la precipitación resultante (lluvia, nieve o niebla) deposita los ácidos en lagos y suelos. El control de la lluvia ácida se ha convertido en una preocupación internacional, ya que a menudo la fuente de estos contaminantes se encuentra alejada del lugar donde se registran los efectos.
Las investigaciones han
indicado que la lluvia ácida puede destruir o dañar la fauna silvestre de lagos
y arroyos, y también las construcciones hechas por el hombre, tales como los
edificios y monumentos al aire libre. Las estatuas antiguas de Grecia e
Italia han sido dañadas considerablemente por la lluvia ácida.
| La lluvia ácida puede destruir o dañar la fauna silvestre de lagos y arroyos y también las edificaciones hechas por el hombre. |
La contaminación del aire
también afecta la visibilidad. Esto ha dado lugar a problemas relacionados con
la seguridad de la operación de los aviones y la destrucción de paisajes
naturales. Por ejemplo, la visibilidad del Gran Cañón en los Estados Unidos ha
sido afectada por la contaminación del aire generada por el hombre a cientos de
kilómetros de distancia.
| La contaminación del aire puede causar problemas relacionados con la seguridad de los vuelos. |
Existen pruebas de que la contaminación del aire contribuye al calentamiento de la atmósfera o al efecto invernadero. La quema de combustibles fósiles emite demasiado dióxido de carbono a la atmósfera.
Normalmente, el dióxido de
carbono no es peligroso ya que es un alimento necesario para las plantas, pero
la cantidad que se produce es mucho mayor que la requerida por la
vegetación.
| El efecto invernadero se produce porque el dióxido de carbono forma un manto sobre la superficie de la tierra y atrapa el calor reflejado del suelo. |
El dióxido de carbono forma un manto sobre la superficie de la tierra y atrapa el calor reflejado del suelo. El efecto es similar al de un automóvil cerrado o un invernadero, de allí el término de efecto invernadero. Los científicos han pronosticado que en los próximos cincuenta años el calentamiento del planeta podría elevar la temperatura tres a nueve grados más que los promedios actuales. Esto produciría cambios drásticos en el clima de todo el mundo.
Como se ha visto, la contaminación del aire afecta nuestras vidas en muchos aspectos. Las fuentes primarias de contaminación del aire son las fábricas y las comodidades modernas de las que dependemos para el crecimiento económico y estilo de vida. Equilibrar el desarrollo económico con la necesidad de proteger a la población de los riesgos de la contaminación del aire sobre la salud y el bienestar es un reto que enfrentan los países. Para ilustrar este reto, el siguiente capítulo describe los esfuerzos llevados a cabo en los Estados Unidos y Chile.
| 8. ¿Verdadero o falso?. Los estudios
han mostrado que el ozono es tóxico para las plantas.
9. La lluvia __________ puede dañar las edificaciones y monumentos de exteriores. 10. ¿Verdadero o falso?. El dióxido de carbono forma un "manto" sobre la superficie de la tierra y atrapa el calor reflejado del suelo. |
| Respuestas
1. El sistema respiratorio. |
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Los Esfuerzos de
los Estados Unidos, Chile y Mexico
Orígenes de los Modernos Reglamentos de la Contaminación del Aire
A veces tenemos el concepto erróneo de que los intentos por reglamentar la contaminación del aire empezaron en los últimos decenios. En realidad, las diversas leyes de contaminación del aire han existido al menos desde hace un siglo. Lo que es nuevo es el conocimiento generalizado del público en cuanto a la grave amenaza que representa la contaminación del aire para la salud y la función de liderazgo que han asumido los gobiernos en su control. La preocupación por este tema ha permitido la elaboración de leyes más completas para manejar el control de la contaminación del aire en nuestros días. Esta lección señala los puntos principales de estas leyes y proporciona un resumen de los antecedentes del control de la contaminación de aire.
Si se comparan los esfuerzos para controlar la contaminación del aire con los del agua, las leyes y reglamentos que protegían el abastecimiento de agua se promulgaron mucho antes, pues ya desde la Edad Media se reconocieron los efectos de la contaminación del agua sobre la salud de los seres humanos.
Inicialmente, se consi-deraba que la contami-nación del aire era más una molestia que una amenaza para la salud humana. Sin embargo, ya en 1306 se promulgaron algunas leyes para prevenir la conta-minación del aire. Ese mismo año, Eduardo I de Inglaterra prohibió la quema de carbón en los hornos de artesanos debido a los gases hediondos. Siglos después, Elizabeth I prohibió, por similares razones estéticas, la quema del carbón en Londres mientras el Parlamento estuviera en sesión.
Con el transcurso de los años, la contaminación del aire empeoró, pero aún no se le reconocía ampliamente como una amenaza para la salud del hombre. Aunque algunos científicos y médicos percibían a la contaminación de aire como un problema de salud pública, los primeros esfuerzos de control se referían a los efectos estéticos o sobre el bienestar de las personas. A fines del siglo XIX y principios del XX, se promulgaron muchas ordenanzas para el control del humo en Inglaterra y Estados Unidos. Estas disposiciones fueron los primeros estatutos promulgados para controlar la contaminación del aire.
El retraso en reconocer a la contaminación del aire como un riesgo para la salud se debió en parte a la naturaleza misma de la contaminación, pues ésta no es tan evidente como la del agua. Por consiguiente, puede ser ignorada como una amenaza para la salud hasta que el problema alcance proporciones de crisis. Así ocurrió en los episodios de contaminación del aire en el valle de Meuse, Bélgica, en 1930; en Donora, Pennsylvania, en 1948; y en Londres, Inglaterra, en 1952. Las condiciones en esos lugares empeoraron progresivamente hasta que surgieron consecuencias graves en la salud pública. Estos y otros episodios similares, que ayudaron a probar que la contaminación del aire afecta la salud, fueron el incentivo para establecer leyes más rigurosas de control de la contaminación.
Esfuerzos
para Controlar la Contaminación del Aire
en los Estados
Unidos
Inicialmente, los gobiernos municipales se encargaron de aprobar y hacer cumplir la legislación sobre el control de la contaminación del aire. Luego, en la década de 1950, el gobierno federal de los Estados Unidos inició los esfuerzos para controlar la contaminación del aire con la aprobación de la Ley para el Control de la Contaminación del Aire de 1955. Esta fue la primera ley federal de contaminación del aire y estableció programas federales para investigar los efectos de la contaminación del aire sobre la salud y el bienestar. También autorizó al gobierno federal proporcionar asistencia técnica a los gobiernos estatales. En 1963 y 1965 se aprobaron leyes adicionales.
La Ley del Aire Limpio de 1970
La aprobación de la Ley del Aire Limpio de 1970 marcó el inicio de los esfuerzos modernos para controlar la contaminación del aire en los Estados Unidos. Esta ley coincidió con la formación de la Agencia de Protección Ambiental (Environmental Protection Agenecy - EPA) que estableció un cambio en la política estadounidense relacionada con el control de la contaminación del aire.
Si bien anteriormente el gobierno federal había tenido principalmente una función educativa y de asesoría, la nueva EPA recalcó el cumplimiento estricto de las leyes que prevenían la contaminación del aire.
Normas nacionales de calidad del aire ambiental y contaminantes criterio
El aspecto saltante de las enmiendas de 1970 fue el establecimiento de un enfoque gerencial para el manejo de la calidad del aire basado en la adopción de las normas nacionales de calidad del aire ambiental (NNCAA). Estas normas limitan la concentración de los contaminantes que ponen en peligro la salud o bienestar público y que se encuentran en ambientes exteriores.
Inicialmente, las NNCAA se establecieron para seis contaminantes:
dióxido de azufre
dióxido de nitrógeno
monóxido de carbono
oxidantes fotoquímicos
hidrocarburos sin metano
Para cada contaminante criterio se establecieron normas primarias y secundarias. Las primarias se fijaron en niveles que protegían la salud pública; las secundarias se fijaron en niveles que protegían el bienestar público. La EPA estableció la base técnica para las normas en documentos de criterios de calidad del aire.
Las acciones específicas para el control de la contaminación del aire se iniciaron teniendo a las NNCAA como metas tangibles. Estas acciones incluían el establecimiento de los límites de emisión cuantificables para cumplir las NNCAA y el desarrollo de un sistema para asegurar el cumplimiento de esos límites.
Normas de rendimiento para fuentes estacionarias y móviles
La Ley del Aire Limpio de 1970 determinó metas ambiciosas para las fuentes móviles y estacionarias de contaminación del aire. La nueva ley requirió que para 1975 los fabricantes de automóviles redujeran 90% de la emisión de contaminantes en los nuevos vehículos. Se fijaron límites específicos para las emisiones de monóxido de carbono, hidrocarburos y óxidos de nitrógeno. Esto forzó a la industria automotriz a desarrollar nuevas tecnologías para el control de emisiones.
| La Ley del Aire Limpio de 1970 requirió que los nuevos vehículos redujeran 90% de la emisión de contaminantes para 1975. |
Planes de implementación de los estados
Otro requisito principal de la ley de 1970 fue que cada estado presentase un plan de implementación a la EPA. Estos planes, que aún están en vigencia, detallan los pasos que se deben seguir para cumplir las normas de calidad del aire. Cada estado estuvo obligado a establecer regiones de control de la calidad del aire (RCCA) en todas las zonas geográficas del estado. La EPA tiene que aprobar el plan de implementación antes de que el estado se prepare para hacer cumplir el plan.
Normas nacionales para la emisión de contaminantes peligrosos del aire
La Ley del Aire Limpio de 1970 también requirió que la EPA reglamentase los contaminantes tóxicos o peligrosos del aire. Los reglamentos se llaman normas nacionales para la emisión de contaminantes peligrosos del aire (NNECPA). La ley requirió que la EPA fijara las normas con un amplio margen de seguridad para proteger la salud pública teniendo en cuenta el riesgo de estos contaminantes. Hasta la fecha, se han establecido las NNECPA para ocho contaminantes tóxicos de aire:
Lineamientos para el control
Otro requisito de la Ley del Aire Limpio de 1970 para la EPA fue proporcionar asistencia técnica a los estados a fin de apoyar sus planes de implementación. En un programa de apoyo, la EPA establece los lineamientos para el control de contaminantes del aire emitidos por industrias específicas. Estos lineamientos proporcionan a los estados información sobre las tecnologías existentes de control, referidas como tecnología de control razonablemente disponible (TCRD). La TCRD representa las técnicas de control comúnmente en uso en una industria específica.
Prevención del deterioro significativo y revisión de nuevas fuentes de contaminación
La Ley del Aire Limpio de 1970 fue enmendada en 1977. Un cambio notable fue el concepto de prevención del deterioro significativo (PDS) como resultado de un sonado caso judicial que requirió que la EPA publicara reglamentos para prevenir la "degradación" del aire en áreas donde éste es más limpio que lo exigido en las normas nacionales de calidad del aire ambiental. Otro resultado de este caso fue que la EPA debe desaprobar cualquier plan de implementación que no incluya provisiones para la PDS.
Bajo los lineamientos de la PDS, las áreas que cumplen con las normas relacionadas con un contaminante específico se denominan áreas logradas. Las áreas que no cumplen estas normas son áreas no logradas. Un área puede ser, por ejemplo, lograda para el monóxido de carbono y al mismo tiempo no lograda para el dióxido de azufre. Los estados son responsables de establecer los límites de cada zona geográfica considerada en el programa. Generalmente, estos límites son lo mismos que los del condado del estado.
Las enmiendas de la Ley Del Aire Limpio (ELAL) de 1990
En noviembre de 1990, el Congreso de los Estados Unidos una vez más enmendó la Ley del Aire Limpio. La aprobación de las enmiendas de 1990 marcó un cambio general en el método federal de control de la contaminación del aire. La nueva legislación enfatizó el control de emisiones de contaminantes peligrosos del aire e introdujo el control de la lluvia ácida y del agotamiento del ozono en la atmósfera. Los efectos de las enmiendas de 1990 se tratan posteriormente junto con otras nuevas iniciativas de la contaminación del aire.
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Contaminantes peligrosos del aire (CPA)
Las enmiendas de 1990 cambiaron el enfoque de la EPA para reglamentar los CPA en el nivel federal. Anteriormente, las normas nacionales para la emisión de contaminantes peligro-sos del aire (NNECPA) se basaban principalmente en consideraciones de salud.
La Agencia tuvo dificultad para establecer estas normas debido a la incertidumbre en la evaluación de los riesgos para la salud. Ahora las enmiendas requieren que la EPA establezca normas tomando en cuenta exclusivamente la tecnología de control disponible. El control se centra en un total de 189 CPA mediante la instalación de tecnología disponible de máximo control.
Control de la lluvia ácida
La lluvia ácida se refiere a la precipitación en forma de lluvia, nieve o niebla que contiene un exceso de ácidos debido a la contaminación atmosférica. La lluvia ácida también se puede referir a partículas sólidas que son ácidas. La acidez se mide en función del pH en una escala logarítmica de 1,0 a 14,0. Un pH de 1,0 indica alta acidez, mientras que un ph de 14,0 indica alta alcalinidad; un pH de 7,0 indica una solución neutral. La precipitación que cae por una atmósfera "limpia" es normalmente algo ácida, con un pH de aproximadamente 5,6. Sin embargo, la lluvia ácida puede tener valores de pH por debajo de 4,0. La lluvia ácida es importante debido a los efectos potencialmente nocivos que puede tener sobre el agua, vida acuática, vida silvestre y materiales artificiales.
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Un enfoque innovador para controlar la lluvia ácida, promovido por las enmiendas de 1990, es el uso de incentivos basados en el mercado.
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Agotamiento del ozono en la estratosfera
La estratosfera (una de las capas de la atmósfera superior) contiene ozono, el cual sirve para proteger la superficie de la tierra de la nociva radiación ultravioleta que emite el sol. Sin embargo, en las porciones inferiores de la atmósfera, el ozono es dañino.
Los investigadores han descubierto que los compuestos sintéticos, tales como los halocarburos y clorofluo-rocarbonos (CFC) están destruyendo la capa protectora de ozono en la estratosfera. Estos com-puestos se usan en muchos productos comunes, como refrigerantes, atomizadores en aerosol y extintores de fuego. El Protocolo de Montreal promovió un esfuerzo internacional para reducir progresivamente las sustancias que agotan el ozono.
| Los compuestos sintéticos, como los halocarburos y clorofluorocarbonos (CFC), están destruyendo la capa protectora de ozono en la estratosfera. |
Otras iniciativas
Contaminación del aire en interiores
Aunque en el
pasado los esfuerzos por controlar la contaminación del aire se centraron
principalmente en exteriores (o aire ambiental), ahora se está poniendo mayor
énfasis en el aire de interiores. Muchas personas pasan la mayor parte de su
tiempo en interiores y por lo tanto son más propensas a los contaminantes del
aire de interiores que a los de exteriores.
| Mucha gente pasa la mayor parte de su tiempo en interiores y por lo tanto es más propensa a los contaminantes de interiores que a los de exteriores |
Actualmente, se están llevando a cabo programas de investigación y normativos sobre sustancias en interiores, tales como el radón, asbesto, humo del tabaco de segunda mano, formaldehído, plaguicidas y compuestos clorados como líquidos de limpieza y desodorantes del aire. El énfasis en el control de la contaminación del aire en interiores continuará a medida que avance el conocimiento científico.
Negociación de los reglamentos
El desarrollo de reglamentos sigue siendo el principal método para controlar la contaminación del aire. Desafortunadamente, la elaboración de un reglamento es un proceso costoso y prolongado. Un enfoque para minimizar el tiempo y costo de un reglamento es establecer una norma a través de un proceso de negociación de los reglamentos. En una negociación, los representantes de las partes interesadas se reúnen para tratar las diversas alternativas reglamentarias. Estos representantes provienen de la industria, grupos ambientales, organismos estatales y locales, y de la EPA. La meta es desarrollar un reglamento que sea aceptado por todas las partes afectadas. Este método para desarrollar la reglamentación es mirado con gran optimismo.
Iniciativas para el control voluntario
También se promueven iniciativas para el control voluntario de la contaminación del aire. Uno de las rasgos de las enmiendas de 1990 en un programa de incentivo conocido como el Programa de Reducción Anticipada (PRA). El PRA ofrece un incentivo a las industrias para que reduzcan la emisión de contaminantes tóxicos antes de que se reglamente. Este programa beneficia tanto al ambiente como a las industrias.
Prevención de la contaminación
Se ha empezado a poner énfasis en el uso de medidas de prevención de la contaminación del aire. El objetivo de la prevención es reducir la generación de contaminantes en la fuente tanto como sea posible y reciclar los que se generen. La prevención de la contaminación puede consistir en la reducción del volumen o de la toxicidad de los desechos.
Se está motivando la prevención de la contaminación mediante la promoción de una jerarquía de cuatro pasos para la protección ambiental:
Las medidas de prevención de contaminación que pueden reducir la contaminación del aire incluyen:Paso 1: Reducción de la contaminación de la fuente mediante el uso de técnicas, tales como mejor mantenimiento, cambios en el uso de materias primas o instalación de una nueva tecnología.Paso 2: Reciclaje o reúso de los desechos cuando sea posible.
Paso 3: Tratamiento y control.
Paso 4: Disposición adecuada de los desechos.
Un ejemplo de una técnica de prevención de la contaminación sería cambiar el tipo de carbón empleado como combustible en una planta de energía eléctrica. Mientras menor sea el contenido de azufre en el carbón, menor será la emisión de dióxido de azufre. Otro ejemplo sería la ejecución de un programa de detección y reparación de fugas en una planta química. Las válvulas y accesorios con fugas producen altos niveles de contaminación del aire. El monitoreo de estas fuentes de contaminación será beneficioso para la planta química y para el ambiente.
- reemplazar o cambiar el combustible o materiales primas empleadas en el processo de producción.
- cambiar el processo;
- cambiar el equipo;
- mejorar las prácticas de operación y mantenimiento;
- incluir un processo y recuperar cualquier emisión al aire.
| Hay mayor conciencia sobre la necesidad de adoptar un enfoque que abarque los diferentes medios del ambiente para combatir el problema general de la contaminación. No se puede lograr el control de la contaminación del aire si se infringen los reglamentos de residuos sólidos y contaminación del agua. |
Se busca permanentemente nuevas maneras de enfocar el control de contaminación del aire. La prevención de la contaminación mediante incentivos basados en el mercado, negociación de reglamentos y programas voluntarios son algunas de las nuevas iniciativas para controlar la contaminación del aire. También existe mayor conciencia sobre la necesidad de adoptar un enfoque que abarque los diferentes medios del ambiente para abordar el problema general de la contaminación. En otras palabras, no se puede lograr el control de la contaminación del aire si se infringen los reglamentos de residuos sólidos y contaminación del agua. A medida que avance el conocimiento científico, se identificarán más problemas de contaminación ambiental. Esto dará lugar a cambios continuos en los enfoques técnicos y normativos del control de la contaminación del aire.
Esfuerzos para Controlar la Contaminación del Aire en Chile
Los esfuerzos
para controlar la contaminación del aire en Chile se remontan a 1916, cuando se
promulgó la Ley 3.133 para el control de la emisiones de las industrias. La
legislación subsecuente se puede agrupar en cuatro períodos: 1916-1960,
1960-1977, 1978-1980 y 1990 hasta el presente.
1916-1960
1978-1989
El esquema legal e institucional que rige los esfuerzos en el área de protección del ambiente en Chile es altamente centralizado. El gobierno central es responsable de la mayoría de los asuntos ambientales y, por intermedio de comisiones nacionales y regionales, asigna funciones a ministerios o agencias regionales.Esfuerzo interinstitucional coordinado Control central de las emisiones de fuentes móviles Uso de instrumentos de mercado para reglamentar la contaminación Monitoreo sofisticado del aire Agencias regionales involucradas en el desarrollo de normas y en la fiscalización de fuentes fijas de emisión Plan de prevención y descontaminación para el Área Metropolitana de Santiago.
Instituciones responsables
En el nivel nacional, la Comisión Nacional del Medio Ambiente (CONAMA) es responsable de estudiar, analizar y evaluar los asuntos relacionados con al protección del ambiente y los recursos naturales de Chile. La CONAMA fue creada en 1990 para facilitar, coordinar, comunicar y fortalecer los esfuerzos públicos de la protección del ambiente. La CONAMA desempeña un papel central en la definición de las políticas de gestión de la calidad del aire de Chile y en el suministro de servicios de apoyo, tales como capacitación y evaluación. Otras instituciones del gobierno central también apoyan el programa de gestión de la calidad del aire. Por ejemplo, el Ministerio de Trans-porte y Comunicaciones es responsable de reglamentar las fuentes móviles, el Ministerio de Agricultura es responsable de controlar la quema de desechos agrícolas y de la forestación, el Departamento de Meteorología de Chile es responsable de generar los datos meteorológicos y la Comisión Nacional de Energía es responsable de promover el uso eficiente de combustibles.
En el área metropolitana de Santiago, la oficina regional de la CONAMA para el Área Metropolitana administra la gestión ambiental y el Servicio de Salud Metropolitano del Ambiente (SESMA) del Sistema Nacional de Servicios de Salud está a cargo de la vigilancia de la calidad del aire y de la fiscalización de las fuentes estacionarias.
Ciudad de México: Planes de Aire Limpio y su Organización Institucional
La zona metropolitana de la Ciudad de México
La Ciudad de México y su zona conurbada son el hogar de casi 18 millones de habitantes, en una mancha urbana que se extiende dispersa sobre 1,500 Km2. La zona metropolitana de la ciudad de México se encuentra localizada en una cuenca cerrada por montañas que limitan la entrada de vientos que dispersen la contaminación. Su latitud y altitud, a 2 240 metros sobre el nivel del mar, hacen que reciba una fuerte radiación solar que transforma los óxidos de nitrógeno e hidrocarburos que se emiten, en altos niveles de ozono. Su altitud también incide en la formación casi diaria de inversiones térmicas, que impiden la dispersión ascendente de los contaminantes y los concentran cerca del suelo urbano.
La contaminación atmosférica había alcanzado niveles preocupantes
Los esfuerzos para sanear la atmósfera de esta metrópoli, son muy recientes. Hasta 1986, se operaba una pequeña red de monitoreo manual del aire que medía principalmente bióxido de azufre, plomo y partículas. Durante ese año se instaló la primera Red Automática de Monitoreo Atmosférico (RAMA) integrada por 25 estaciones de medición en tiempo real, que registran los niveles de ozono (O3), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), bióxido de azufre (SO2), plomo (Pb), partículas suspendidas totales (PST) y, a partir de 1995, partículas menores a 10 micras (PM-10) y radiación ultravioleta (UV-B). La RAMA actual cubre gran parte de la zona metropolitana con 32 estaciones automáticas y 12 manuales en operación.
Para 1987-88, la RAMA había producido una serie continúa y confiable de registros de la calidad del aire. Sus datos indicaban que se violaban las normas de todos los contaminantes, casi todos los días, alcanzando niveles de concentración de hasta dos y tres veces por arriba de los estándares internacionales. Por decisión gubernamental, esta información se empezó a dar a conocer a la sociedad diariamente a través de los medios masivos de comunicación, para promover la creación de una conciencia social que sustentara la instrumentación de las medidas necesarias de prevención y control de las emisiones contaminantes.
Antecedentes de la Comisión Ambiental Metropolitana
En paralelo, a principios de 1989, el Gobierno Federal junto con los Gobiernos locales del Distrito Federal y del Estado de México (entidades sobre las que se asienta la metrópoli) constituyeron un Grupo Interinstitucional para analizar las causas y fuentes de la contaminación, así como para diseñar e instrumentar las medidas para su prevención y control. Al analizar las causas y fuentes de la contaminación se encontró que el problema era multisectorial y que su solución requería de la participación de numerosas entidades gubernamentales, así como del sector privado, laboral, instituciones de investigación y académicas y de los representantes sociales. En consecuencia a los trabajos del grupo interinstitucional se incorporaron:
La Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología (ahora Secretaría de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca SEMARNAP) por ser la entidad responsable de proponer las normas y estándares ambientales y fiscalizar su cumplimiento por parte de la industria.
La Secretaría de Salud, responsable de fijar las normas que establecen los límites máximos de exposición del cuerpo humano a los contaminantes y proteger la salud social.
La Secretaría de Energía, responsable de fijar las políticas que deben cumplir las entidades estatales encargadas de la elaboración de combustibles petrolíferos y las de generación de energía eléctrica.
La Secretaría de Educación Pública, responsable de los programas de educación.
La Secretaría de Industria y Comercio, responsable de normar a la industria y a los servicios.
La Secretaría de Hacienda y Crédito Público responsable de proponer al Congreso los presupuestos que ejercerán las entidades gubernamentales.
La Secretaría de Comunicaciones y Transportes, responsable de fiscalizar el cumplimiento de la normatividad ambiental por parte de los transportes que transitan en las carreteras federales entre las ciudades del país.
El Gobierno del Distrito Federal, donde se asienta la mitad de la población de la metrópoli y entidad responsable del control de la contaminación proveniente de los vehículos y empresas de servicios.
El Gobierno del Estado de México, donde se asienta la otra mitad de la metrópoli y que tiene las mismas responsabilidades que el gobierno del Distrito Federal.
Petróleos Mexicanos, la empresa estatal responsable de producir los productos petrolíferos que se demandan en el país.
La Comisión Federal de Electricidad y la Compañía de Luz y Fuerza del Centro, responsables del abasto del fluido eléctrico y operadoras de las dos plantas termoeléctricas que operan dentro de la cuenca atmosférica donde se localiza la metrópoli y que son las principales consumidoras de combustibles de la zona.
El Instituto Mexicano del Petróleo, centro de alta investigación científica petrolera, industrial y vehicular.
El Programa integral de saneamiento atmosférico.
Después de un año y medio de estudios, de la elaboración de un inventario de emisiones, así como de la preparación de programas y proyectos para el control de las fuentes de emisiones contaminantes, el grupo interinstitucional produjo el primer Programa Integral para Combatir la Contaminación Atmosférica (PICCA). El programa se orientaba a través de cinco líneas de acción estratégicas:
Combustibles
La institucionalización de la Comisión Ambiental Metropolitana
El grupo interinstitucional se convirtió, a partir de 1992, en la Comisión Metropolitana para la Prevención y Control de la Contaminación del Valle de México, ahora conocida como la Comisión Ambiental Metropolitana (CAM). Originalmente se pensó en crear una autoridad ambiental metropolitana centralizada, única y directa. Sin embargo, esta autoridad hubiera tenido que absorber un significativo número de las facultades legales, presupuestos, recursos humanos y técnicos de otras dependencias. Ello hubiera requerido significativos cambios legales a nivel de la Constitución Política del país y profundas transformaciones organizacionales a lo largo de todas las instituciones participantes. Por ello se escogió la figura de una comisión, donde cada institución participa y contribuye de acuerdo a sus facultades legales, cumpliendo sus responsabilidades y aplicando sus propios recursos. Los representantes de cada institución en los Grupos de Proyecto establecidos para preparar el diagnóstico, las medidas de acción y supervisar su implementación, se convirtieron en coordinadores de las contribuciones que correspondían a cada departamento en el interior de sus instituciones. Adicionalmente, los Grupos de Proyecto incorporaron a aquellas instituciones públicas y privadas cuya participación se requería para la instrumentación integral y eficiente de las medidas.
Un avance substancial fue la creación del Consejo Asesor de la comisión. A este Consejo se incorporaron los representantes del sector privado y laboral, las organizaciones no gubernamentales, a Diputados locales y federales, así como a los Senadores, al igual que destacados científicos e instituciones académicas. La misión del Consejo es la de proponer acciones, analizar las propuestas gubernamentales, dictar recomendaciones y promover la consulta y participación de la ciudadanía.
PROAIRE: el segundo plan integral de saneamiento atmosférico.
En 1995, sustentado en la información científica que se había estado generando y construyendo sobre los logros del programa anterior (PICCA), se preparó el Programa para Mejorar la Calidad del Aire en el Valle de México 1995-2000 (PROAIRE). Este programa seguía básicamente las líneas estratégicas del anterior, reforzando y ampliando las medidas de prevención y control instrumentadas para mejorar la calidad de los combustibles, disminuir las emisiones del transporte e industrias y proteger los recursos naturales de la cuenca. En el PROAIRE se agruparon 94 acciones que se estimaba requerirían una inversión de 13.4 billones de dólares. Sus objetivos al año 2,000 son el disminuir casi un 50% de los contaminantes emitidos a la atmósfera y reducir los días de contingencia ambiental (arriba de 2.5 veces la norma en ozono). Se estimó que éste programa ayudaría a reducir en 300 mil casos al año la emergencia de enfermedades respiratorias agudas.
Pero además adicionaba un nuevo elemento: acciones para actuar sobre la relación existente entre el desarrollo urbano y la calidad del aire. El PROAIRE especificaba que "...el deterioro ambiental urbano se debe a la sobre explotación o sobre carga de los recursos ambientales de la ciudad" (recursos como su cuenca atmosférica, donde sus usuarios industriales, de transporte, de servicios y aún de los hogares descargaban sus emisiones contaminantes sin costo y generalmente, sin sanción). Indicaba que estos recursos requerían ser manejados sin transgredir sus umbrales críticos, así como el de establecer e internalizar sus costos de utilización. Señalaba que para la asunción de responsabilidades privadas y públicas de estos costos, la información ambiental debía nutrir un proceso de conocimiento y entendimiento que coadyuvara a modificar las conductas dañinas al medio ambiente.
Consecuentemente el PROAIRE se propuso la incorporación de medidas de:
El tercer programa integral de calidad del aire.
La Comisión Ambiental Metropolitana (CAM) ha iniciado las tareas para preparar un tercer programa de calidad del aire para la zona metropolitana de la Ciudad de México. Para su desarrollo, se ha empezado a realizar una evaluación/auditoría de los logros y fracasos del PROAIRE. En ella se identificarán los factores que permitieron o impidieron el logro de resultados y las barreras que habrá que superar para alcanzar los objetivos que quedaron pendientes. Adicionalmente, apoyada por el Banco Mundial, la CAM realizó en Junio de 1999 un Taller Internacional de Aire Limpio que incluyó la participación de destacados expertos internacionales y nacionales, instituciones miembros de la CAM, experiencias de otras ciudades del planeta, organismos no gubernamentales, investigadores y científicos relacionados con la ecología. Sus contribuciones y participaciones incluyeron respuestas a las preguntas clave: ¿Que se ha logrado en nuestra zona metropolitana? ¿Cuales son los retos del futuro? ¿Cuales son las experiencias de otras ciudades y agencias ambientales del mundo? ¿Que falta por hacer en la Ciudad de México? Con todo este acervo, la CAM empezará un proceso analítico y socialmente participativo para preparar el tercer programa de calidad del aire que guiará las acciones para continuar con el saneamiento atmosférico durante los próximos diez años.
El saneamiento atmosférico: una tarea de esfuerzos crecientes y de largo plazo.
Como se ha demostrado en otras ciudades del mundo ambientalmente mas avanzadas, el combate a la contaminación atmosférica es una batalla de largo plazo, que demanda crecientes medidas de prevención y control. Sobre todo en las siempre crecientes ciudades de Latinoamérica. Sabemos que todo el bienestar social urbano moderno, está fundado en el consumo de combustibles, que al quemarse generan contaminación atmosférica. Desde el calentamiento de agua en nuestros baños y el cocimiento de los alimentos por la mañana en los hogares, pasando por el transporte de personas, bienes y servicios, hasta su producción y distribución, requiere del consumo de energía. Cuanta se consume, bajo que condiciones, que tan limpia es y en que tecnología se utiliza (con o sin control de emisiones a la atmósfera) determina los niveles de contaminación que se generarán.
Como el uso de combustibles está íntimamente ligado al nivel de ingresos de la población y al bienestar social que su utilización produce, el cambio en la calidad de los combustibles, en la eficiencia energética y modernidad ambiental de las tecnologías en que se consumen, así como en los medios que se escogen para satisfacer las necesidades sociales, tiene que ser gradual. Las sociedades no aceptan los cambios radicales que dañan su bienestar. Por ello, en el esfuerzo por sanear las atmósferas urbanas, no hay soluciones mágicas, ni instantáneas. El camino es la transformación progresiva de los medios productivos, sin afectar el bienestar que estos generan. Pero las acciones de prevención y control tampoco pueden esperar, porque el crecimiento de la población y de su bienestar inciden en mayores consumos de combustibles y un uso mas intensivo de tecnologías que, sin regulación ambiental, contribuirán a agravar el problema. Mientras mas tiempo se espera, mayores son los costos económicos y los daños sobre la salud que la población tendrá que asumir. La disyuntiva es clara, hay que decidir si se invierte en prevenir la contaminación o se gasta en tratar de recuperar la salud.
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Contaminantes del Aire
Introducción
La atmósfera está constituida por varias capas de aire. Las de mayor importancia para el studio del control de la contaminación del aire se llaman troposfera y estratosfera. La troposfera es la capa delgada de aire relativamente denso más cercana a la superficie de la tierra. La troposfera contiene el aire que todos los seres vivos necesitan para respirar. La estratosfera es la capa protectora de aire que ayuda a absorber y dispersar la energía solar.
Se desconoce la composición del aire no contaminado. Los seres humanos han vivido en el planeta durante miles de años y sus numerosas actividades han influido en la composición del aire antes de que fuese posible medir sus elementos constitutivos. El aire es una mezcla compleja de muchas sustancias. Los principales elementos constitutivos del aire son el nitrógeno, oxígeno y vapor de agua. Aproximadamente 78 por ciento del aire es nitrógeno y 21 por ciento oxígeno. El uno por ciento restante incluye pequeñas cantidades de sustancias, como el dióxido de carbono, metano, hidrógeno, argón y helio.
En teoría, el aire siempre ha tenido cierto grado de contaminación. Los fenómenos naturales tales como la erupción de volcanes, tormentas de viento, descomposición de plantas y animales e incluso los aerosoles emitidos por los océanos "contaminan" el aire. Sin embargo, cuando se habla de la contaminación del aire, los contaminantes son aquéllos generados por la actividad del hombre (antropogénicos). Se puede considerar como contaminante a la sustancia que produce un efecto perjudicial en el ambiente. Estos efectos pueden alterar tanto la salud como el bienestar de las personas.
Hay cientos de contaminantes en el aire que se presentan en forma de partículas y gases. El material particulado está compuesto por pequeñas partículas líquidas o sólidas de polvo, humo, niebla y ceniza volante. Los gases incluyen sustancias como el monóxido de carbono, dióxido de azufre y compuestos orgánicos volátiles. También se puede clasificar a los contaminantes como primarios o secundarios. Un contaminante primario es aquél que se emite a la atmósfera directamente de la fuente y mantiene la misma forma química, como por ejemplo, la ceniza de la quema de residuos sólidos. Un contaminante secundario es aquel que experimenta un cambio químico cuando llega a la atmósfera. Un ejemplo es el ozono que surge de los vapores orgánicos y óxidos de nitrógeno que emite una estación de gasolina o el escape de los automóviles. Los vapores orgánicos reaccionan con los óxidos de nitrógeno en presencia de luz solar y producen el ozono, componente primario del smog.
Los contaminantes de aire también se han clasificado como contaminantes criterio y contaminantes no criterio. Los contaminantes criterio se han identificado como comunes y perjudiciales para la salud y el bienestar de los seres humanos. Se les llamó contaminantes criterio porque fueron objetos de estudios de evaluación publicados en documentos de criterios de calidad del aire. En el nivel internacional los contaminantes criterio son:
| 1. ¿Cuáles son
los principales elementos que constituyen el aire?
2. ¿Cuáles son los contaminantes del aire? 3. ¿Cuáles son las dos formas básicas físicas de los contaminantes del aire? 4. ¿Cuál es la diferencia entre un contaminante primario y uno secundario? |
Los Contaminantes Criterio
Como se indicó en la sección anterior, los contaminantes criterio son: monóxido de carbono, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, ozono, material particulado y plomo. En los últimos diez años, varios países al definir a las partículas totales en suspensión han especificado a las partículas con 10 micrómetros o menos de diámetro y a las partículas con 2,5 micrómetros o menos de diámetro aerodinámico. Estas partículas son comúnmente referidas como PM10 y PM2,5, respectivamente. La razón fundamental de esta especificación se debe a que las partículas más pequeñas son más peligrosas para la salud de los seres humanos porque son capaces de alcanzar la zona inferior de los pulmones.
Inicialmente, en la lista de contaminantes criterio se incluía a los hidrocarburos. Los hidrocarburos, también denominados compuestos orgánicos volátiles (COV), son precursores en la formación de ozono. Aunque generalmente hay reglamentos que controlan los COV, no hay control específico para los COV en el aire. El control adecuado de los COV se refleja en la reducción de la concentración de ozono en el aire.
Para cada contaminante criterio se han establecido guías y normas. Las guías son recomendaciones para los niveles de exposición a contaminantes atmosféricos a fin de reducir los riesgos o proteger de los efectos nocivos. Las normas establecen las concentraciones máximas permisibles de los contaminantes atmosféricos durante un período definido. Son los valores límite diseñados con un margen de protección ante los riesgos. La finalidad de las normas es proteger la salud humana (normas primarias) y proteger el bienestar del ser humano y los ecosistemas (normas secundarias). La OMS ha publicado guías sobre la calidad del aire y varios países de América Latina han establecido o propuesto sus propias normas. En el cuadro 4-1 se muestran las normas nacionales de calidad del aire para ozono, dióxido de azufre (SO2), dióxido de nitrógeno (NO2), monóxido de carbono (CO), partículas totales en suspensión (PTS), PM10 y plomo que se han fijado o propuesto en varios países de América y las guías de la OMS.
A continuación se detalla cada contaminante criterio.
Cuadro 4-1
Normas nacionales de calidad del aire de varios países
de América y guías de la OMS (en m g/m3)
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Estados Unidos |
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| |
| Ozono | 1 hora | 195 | 235 | 1603 | 235 | 2164 | 2353 | ||||
| 8 horas | 170 | 1603 | 1605 | 120 | 120 | ||||||
| SO2 | 24 horas | 365 | 365 | 400 | 365 | 365 | 3413 | 1503 | 80 – 3656 | 125 | |
| Mensual | 707 | ||||||||||
| Anual8 | 80 | 80 | 100 | 80 | 80 | 79 | 80 | 50 | |||
| NO2 | 1 hora | 8469 | 400 | 3203 | 470 | 3953 | 200 | 200 | |||
| 24 horas | 150 | 1503 | 100-30010 | ||||||||
| Anual8 | 100 | 100 | 100 | 100 | 50 | 40 | |||||
| CO | 1 hora | 57.000 | 30.000 | 40.0003 | 50.000 | 40.0003 | 40.000 | 30.0003 | 30.000 | ||
| 8 horas | 11.000 | 10.000 | 10.000 | 15.000 | 10.000 | 10.000 | 13.0003 | 10.000 | 10.000 – 40.00010 | 10.000 | |
| PTS | 24 horas | 260 | 2403 | 400 | 260 | 2603 | 3503 | 75 – 2606 | -11 | ||
| Mensual | 150 | -11 | |||||||||
| Anual11 | 75 | 80 | 77 | 75 | 75 | 150 | -11 | ||||
| PM10 | 24 horas | 150 | 150 | 15013 | 150 | -11 | |||||
| Anual8 | 50 | 5014 | 50 | -11 | |||||||
| Plomo | 24 horas | 1,5 – 2,010 | |||||||||
| Mensual | |||||||||||
| 3 meses | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |||||||
| Anual | 0,5 | 0,5 | |||||||||
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1. Normas propuestas
2. Guías globales propuestas 3. No debe ser excedida más de una vez al año 4. No debe ser excedida más de una vez cada tres años 5. El cuarto valor más alto no debe ser excedido más de una vez cada tres años 6. El valor bajo se puede exceder en 50% de las mediciones y el alto en el 0,5% 7. Promedio aritmético mensual 8. Promedio aritmético anual |
9. La norma de Argentina corresponde a
NOx (expresado como NO2)
10. El valor bajo se puede exceder en 50% de las mediciones y el alto en 5% 11. No se ha establecido ningún valor de referencia para PTS y PM10 porque no existe un umbral evidente en cuanto a sus efectos en la salud 12. Promedio geométrico anual 13. Estados Unidos también tiene una norma para PM2,5 de 65 m g/m3 14. Estados Unidos también tiene una norma para PM2,5 de 15 m g/m3 | ||||||||||
Monóxido de carbono (CO)
El monóxido de carbono es un gas incoloro e inodoro que en concentraciones altas puede ser letal. En la naturaleza se forma mediante la oxidación del metano, que es un gas común producido por la descomposición de la materia orgánica. La principal fuente antropogénica de monóxido de carbono es la quema incompleta de combustibles como la gasolina.
Para que se complete el proceso de combustión es necesario que haya cantidad adecuada de oxígeno. Cuando éste es insuficiente, se forma el monóxido de carbono y una manera de reducirlo es exigir que los automóviles sean afinados debidamente para asegurar la mezcla del combustible con el oxígeno. Por esta razón, los reglamentos de inspección de automóviles han sido útiles para controlar el monóxido de carbono.
El monóxido de carbono es especialmente problemático en zonas urbanas con gran número de automóviles. El volumen del tránsito y el clima local influyen sobre su concentración en el aire. Los efectos sobre la salud dependen de la concentración y duración de la exposición. El monóxido de carbono en los seres humanos afecta el suministro de oxígeno en el torrente sanguíneo. Normalmente, los glóbulos rojos transportan el oxígeno por todo el cuerpo. Cuando hay monóxido de carbono, éste atrae más a los glóbulos rojos que al oxígeno, lo que da lugar a la escasez de oxígeno en la sangre. El efecto a corto plazo es similar a la sensación de fatiga que se experimenta en altura o cuando se padece de anemia.
La exposición al monóxido
de carbono puede exacerbar las enfermedades del corazón y del pulmón. El peligro
es más evidente en nonatos, neonatos, ancianos y en quienes sufren de
enfermedades crónicas.
Ozono (O3)
El ozono es considerado como un contaminante criterio y secundario. Se forma mediante una serie compleja de reacciones en la atmósfera. En términos sencillos, se forma mediante la reacción química del dióxido de nitrógeno (NO2) y compuestos orgánicos volátiles (COV) en presencia de la luz solar.
La concentración de ozono en una determinada localidad depende de muchos factores, incluida la concentración de NO2 y COV en el área, la intensidad de la luz solar y las condiciones del clima.
El ozono es el principal componente del smog o niebla fotoquímica y causa efectos nocivos en seres humanos y plantas. La población de mayor riesgo a la contaminación por ozono son los enfermos y ancianos, así como los neonatos y nonatos. Además, cuando se le compara con los otros contaminantes criterio, es el que más daña a las plantas.
Una estrategia de control para el ozono es reglamentar las fuentes de COV y óxidos de nitrógeno. Las fuentes principales de estos contaminantes son los productos de combustión incompleta que emiten los escapes de los vehículos, la quema de combustibles fósiles y el uso de compuestos de petróleo y solventes orgánicos en procesos industriales y de limpieza. Por ejemplo, el líquido usado en el proceso de lavado al seco es un solvente que es un COV.
El ozono tiene la singularidad de que es también beneficioso para los seres humanos y otros seres vivientes. Es un componente necesario de la estratosfera, la capa del aire que protege la troposfera, porque sirve para proteger a la tierra de la nociva radiación ultravioleta del sol. Sin embargo, cuando se encuentra en concentraciones altas en la troposfera o capa inferior de la atmósfera, se le considera un contaminante.
| El ozono es un componente necesario de la estratosfera, la capa del aire que protege la troposfera, porque protege a la tierra de la nociva radiación ultravioleta del sol. Aunque el ozono es nocivo y debe ser contro-lado en la troposfera, es un protector necesario en la estratosfera. |
| 5. Enumere
los contaminantes criterio.
6. ¿Qué condiciones existentes de salud puede empeorar la exposición del monóxido de carbono? 7. ¿Cómo se forma el ozono? 8. ¿Cómo afecta el monóxido de carbono el abastecimiento de oxígeno en el torrente sanguíneo? |
Óxidos de azufre (SOx)
Los óxidos de azufre son gases incoloros que se forman al quemar azufre. El dióxido de azufre (SO2) es el contaminante criterio que indica la concentración de óxidos de azufre en el aire. La fuente primaria de óxidos de azufre es la quema de combustibles fósiles, en particular el carbón. Se ha denominado al dióxido de azufre como un contaminante que "pasa a través de" porque la cantidad de dióxido de azufre emitido al aire es casi la misma cantidad presente en el combustible.
Por ejemplo, si se quema cien kilos de carbón que contienen siete kilos de azufre, la emisión producida por la quema contendrá aproximadamente 14 kilos de dióxido de azufre, siete kilos de azufre y siete de oxígeno. El azufre reacciona con el oxígeno en el proceso de combustión para formar dióxido de azufre.
Se ha encontrado que los óxidos de azufre perjudican el sistema respiratorio, especialmente de las personas que sufren de asma y bronquitis crónica. Los efectos de los óxidos de azufre empeoran cuando el dióxido de azufre se combina con partículas o humedad del aire. Esto se conoce como efecto sinérgico porque la combinación de sustancias produce un efecto mayor que la suma individual del efecto de cada sustancia.
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Los óxidos de azufre también son responsables de algunos efectos sobre el bienestar. El de mayor preocupación es la contribución de óxidos de azufre a la formación de lluvia ácida que puede perjudicar lagos, la vida acuática, materiales de construcción y la vida silvestre.
Material particulado
Inicialmente, con la denominación de partículas totales en suspensión (PTS) se reconoció a una amplia categoría de material particulado como contaminante criterio. Las PTS son las partículas sólidas o líquidas del aire. Como se mencionó anteriormente, desde la segunda mitad de la década de 1980, varios países incluyeron en sus normas sobre material partículado a las partículas con menos de 10 micrómetros de diámetro aerodinámico (PM10). En la segunda mitad de la década de 1990, las normas sobre material particulado especificaron considerar no solo al PM10 sino también al material particulado con menos de 2,5 micrómetros de diámetro aerodinámico (PM2,5). El motivo de este cambio, como ya se ha comentado, es que las partículas más pequeñas son más peligrosas para el hombre porque tienen mayor probabilidad de ingresar a la parte inferior de los pulmones.
En la naturaleza, el material particulado se forma por muchos procesos, tales como el viento, polinización de plantas e incendios forestales. Las principales fuentes antropogénicas de pequeñas partículas incluyen la quema de combustibles sólidos como la madera y el carbón, las actividades agrícolas como la fertilización y almacenamiento de granos y la industria de la construcción.
El material particulado puede tener efectos en la salud y bienestar del hombre. Puede contribuir a aumentar las enfermedades respiratorias como la bronquitis y exacerbar los efectos de otras enfermedades cardiovasculares. Asimismo, afecta la visibilidad y velocidad de deterioro de muchos materiales hechos por el hombre.
| El dióxido de nitrógeno daña el sistema respiratorio porque es capaz de penetrar las regiones más profundas de los pulmones. Asimismo, contribuye a la formación de lluvia ácida. |
Óxidos de nitrógeno (NOx)
Los óxidos de nitrógeno (comúnmente referidos como NOx) son un grupo de gases conformado por el nitrógeno y oxígeno. El nitrógeno es el elemento más común del aire y representa 78 por ciento del aire que respiramos. Los óxidos de nitrógeno incluyen compuestos como óxido nítrico (NO) y dióxido de nitrógeno (NO2). El término NOx se refiere a la combinación de estas dos sustancias.
Los procesos naturales y los realizados por el hombre producen óxidos de nitrógeno. En una escala global, la emisión natural de óxido de nitrógeno es casi 15 veces mayor que la realizada por el hombre. Las fuentes más comunes de óxidos de nitrógeno en la naturaleza son la descomposición bacteriana de nitratos orgánicos, incendios forestales y de pastos, y la actividad volcánica. Las fuentes principales de emisión antropogénica son los escapes de los vehículos y la quema de combustibles fósiles.
El óxido nítrico es relativamente inofensivo, pero el dióxido de nitrógeno puede causar efectos en la salud y bienestar. En el proceso de combustión, el nitrógeno en el combustible y aire se oxida para formar óxido nítrico y algo de dióxido de nitrógeno. Los óxidos nítricos emitidos en el aire se convierten en dióxido de nitrógeno mediante reacciones fotoquímicas condicionadas por la luz solar.
El dióxido de nitrógeno daña el sistema respiratorio porque es capaz de penetrar las regiones más profundas de los pulmones. Asimismo, contribuye a la formación de lluvia ácida.
Plomo (Pb)
El plomo es una sustancia natural que abunda en el ambiente. Debido a sus propiedades físicas que le permiten formarse y moldearse fácilmente, se emplea en muchas aplicaciones.
El plomo se usaba frecuentemente para fabricar tuberías de agua y recipientes para alimentos. También ha sido un ingrediente importante en la fabricación de pinturas y gasolina.
La fuente primaria de contaminación del aire por plomo ha sido el uso de combustibles con plomo en automóviles. Como un aditivo en la gasolina, el plomo desacelera el proceso de combustión en los motores. Debido a que el plomo no se consume en el proceso de combustión, se emite como material particulado. Uno de los más grandes éxitos ambientales de los dos últimos decenios ha sido la reducción de plomo en el aire gracias al mayor uso de la gasolina sin plomo y a la reducción del contenido de plomo en combustibles con plomo.
El plomo en un contaminante importante del aire porque es tóxico para los humanos. Su difícil remoción del cuerpo hace que se acumule en varios órganos y puede dañar el sistema nervioso central. Un gran número de estudios científicos ha documentado los efectos nocivos de la exposición al plomo.
Progreso en el control de los contaminantes criterio
Los esfuerzos por controlar
los contaminantes criterio en los países desarrollados han dado algunos
resultados positivos, aunque queda mucho trabajo por realizar. Desde 1970, los
niveles de óxidos de azufre, monóxido de carbono y material particulado en el
aire se han reducido, mientras que el plomo se ha eliminado casi completamente.
Sin embargo, las emisiones de óxidos de nitrógeno han aumentado ligeramente y el
problema del smog sigue siendo difícil de resolver. Aunque se han
controlado muchas de las fuentes que producen smog, el gran número de
vehículos y fuentes adicionales ha descompensado los logros alcanzados mediante
la reducción.
| 9. ¿Cuáles
son las fuentes primarias de monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno
hechas por el hombre?
10. Nombre al menos dos contaminantes criterio que causan enfermedades respiratorias 11. Los óxidos de azufre contribuyen a la formación de _________________. 12. El plomo puede dañar el sistema _________________ en el hombre. |
Contaminantes Peligrosos del Aire (CPA)
Los contaminantes peligrosos son compuestos cancerígenos y no cancerígenos que pueden causar efectos serios e irreversibles en la salud. Como se indicó anteriormente, las enmiendas de la Ley del Aire Limpio de 1990 de los Estados Unidos enumeró 189 compuestos como contaminantes peligrosos del aire (CPA), incluidos el tetracloruro de carbono, cloro, óxido de etileno, cadmio y manganeso. La mayoría de los CPA son compuestos orgánicos volátiles.
Las normas para controlar la emisión de estos contaminantes peligrosos están basadas en la salud. En otras palabras, se establecen límites numéricos que protegen la salud del hombre de cualquier efecto adverso.
Sin embarbo, el establecimiento de normas de emisión basadas en la salud es un proceso difícil debido a la incertidumbre en la evaluación de los efectos sobre la salud. Como resultado, Estados Unidos ha fijado normas de emisión basadas en la salud solo para ocho contaminantes: asbesto, cloruro de vinilo, benceno, arsénico, berilio, mercurio, radón y radionucleidos diferentes del radón.
Los ocho contaminantes son:
Asbesto
Se sabe que el asbesto produce cáncer en el hombre. Lamentablemente, su resistencia al fuego favoreció su empleo en numerosos materiales, tales como aislantes, pinturas, recubrimiento de freno de automóviles e incluso ropa.
Cloruro de vinilo
El cloruro de vinilo se usa en la producción de plásticos y cloruro de polivinilo (PVC). La exposición al cloruro de vinilo puede dañar el hígado y otros órganos.
Benceno
El benceno es un compuesto cancerígeno usado en agentes desgrasantes, gasolina y solventes. Se han promulgado varias normas para controlar la emisión de benceno, incluidas las normas para la fuga de benceno en equipos, para contenedores de benceno y operaciones de transporte y disposición de desechos de benceno, y para plantas de recuperación de subproductos del coque.
Arsénico
El arsénico es también un agente cancerígeno. Se emplea en la fabricación de vidrio y en la fundición de metales. Las normas de emisión se establecieron para controlar la emisión de arsénico de las plantas de fabricación de vidrio, fundiciones de metales e instalaciones para la producción de arsénico.
Berilio
El berilio puede causar enfermedades del pulmón y también tiene efectos adversos sobre el hígado, bazo, riñones y glándulas linfáticas. Las fuentes de berilio incluyen las fundiciones de metal, plantas de cerámica e incineradores que queman desechos con berilio.
Mercurio
El mercurio puede tener efectos adversos sobre el cerebro y riñones. Las fuentes de mercurio incluyen la quema de combustibles fósiles, plantas de fabricación de baterías de mercurio y procesos de minería que emplean mercurio.
Radón
El radón es un elemento radiactivo natural. También se encuentra en materiales de construcción que contienen sustancias que emiten radón, como el yeso. Se sabe que el radón causa diversas formas de cáncer y es un contaminante importante del aire de interiores. Hasta ahora, se han establecido normas para controlar la emisión de radón en las minas subterráneas de uranio, canteras de yeso fosfórico y relaves de las minas y procesos del uranio.
Radionucleidos
Los radionucleidos
son una categoría de materiales radiactivos diferentes del radón. Un
radionucleido es cualquier núclido que emite radiación. Así como el radón, estos
materiales pueden causar cáncer en los seres humanos.
| 13.
Enumere los ocho contaminantes peligrosos para los cuales Estados
Unidos ha establecido normas de emisión.
14. Nombre dos contaminantes peligrosos que causan cáncer, para los cuales hay normas de emisión. 15. ¿Qué contaminante peligroso reglamentado puede tener efectos adversos en el cerebro y riñones? 16. ¿Cuáles son las fuentes de berilio? |
| Respuestas 1. Nitrógeno, oxígeno y vapor de agua. 2. Los contaminantes son sustancias que producen un efecto perjudicial en el ambiente (efectos de salud o bienestar). 3. Material particulado y gases. 4. Un contaminante primario se emite sin cambios químicos en el aire directamente de una fuente. Un contaminante secundario se convierte químicamente en otro compuesto mientras se encuentra en el aire. 5. Monóxido de carbono, ozono, plomo, PM10, dióxido de azufre y dióxido de nitrógeno. 6. Enfermedades del corazón y pulmón. 7. El ozono se forma mediante una reacción química del dióxido de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles en presencia de la luz solar. 8. Los glóbulos rojos que llevan oxígeno son más atraídos al monóxido de carbono que al oxígeno. Las células se juntan con el CO y no llega suficiente oxígeno al torrente sanguíneo. 9. Automóviles, quema incompleta de combustibles fósiles. 10. Monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, PM-10, óxidos de azufre. 11. Lluvia ácida. 12. Sistema nervioso central. 13. El asbesto, cloruro de vinilo, benceno, arsénico, berilio, mercurio, radón y radionucleidos diferentes del radón. 14. Asbesto y benceno. 15. Mercurio. 16. Las fundiciones metálicas, plantas de cerámica e incineradores que queman desechos que contienen berilio. |
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Las Fuentes de Contaminación del Aire Ambiental
Introducción
La calidad de la vida diaria depende de muchas comodidades modernas. Las personas gozan de libertad para conducir automóviles y viajar en aviones por negocios y placer. Esperan que en sus hogares haya electricidad y agua caliente para bañarse y cocinar. Usan una amplia variedad de productos –ropa, medicamentos y muebles – hechos de materiales sintéticos. A veces, dependen de servicios que usan solventes químicos, tales como la lavandería e imprenta. No obstante, la disponibilidad de estas conveniencias cotidianas tiene un costo con respecto a la contaminación ambiental. En esta lección se tratarán las diversas fuentes de contaminación del aire, muchas de los cuales son esenciales para mantener una sociedad industrializada.
Cuando se discuten las fuentes de contaminación del aire, comúnmente se usan cuatro términos: móvil, estacionaria, puntual y del área. Las fuentes móviles incluyen diversas formas de transporte tales como automóviles, camiones y aviones. Las fuentes estacionarias son las instalaciones no movibles, tales como plantas de energía y establecimientos industriales. Una fuente puntual se refiere a una fuente en un punto fijo, tal como una chimenea o tanque de almacenamiento que emite contaminantes. Una fuente del área se refiere a una serie de fuentes pequeñas que en conjunto pueden afectar la calidad del aire en una región. Un ejemplo sería una comunidad que usa madera para la calefacción.
Fuentes móviles de contaminación del aire
Las fuentes móviles de contaminación del aire son conocidas por todos e incluyen a los automóviles, autobuses, locomotoras, camiones y aviones. Estas fuentes emiten contaminantes criterio y otros contaminantes peligrosos.
La principal fuente móvil de contaminación del aire es el automóvil, pues produce grandes cantidades de monóxido de carbono y menores cantidades de óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles (COVs). Las emisiones de los automóviles también contienen plomo y cantidades traza de algunos contaminantes peligrosos. Los requisitos para el control de emisiones de automóviles han reducido considerablemente la cantidad de contaminantes del aire.
Además, los reglamentos que controlan la calidad del combustible de los automóviles también han contribuido a una mayor eficiencia y menores emisiones. Por ejemplo, la transición de la gasolina con plomo a la gasolina sin plomo ha reducido extraordinariamente la cantidad de plomo en el aire ambiental. Sin embargo, debido al creciente número de vehículos, los automóviles siguen siendo la principal fuente móvil de contaminación del aire.
| El Automóvil es la principal fuente móvil de contaminación del aire |
Los jets también queman combustible diferente de la mayoría de automóviles. El contaminante primario producido al quemar combustible de jets es el óxido de nitrógeno. Los jets también producen cantidades de monóxido de carbono e hidrocarburos.
Un sistema de
transporte moderno es esencial para el crecimiento económico del país. La
contaminación del aire generada por automóviles y otras formas de transporte es
una concesión aceptada por la mayoría de personas. Afortunadamente, los
adelantos en la tecnología del control de la contaminación, los combustibles
alternativos y los cambios en el estilo de vida, tales como el transporte
compartido y el masivo pueden minimizar los efectos perjudiciales de estas
necesidades en una sociedad industrializada.
| 1. ¿Cuál es la diferencia
entre fuentes móviles y estacionarias?
2. ¿Cuál es la fuente móvil primaria de contaminación del aire? 3. Nombre tres estrategias para minimizar la contaminación del aire generada por fuentes móviles. |
Fuentes estacionarias
Existen cientos de miles de fuentes estacionarias de contaminación del aire, incluidas las plantas de energía, industrias químicas, refinerías de petróleo, fábricas, imprentas, lavanderías y chimeneas residenciales que usan madera. Las fuentes estacionarias producen una amplia variedad de contaminantes del aire. Según la industria o proceso específico, las fuentes estacionarias pueden emitir uno o varios contaminantes criterio además de muchos contaminantes peligrosos.
Los contaminantes de fuentes estacionarias provienen principalmente de dos actividades: la combustión de carbón y petróleo en plantas de generación de energía y la pérdida de contaminantes en procesos industriales. Los procesos industriales incluyen refinerías, industrias químicas y fundiciones. Las industrias químicas son responsables de muchos contaminantes peligrosos y también de grandes cantidades de compuestos orgánicos volátiles.
Existen muchos puntos específicos de emisión dentro de una fuente estacionaria que contamina el aire. Por ejemplo, en una industria química, los contaminantes del aire pueden emitirse de conductos de ventilación, tanques de almacenamiento, manejo de aguas residuales y áreas de tratamiento, instalaciones de carga y descarga, y fugas en el equipo. Un conducto de ventilación es básicamente un pasaje por donde las sustancias (principalmente en forma gaseosa) se "ventilan" a la atmósfera. Los típicos conductos de ventilación en una planta química son las columnas de destilación y los conductos de oxidación.
Generalmente, los tanques de almacenamiento son contenedores redondos donde se almacena materia prima líquida y productos terminados. Si bien la mayoría de lostanques están cubiertos, los contaminantes pueden ser emitidos por goteo y por expansión y enfriamiento de los líquidos causado por cambios de temperatura en el aire exterior. A medida que el líquido se expande y se contrae, el tanque "respira" y fuerza vapores hacia afuera a través de las aberturas del tanque. Además, los contaminantes pueden ser emitidos durante el llenado y vaciado rutinario de los tanques de almacenamiento.
Las aguas residuales dentro de una fuente estacionaria también pueden ocasionar contaminación del aire. Si las aguas residuales contienen sustancias "volátiles", éstas serán liberadas de las aguas residuales cuando entren en contacto con el aire. Volátil significa que los productos químicos pueden evaporase o pasar de un estado líquido a uno gaseoso. Existen muchos lugares dentro de una fuente estacionaria donde las aguas residuales entran en contacto con el aire exterior.
Las emisiones también provienen de fugas en el equipo y de la carga y descarga de productos químicos en los camiones, trenes o embarcaciones. Las fugas en el equipo son una fuente primaria de emisiones, en particular en industrias químicas y refinerías. El término "fugas en el equipo" se refiere a una amplia fuente de puntos de emisión que incluyen válvulas, uniones, bombas y válvulas de descarga. Puede haber miles de estos componentes en una determinada instalación.
La EPA clasifica las fuentes de contaminantes peligrosos en dos grupos: fuentes principales y fuentes del área. Las fuentes principales son fuentes estacionarias que emiten 10 toneladas por año o más de un único contaminante peligroso del aire o 25 toneladas por año o más de cualquier combinación de contaminantes peligrosos. La fuente del área se refiere a cualquier fuente de contaminantes peligrosos que no es una fuente principal. Esta definición excluye a los automóviles.
|
| 4. ¿Cuál es la diferencia
entre una fuente puntual y una fuente del área?
5. Enumere los dos medios principales de contaminación del aire por fuentes estacionarias. 6. Enumere las tres estrategias para minimizar la contaminación del aire generada por fuentes estacionarias. |
| Respuestas 1. Las fuentes móviles se mueven alrededor, mientras que las fuentes estacionarias permanecen en un solo sitio. 2. Automóviles 3. Los adelantos en la tecnología del control de la contaminación, los combustibles alternativos, los cambios en el estilo de vida. 4. Una fuente puntual es una fuente en un punto fijo que emite contaminación, y una fuente del área es un grupo de fuentes pequeñas que, combinadas, afectan la calidad del aire en un área. 5. Combustión estacionaria por pérdidas de combustible y contaminantes que emiten los procesos industriales 6. Instalación de dispositivos de control de la contaminación, cambios en los procesos de producción, implementación de técnicas de prevención de la contaminación. |
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Transporte y Dispersión de Contaminantes en el Aire Ambiental
Principios del Transporte y Dispersión
El transporte y dispersión de contaminantes del aire ambiental están influenciados por complejos factores. Las variaciones globales y regionales del clima y las condiciones topográficas locales afectan el transporte y dispersión de los contaminantes. Esta lección trata sobre los factores básicos que influyen el movimiento de los contaminantes en el aire ambiental.
En una escala mundial, las variaciones del clima influyen sobre el movimiento de los contaminantes. Por ejemplo, la dirección predominante de los vientos en Centroamérica y norte de Sudamérica es de este a oeste y en Norteamérica y sur de Sudamérica es de oeste a este. En un nivel más local, los principales factores del transporte y dispersión son el viento y la estabilidad.
| La dirección predominante de los vientos en Centroamérica y norte de Sudamérica es de este a oeste y en Norteamérica y sur de Sudamérica es de oeste a este. |
| Mientras mayor sea la velocidad del viento, menor será la concentración de contaminantes. |
El movimiento vertical de la atmósfera también afecta el transporte y dispersión de los contaminantes del aire. Cuando los meteorólogos hablan sobre la "estabilidad atmosférica" hacen referencia al movimiento vertical. Las condiciones atmosféricas inestables producen la mezcla vertical. Generalmente, el aire cerca de la superficie de la tierra es más caliente en el día debido a la absorción de la energía solar. Luego, el aire más caliente y liviano de la superficie sube y se mezcla con el aire más frío y pesado de la atmósfera superior. Este movimiento constante del aire crea condiciones inestables y dispersa el aire contaminado.
| El movimiento vertical de la atmósfera también afecta el transporte y dispersión de los contaminantes del aire. |
| Las condiciones atmosféricas estables se presentan cuando el aire más caliente está por encima del aire fresco, de ese modo se inhibe la mezcla vertical. Esta condición se denomina inversión térmica. |
| 1. Enumere dos factores principales que
afectan el transporte y dispersión de contaminantes en el nivel
local.
2. La turbulencia atmosférica puede ser creada por el movimiento de __________ y _________ de la atmósfera 3. ¿Qué ocurre durante la mezcla vertical? 4. ¿Qué es una inversión térmica? |
Debido a los factores que determinan el transporte y dispersión de los contaminantes, la contaminación del aire producida en una región puede tener efectos adversos sobre los lagos y bosques de otra región. Las grandes ciudades rodeadas de una topografía compleja, como valles o cadenas montañosas, a menudo experimentan altas concentraciones de contaminantes del aire. Si bien poco puede hacerse para controlar las fuerzas naturales que crean estos problemas, existen técnicas que ayudan a dispersar los contaminantes. La manera más común de dispersar los contaminantes del aire es a través de una chimenea.
La chimenea a menudo se usa como un símbolo de la contaminación del aire. Es una estructura que se ve comúnmente en la mayoría de industrias. Una chimenea dispersa los contaminantes antes de que lleguen a las poblaciones. Generalmente se diseñan teniendo en cuenta a la comunidad circundante. Mientras más alta sea la chimenea, mayor será la probabilidad de que los contaminantes se dispersen y diluyan antes de afectar a las poblaciones vecinas.
| Mientras más alta sea la chimenea, mayor será la probabilidad de que los contaminantes se dispersen y diluyan antes de afectar a las poblaciones vecinas. |
La figura muestra los efectos de la altura de la chimenea y de los alrededores inmediatos sobre la forma de la pluma. Mientras más corta sea la chimenea, mayor será la probabilidad de que la pluma esté afectada por la "cavidad" formada por el edificio próximo a la chimenea. A medida que aumenta la altura de la chimenea, la pluma se aleja del edificio. La forma y la dirección de la pluma también dependen de las fuerzas verticales y horizontales de la atmósfera. Como se mencionó anteriormente, la pluma está afectada por las condiciones atmosféricas. Las condiciones inestables en la atmósfera producirán una pluma "ondulante", mientras que las estables harán que la pluma sea "recta".
Los contaminantes emitidos por las chimeneas pueden transportarse a largas distancias. En general, la concentración de contaminantes disminuye a medida que se alejan del punto de descarga y son dispersados por el viento y otras fuerzas naturales. Las variaciones del clima influyen en la dirección y dispersión general de los contaminantes. Por ejemplo, en los Estados Unidos los contaminantes liberados en la región del medio oeste afectan a la población y el hábitat natural de la región este. Los patrones del clima también causan problemas de contaminación, como la lluvia ácida, que son temas de preocupación regional e internacional.
| Los contaminantes emitidos por las chimeneas pueden transportarse a largas distancias. En general, la concentración de contaminantes disminuye a medida que se alejan del punto de descarga y son dispersados por el viento y otras fuerzas naturales. |
| Una inversión térmica es una condición atmosférica causada por una interrupción del perfil normal de la temperatura de la atmósfera. La inversión térmica puede retener el ascenso y dispersión de contaminantes de las capas más bajas de la atmósfera y causar un problema localizado de contaminación del aire. |
Si bien poco se puede hacer para minimizar los efectos de las fuerzas naturales sobre el transporte y dispersión de contaminantes, la mejor estrategia disponible es prevenir la producción de contaminantes del aire en la fuente.
Modelos de dispersión
Los modelos de dispersión son un método para calcular la concentración de contaminantes a nivel del suelo y a diversas distancias de la fuente. En la elaboración de modelos se usan representaciones matemáticas de los factores que afectan la dispersión de contaminantes. Las computadoras, mediante modelos, facilitan la representación de los complejos sistemas que determinan el transporte y dispersión de los contaminantes del aire.
Cuando se hace un modelo del transporte y dispersión de contaminantes del aire se recopila información específica de un punto de emisión. Esta información incluye la ubicación del punto de emisión (longitud y latitud), la cantidad y tipo de los contaminantes emitidos, condiciones del gas de la chimenea, altura de la chimenea y factores meteorológicos tales como la velocidad del viento, perfil de la temperatura ambiental y presión atmosférica. Los científicos usan estos datos como insumo del modelo de computación y para predecir cómo los contaminantes se dispersarán en la atmósfera. Los niveles de concentración pueden calcularse para diversas distancias y dirección de la chimenea.
| Los modelos de dispersión son un método para calcular la concentración de contaminantes a nivel del suelo y a diversas distancias de la fuente. |
| Los modelos de dispersión son herramientas para ayudar a los científicos a evaluar la dispersión de la contaminación del aire. |
| 5. ¿Verdadero o falso? Las chimeneas
son un método común para dispersar contaminantes.
6. ¿Verdadero o falso? Una chimenea alta tiene una mayor tasa de dispersión de contaminantes que una chimenea baja. 7. ¿Cómo las variaciones climáticas influyen la dirección y dispersión general de los contaminantes en las Américas? 8. ¿Qué es un modelo de dispersión? |
| Respuestas
1. Viento y estabilidad. |
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La Medición de Contaminantes
Principios del Muestreo y Análisis del Aire
Los componentes de un sistema de monitoreo de la contaminación del aire incluyen la recolección o muestreo de contaminantes del aire ambiental y de fuentes específicas; el análisis o medición de la concentración de los contaminantes; y la notificación y uso de la información recopilada. El muestreo y análisis del aire ambiental y de la emisión de las fuentes puntuales son importantes por varias razones.
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Se puede medir el aire ambiental y la emisión de las fuentes. |
Los datos del aire ambiental se usan para determinar el cumplimiento de las normas de calidad del aire. También se usan para diagnosticar las condiciones de un área antes de construir una nueva fuente de contaminación, para desarrollar modelos de dispersión de contaminantes, para realizar estudios científicos y para evaluar la exposición humana a contaminantes y el daño al medio ambiente.
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Monitoreo del aire:
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Los datos de emisiones de fuentes puntuales se usan para determinar el cumplimiento de los reglamentos de contaminación del aire, la eficacia del control de la contaminación del aire, la eficiencia de producción y para apoyar la investigación científica.
Las instituciones responsables del monitoreo de la calidad del aire generalmente designan los métodos de referencia para el muestreo y análisis de los contaminantes y de las fuentes de emisión. Los métodos especifican procedimientos precisos que se deben seguir para cualquier actividad de monitoreo relacionada con el cumplimiento de la reglamentación.
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Las instituciones responsables del monitoreo de la calidad del aire generalmente designan los métodos de referencia para el muestreo y análisis de los contaminantes y de las fuentes de emisión. |
Estos procedimientos orientan el muestreo, análisis, calibración de instrumentos y cálculo de las emisiones. La elección del método específico de análisis depende de un número de factores, siendo los más importantes las características químicas del contaminante y su estado físico –sólido, líquido o gaseoso. Los métodos de referencia se diseñan para determinar la concentración de un contaminante en una muestra. La concentración se expresa en términos de masa por unidad de volumen, usualmente en microgramos por metro cúbico.
Hay algunos principios básicos y terminología asociada al muestreo y análisis del contaminante. La recolección de la muestra puede realizarse mediante técnicas manuales o automáticas. El análisis y medición de los contaminantes puede hacerse por diversos medios, según las características químicas y físicas del contaminante. Uno de los métodos para la medición del material particulado es emplear principios gravimétricos. La gravimetria se refiere a la medición del peso. Las partículas se atrapan o recogen en filtros y se pesan. El peso del filtro con el contaminante recolectado menos el peso de un filtro limpio da la cantidad del material particulado en un determinado volumen de aire.
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La medición del material particulado emplea principios gravimétricos. La gravimetria se refiere a la medición del peso. |
| El peso del filtro con el contaminante recolectado menos el peso de un filtro limpio da la cantidad de material particulado en un determinado volumen de aire. |
La absorción atómica se usa para medir el plomo. Después que se recolectan las partículas de plomo mediante métodos gravimétricos, el plomo se extrae de la muestra mediante ácidos. En el proceso de absorción atómica, el plomo absorbe pequeñas cantidades de radiación. La radiación emitida por la muestra permite conocer la cantidad de átomos de plomo en la muestra.
| La absorción atómica se usa para medir el plomo. |
Los contaminantes gaseosos se pueden medir con diversos métodos. Las técnicas más comunes son la espectrofotometría, quimiluminiscencia de fase gaseosa e ionización de llama.
La
espectrofotometría se basa en principios colorimétricos y comúnmente se usa para medir la concentración de dióxido de azufre. En este proceso, los colorantes y productos químicos se combinan con una solución que contiene dióxido de azufre. El color de la solución da lugar a diferentes cantidades de luz absorbida. La cantidad de luz absorbida, medida con un espectrofotómetro, indica la cantidad presente de dióxido de azufre.| La espectrofotometría se basa en principios colorimétricos y comúnmente se usa para medir la concentración de dióxido de azufre. |
La
quimiluminiscencia de fase gaseosa es un método para medir el ozono. En este método, por reacción química al etileno, el ozono emite luz y esa luz se mide con un tubo fotomultiplicador. La cantidad de luz indica la cantidad presente de ozono.
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La quimiluminiscencia de fase gaseosa es un método para medir el ozono. |
En la
ionización de llama se quema la muestra de aire gaseoso con una pequeña llama de hidrógeno. El número de iones o electrones que se forma es proporcional al número de átomos de carbono que se encuentra en la muestra y se cuenta electrónicamente. Esta técnica puede usarse para medir los compuestos orgánicos volátiles (hidrocarburos). Como este método también detecta los carbonos en el metano, un gas relativamente inofensivo que se encuentra naturalmente en la atmósfera, se debe realizar correcciones para justificar su presencia.|
1. ¿Cuáles son los dos factores más importantes para seleccionar el método de análisis? 2. Explique los principios gravimétricos de la medición de material particulado. 3. Mencione tres técnicas para medir los contaminantes gaseosos. |
|
Cuadro 7-1: Ejemplos de métodos de medición y análisis de los contaminantes de aire | ||
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Método |
Principio |
Contaminante |
| Ionización de llama |
Responde en proporción al número de átomos de carbono en la muestra de gas |
COV |
| Absorción infrarroja |
La muestra absorbe la radiación en la región infrarroja del espectro; se mide la diferencia en la absorción. Se usa otras regiones del espectro, por ejemplo, UV |
Monóxido de carbono |
| Absorción atómica |
La muestra absorbe la radiación; la radiación emitida depende de los átomos presentes. |
Plomo |
| Espectroscopía de fluorescencia |
La muestra excitada puede reemitir el exceso de energía excitada |
Ozono, NO2 |
| Recolección de partículas |
Gravimetría; la masa de material particulado se determinado por el peso |
PM10 |
| Espectrofotometría |
Se forma soluciones coloreadas mediante la mezcla de los reactivos con los contaminantes |
SO2 |
El resultado final de los procedimientos de muestreo y análisis son los datos cuantitativos. La validez de los datos depende de la exactitud y precisión de los métodos usados para generar datos. Para asegurar la validez, se emplean diversas medidas de control de calidad para cada uno de los métodos de referencia. La principal medida de control de calidad es la calibración. La
calibración comprueba la exactitud de una medición al establecer la relación entre el resultado de un proceso de medición y un insumo conocido. Cada uno de los métodos de referencia tiene procedimientos precisos de calibración que se deben seguir para asegurar resultados exactos.| La calibración comprueba la exactitud de una medición al establecer la relación entre el resultado de un proceso de medición y un insumo conocido. |
También se han desarrollado programas extensos de garantía de la calidad para asegurar la validez de los datos. Un componente esencial del programa de garantía de la calidad de datos son las
auditorias. En una auditoria, uno o varios laboratorios analizan una muestra estándar conocida de un contaminante. Si los laboratorios obtienen el resultado esperado, pueden estar seguros que sus métodos y procedimientos son precisos.| En una auditoría, uno o varios laboratorios analizan una muestra estándar conocida de un contaminante. |
Monitoreo de la Concentración de Contaminantes en el Aire
En el Valle de México, Santiago, São Paulo y otras ciudades de América Latina se han establecido sistemas de monitoreo para medir la concentración de los contaminantes criterio y el progreso en el cumplimiento de las metas establecidas por la ley.
Por ejemplo, en São Paulo, la Compañía de Tecnología de Saneamiento Ambiental (CETESB) está a cargo de la administración y operación de las estaciones de monitoreo del aire ubicadas en el Estado de São Paulo, Brasil. Desde 1981, la CETESB opera más de 25 estaciones automáticas y 15 estaciones manuales.
En general, todas las estaciones de monitoreo en una red uniforman los criterios para la localización, instrumentación y garantía de la calidad del monitoreo. Existen procedimientos específicos que se deben seguir al realizar el muestreo de cada contaminante criterio. Estos procedimientos detallados son los
métodos de referencia, los cuales se revisan y actualizan de acuerdo con el avance de la tecnología.| Todas las estaciones de monitoreo en una red uniforman los criterios para la localización, instrumentación y garantía de la calidad del monitoreo. |
Los métodos de referencia pueden ser manuales o automatizados. Los
manuales son técnicas específicas que se deben seguir cuando se recolecta y analiza la muestra de un contaminante del aire. Un método de referencia automatizado se refiere generalmente a un instrumento aprobado que satisface los requisitos técnicos para la recolección y análisis exactos de un contaminante. Los métodos automatizados se usan principalmente para recolectar y analizar aire de manera permanente.|
Los métodos de referencia pueden ser manuales o automatizados. |
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4. ¿Cuál es la principal medida de control de calidad para validar los datos y cómo verifica la exactitud de una medición? 5. En un programa de garantía de calidad, ¿qué es una auditoria? 6. ¿Cuáles son los métodos de referencia? |
La siguiente figura presenta un muestreador de alto volumen que se usa como un método manual para medir partículas totales en suspensión (PTS) y plomo en el aire. En este proceso gravimétrico, la bomba en el muestreador de aire de alto volumen crea un vacío que lleva el aire a una caseta cubierta. El aire pasa a través de un filtro que atrapa el material particulado. Para determinar la cantidad de material particulado en una muestra de aire, se pesa el filtro antes y después del muestreo. La diferencia de peso es la cantidad de material particulado atrapado en el filtro. La concentración de plomo se determina mediante técnicas de extracción adicional y absorción atómica.
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Para determinar la cantidad de material particulado en una muestra de aire, se pesa el filtro antes y después del muestreo. |
Se está desarrollando equipo más sofisticado para medir la concentración de material particulado en el ambiente porque como contaminantes criterio se está considerando a las PTS con menos de 10 micrómetros de diámetro aerodinámico (PM10) y material particulado con menos de 2,5 micrómetros de diámetro (PM2,5). El muestreador de aire de alto volumen contiene dispositivos que separan las partículas grandes de las pequeñas y se colocan en el equipo de muestreo de manera que el aire pasa por el dispositivo antes de atravesar el filtro. De esta manera se remueven las partículas que exceden el diámetro especificado.
Hay numerosos métodos automatizados para el muestreo y medición de contaminantes ambientales. El proceso de quimiluminiscencia de fase gaseosa, tratado anteriormente, se usa para medir el ozono. En una cámara, la muestra de aire se combina con etileno y la reacción química entre el ozono y el etileno crea pulsaciones de luz que son detectadas y contadas por un tubo fotomultiplicador. La concentración del ozono se determina al comparar el número de pulsaciones de la muestra con el número de pulsaciones de una muestra con concentración conocida de ozono.
La tecnología para medir los contaminantes del aire sigue evolucionando. Los últimos avances del monitoreo del aire incluyen el uso de rayos infrarrojos y ultravioletas para detectar y medir los contaminantes criterio y tóxicos. La espectroscopía infrarroja de la transformada de Fourier (EITF) puede medir directamente más de 120 contaminantes gaseosos en el aire, como el monóxido de carbono, dióxido de azufre y ozono. La EITF también puede medir contaminantes tóxicos, como el tolueno, benceno y metanol. La tecnología se basa en que cada gas tiene su propia "huella digital" o espectro de absorción. El sensor de la EITF monitorea todo el espectro infrarrojo y lee las diferentes huellas digitales de los gases presentes en el aire. Se están desarrollando aplicaciones específicas para esta tecnología.
| Los últimos avances del monitoreo del aire incluyen el uso de rayos infrarrojos y ultravioletas para detectar y medir contaminantes criterio y tóxicos. |
| La espectroscopía infrarroja de la transformada de Fourier (EITF) puede medir directamente más de 120 contaminantes gaseosos en el aire, como el monóxido de carbono, dióxido de azufre y ozono. |
Los datos del monitoreo ambiental se usan para diversos propósitos. Se emplean para monitorear el progreso en el cumplimiento de las metas nacionales de calidad del aire y para evaluar la exposición humana. Asimismo, para desarrollar y evaluar los modelos de dispersión del aire, ejecutar planes y realizar estudios científicos de la contaminación del aire.
Medición de Emisiones de Contaminantes
La medición de contaminantes de fuentes puntuales se realiza generalmente con fines específicos, por ejemplo, para evaluar el cumplimiento de las normas de emisión, medir la eficacia de las tecnologías de control y para llevar a cabo investigaciones científicas. Un término que se usa frecuentemente en relación con la muestra de una fuente estacionaria es "prueba de chimenea". Esto se debe a que muchas de las mediciones se toman en las chimeneas industriales. En realidad, las mediciones se pueden tomar en otros lugares.
| Un término común usado en referencia a una muestra de fuente estacionaria es "prueba de chimenea". |
Para determinar la emisión de contaminantes de una fuente se usan cuatro métodos de referencia. Estos métodos permiten conocer la ubicación apropiada de la muestra, la velocidad o tasa de flujo del gas, la composición del flujo de gas y el contenido de humedad del flujo de gas. Estos cuatro métodos se usan junto con otros métodos específicos diseñados para medir la concentración de contaminantes como el material particulado y el dióxido de azufre.
| Para determinar la emisión de contaminantes de una fuente se usan cuatro métodos de referencia. |
En la siguiente figura aparece un equipo de muestreo especificado por el método de referencia 5 de la EPA para la medición de partículas. Comúnmente referido como el "método tren 5", esta configuración de muestreo puede modificarse para medir varios contaminantes. El método tren 5 consiste en una sonda de muestreo, un filtro ubicado en una caja calentada, una serie de percutores y equipo auxiliar como una bomba, contador de gas seco y manómetros para medir los cambios de presión. La sonda recoge la muestra que pasa a través de un filtro donde queda atrapado el material particulado. Luego el gas pasa por los percutores sumergidos en hielo para remover la humedad del flujo de gas. El contador de gas mide la tasa de flujo, mientras que la bomba y manómetros se usan para mantener las condiciones isocinéticas durante el período del muestreo. La
isocinética se define como la relación entre el flujo de gas de una chimenea con el flujo de gas de una sonda de muestreo. Es importante que estos flujos permanezcan iguales para recopilar una muestra representativa.|
La isocinética se define como la relación entre el flujo de gas de una chimenea con el flujo de gas de una sonda de muestreo. |
Los datos recopilados de la medición de contaminantes del aire y de fuentes de emisión pueden ser útiles para los profesionales de la contaminación del aire. El desarrollo de inventarios de emisiones es un producto derivado del manejo de esos datos.
Los
inventarios de emisiones son listados detallados de contaminantes emitidos por fuentes específicas en una determinada área. Son herramientas valiosas de planificación y evaluación y ayudan a definir la relación entre las fuentes contaminantes y las comunidades vecinas, contribuyen al desarrollo de estrategias alternativas para el control de la contaminación y proporcionar información concisa sobre contaminantes, fuentes y emisiones.El desarrollo de un inventario es una tarea tediosa y detallada. Los datos que constituyen el inventario deben ser recopilados y analizados cuidadosamente. Se deben seguir lineamientos estrictos de garantía de calidad para asegurar la precisión y validez del inventario.
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7. ¿Qué contaminantes mide un muestreador de aire de alto volumen? 8. ¿Qué es una prueba de chimenea? 9. ¿Qué son inventarios de emisiones? |
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Respuestas
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Control de Emisión de Contaminantes
¿Cómo se limita la emisión de contaminantes sin el uso de control agregado?
Algunas técnicas para controlar la emisión de contaminantes del aire no requieren equipo adicional, mientras que otras requieren control "agregado". El
control agregado es aquel que se añade a los procesos que generan contaminación con la finalidad de destruir o capturar los contaminantes. La técnica elegida para controlar la emisión de contaminantes en una determinada fuente depende de muchos factores; el más importante es si el contaminante es un gas o una partícula.Como se ha visto en las lecciones anteriores, existen contaminantes en estado gaseoso, líquido y sólido. Los contaminantes en estado gaseoso incluyen a los óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono y compuestos orgánicos volátiles (COV). Muchos contaminantes peligrosos son gases. Los contaminantes en estado líquido y sólido, llamados material particulado, incluyen el polvo de cemento, humo, cenizas volantes y vapores de metales.
Las técnicas para limitar la emisión de contaminantes del aire sin el uso de control agregado son:
Estos métodos de control se aplican tanto para los gases como para las partículas.
Por ejemplo, un cambio de proceso puede ser la conversión de una fuente de energía que emplea combustible fósil en una que usa energía solar o hidroeléctrica. Los generadores de energía solar e hidroeléctrica contaminan el aire menos que los generadores que queman combustibles fósiles. Un ejemplo de cambio de combustible sería el uso de carbón con bajo contenido de azufre para reemplazar al carbón con alto contenido de azufre. Esto reduciría la cantidad de emisión de dióxido de azufre. Otro ejemplo de cambio de combustible sería sustituir el carbón por gas natural, que es menos contaminante.
Las buenas prácticas de operación incluyen medidas de sentido común, tales como el cuidado y mantenimiento apropiado del equipo. Un ejemplo de esta técnica es la inspección y mantenimiento regular para asegurar que no haya fuga de compuestos orgánicos volátiles en una planta química. Las fugas de los equipos pueden representar una fuente importante de emisión de compuestos orgánicos volátiles. Un programa de inspección regular con dispositivos sencillos para la detección de fugas, junto con un rápido sistema de reparación y mantenimiento, puede reducir en gran medida esta fuente. Además de la reducción de emisiones, las buenas prácticas de cuidado y mantenimiento también disminuyen los costos al evitar la pérdida de materiales costosos.
| La inspección regular del equipo para detectar fugas puede ayudar a reducir las fuentes de emisión de contaminantes. |
Finalmente, el cierre de las plantas es una técnica eficaz para reducir la contaminación. Esta medida puede ser necesaria en casos extremos, por ejemplo, durante un episodio de contaminación del aire. Para la reducción de la contaminación del aire también es eficaz reemplazar plantas antiguas por instalaciones modernas.
Dispositivos y técnicas de control para contaminantes gaseosos
El método más común de control de contaminantes gaseosos es la adición de dispositivos de control agregado para destruir o recuperar un contaminante. Las técnicas de control agregado son la combustión, adsorción, absorción y condensación. Los dispositivos de combustión incluyen equipos tales como incineradores termales y catalíticos, quemadores, calderos y calentadores industriales. La combustión es la rápida oxidación de una sustancia producto de la combinación del oxígeno con un material combustible en presencia de calor. Cuando se completa la combustión, el flujo gaseoso se convierte en dióxido de carbono y vapor de agua. La combustión incompleta libera algunos contaminantes a la atmósfera. El humo es un indicador de combustión incompleta. Un ejemplo común de combustión incompleta es la quema de madera en la chimenea de una casa.
| El humo es un indicador de combustión incompleta (por ejemplo, la quema de madera en una chimenea) |
La adsorción, absorción y condensación son técnicas de recuperación. Algunos dispositivos que usan estas técnicas son los adsorbedores de carbón, la torre rociadora y condensadores de superficie. Estas técnicas aplican sencillos principios físicos para remover los contaminantes en un flujo de gas. Estos principios se discutirán con más detalle a continuación, junto con la descripción de algunos dispositivos específicos de control.
| 1. Mencione dos técnicas para limitar
las emisiones de contaminantes sin usar controles agregados.
2. ____________ y ____________ son considerados buenas prácticas de operación en la reducción de emisiones de fuentes. 3. Mencione cuatro técnicas de control agregado para contaminantes gaseosos. |
Incineradores termales
Los incineradores termales se usan frecuentemente para controlar la emisión continua de compuestos orgánicos volátiles combustibles. En general, la incineración destruye gases y desechos sólidos mediante la quema controlada a altas temperaturas. Cuando los incineradores termales se operan correctamente pueden destruir más de 99 por ciento de los contaminantes gaseosos.
Para la incineración termal es importante que el flujo de vapor del incinerador termal tenga una tasa de flujo y concentración constantes del gas combustible. Estos dispositivos no son adecuados para flujos fluctuantes de vapor porque la eficiencia del proceso de combustión depende de la mezcla apropiada de vapores y un tiempo específico de permanencia en la cámara de combustión.
El
tiempo de permanencia es el período que la mezcla del combustible permanece en la cámara de combustión. A menudo se agrega un combustible suplementario al incinerador termal para complementar la cantidad de gases contaminantes que se queman en el incinerador. La energía y calor producidos por el proceso de incineración se pueden recuperar y dedicar a usos provechosos en una fábrica.
Incineración catalítica
Los incineradores catalíticos son similares a los termales e incluyen un catalizador para evaluar el proceso de combustión. Un
catalizador es una sustancia que acelera una reacción química sin que la reacción cambie o consuma dicha sustancia. Los catalizadores permiten que el proceso de combustión ocurra con temperaturas más bajas, lo que reduce el costo del combustible. Cuando se usa un incinerador catalítico se obtiene una eficiencia de destrucción mayor de 95 por ciento. Si se emplea un volumen mayor de catalizadores o temperaturas más altas es posible alcanzar una mayor eficiencia. Los incineradores catalíticos son más convenientes para las emisiones con bajo contenido de COV.
Llamas
Las llamas se usan comúnmente para la disposición de gases residuales durante alteraciones del proceso, como los que se dan cuando se inicia o concluye un proceso. Las
llamas son básicamente dispositivos de seguridad que también se usan para destruir emisiones de desechos. Una llama se puede usar para controlar casi cualquier emisión que contiene compuestos orgánicos volátiles. Las llamas se pueden diseñar para manejar desechos que tienen fluctuaciones en la tasa de flujo y en el contenido de compuestos orgánicos. La eficacia de destrucción de las llamas es de aproximadamente 98 por ciento.
Calderas y calentadores industriales
Las calderas y calentadores industriales se usan comúnmente para generar calor y energía. Su principal propósito es contribuir a las operaciones de la planta. Su uso como dispositivo para el control de la contaminación es secundario.
Las calderas y calentadores industriales se usan para el control de la contaminación sólo si los contaminantes no afectan el desempeño de las unidades. Un flujo contaminante puede servir como combustible suplementario para la caldera o calentador si su "poder calorífico" es adecuado. Todos los compuestos orgánicos volátiles tienen diferente poder calorífico. Si el flujo contaminante es grande y el poder calorífico es alto, el flujo contaminante puede ser la fuente primaria de combustible para la caldera o calentador. Los compuestos orgánicos volátiles con bajo poder calorífico también pueden ser descargados en la caldera o calentador si la tasa de flujo es lo bastante pequeña como para no afectar el desempeño de la unidad.
Cuando las calderas y calentadores se emplean como dispositivos para el control de emisiones pueden proporcionar una eficiencia de destrucción mayor de 98 por ciento. La ventaja de usarlos es que el costo adicional del capital es poco, ya que las unidades son esenciales para toda la operación de la planta. Además, se puede recuperar el poder calorífico del flujo contaminante para reducir costos.
| 4. ¿Qué es un catalizador?
5. ¿Verdadero o falso? Una llama puede controlar casi cualquier flujo de emisión que contiene compuestos orgánicos volátiles. |
Adsorbedores de carbón
El proceso de adsorción más común es mediante el carbón. El adsorbedor de carbón usa partículas de carbón activado para controlar y recuperar las emisiones gaseosas contaminantes. En este proceso, el gas es atraído y se adhiere a la superficie porosa del carbón activado, lográndose una eficiencia de remoción de 95 a 99 por ciento. Se usa particularmente para recuperar compuestos orgánicos valiosos, por ejemplo, el percloroetileno que se usa en los procesos de lavado al seco.
Los sistemas de adsorción pueden ser regeneradores o no regeneradores. Un sistema regenerador usualmente contiene más de un lecho de carbón. Mientras un lecho retira activamente los contaminantes, el otro se regenera para uso futuro. Para extraer los contaminantes atrapados en el lecho y llevarlos a un dispositivo de recuperación se usa vapor. Mediante la regeneración, las mismas partículas de carbón activado se pueden usar una y otra vez. Los sistemas de regeneración se usan cuando la concentración del contaminante en el flujo de gas es relativamente alto.
Usualmente, los sistemas no regeneradores tienen lechos más delgados de carbón activado. En un adsorbedor no regenerador, el carbón gastado se descarta cuando se satura con el contaminante. Debido al problema de desechos sólidos que genera este sistema, los adsorbedores no regeneradores de carbón se usan cuando la concentración del contaminante es sumamente baja.
Absorbedores
La absorción es el proceso mediante el cual un contaminante gaseoso se disuelve en un líquido. El agua es el absorbente más usado. A medida que el flujo de gas pasa por el líquido, éste absorbe el gas de la misma manera como el azúcar es absorbido en un vaso de agua cuando se agita. La absorción se usa comúnmente para recuperar productos o purificar gases con alta concentración de compuestos orgánicos. Un problema potencial con la absorción es la generación de aguas residuales, lo que convierte un problema de contaminación del aire en un problema de contaminación del agua.
El equipo de absorción está diseñado para obtener la mayor cantidad de mezcla posible entre el gas y el líquido. Los absorbedores son frecuentemente llamados lavadores de gas y existen varios tipos de ellos. Los más usados son las torres rociadoras, columnas de relleno, cámaras rociadoras y lavadores Venturi.
El absorbedor de columna de relleno contiene una sustancia inerte (no reactiva), como plástico o cerámica, que aumenta la superficie del área líquida para la interfaz líquida/gaseosa. El material inerte ayuda a maximizar la capacidad de absorción de la columna. Además, la introducción del gas y líquido en extremos opuestos de la columna permite que la mezcla sea más eficiente debido al flujo contra corriente que se genera. Los absorbedores pueden alcanzar una eficiencia de remoción mayor de 95 por ciento.
Condensadores
Los
condensadores remueven contaminantes gaseosos mediante la reducción de la temperatura del gas hasta un punto en el que el gas se condensa y se puede recolectar en estado líquido. Un ejemplo sencillo del proceso de condensación son las gotas de agua que se forman en la parte exterior de un vaso con agua fría. La temperatura fría del vaso hace que el vapor de agua del aire circundante pase al estado líquido en la superficie del vaso. La condensación se puede lograr mediante un incremento de la presión o la extracción de calor de un sistema. La extracción de calor es la técnica que más se emplea.Los condensadores se usan generalmente para recuperar los productos valiosos de un flujo de desechos. Usualmente se usan con otro dispositivo de control. Por ejemplo, un condensador se puede usar para remover una sustancia gaseosa de un flujo contaminante. Luego, los gases remanentes del flujo contaminante se destruyen en un incinerador.
En el control de la contaminación se emplean condensadores de contacto y de superficie. En los
condensadores de contacto, el gas hace contacto con un líquido frío. En un condensador de superficie, los gases entran en contacto con una superficie fría en la cual circula un líquido o gas enfriado, como la parte exterior de un tubo. La eficiencia de remoción de los condensadores varía de 50 a más de 95 por ciento, dependiendo del diseño y aplicación.Equipo y prácticas de trabajo
Los requisitos para equipos y prácticas de trabajo también son efectivos para reducir la emisión de gases. Por ejemplo, los separadores de aceite y agua se usan frecuentemente para remover el aceite de las aguas residuales. La superficie oleaginosa del separador puede ser una fuente de emisión de compuestos orgánicos volátiles. La instalación de un techo fijo o flotante en el separador puede reducir las emisiones. Otro ejemplo de este tipo de control es la instalación de techos en tanques de depósito que contienen líquidos volátiles, como la gasolina.
Las prácticas de trabajo, como un programa regular de inspección y mantenimiento, pueden reducir la emisión de gas proveniente de equipos con fugas. En algunas instalaciones, como plantas químicas, se hacen inspecciones regulares con un analizador portátil de vapor orgánico (AVO) para detectar fugas en válvulas, bombas y accesorios. Una vez detectadas las fugas, se reparan inmediatamente para reducir las emisiones de estas fuentes.
Los factores que determinan la elección de una técnica de control para emisiones de gases contaminantes son:
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6. ¿Cuál es la principal diferencia entre los sistemas regeneradores y no regeneradores de adsorción de carbono? 7. ¿Qué es la absorción? 8. ¿Verdadero o falso? Los condensadores general-mente se usan junto con otros dispositivos de control. 9. Mencione los factores que determinan la elección de las técnicas de control |
Técnicas y dispositivos de control para partículas líquidas y sólidas
El material particulado incluye pequeñas partículas líquidas y sólidas y también es referido como humo, polvo, vapor o neblina. Como ya se mencionó en la lección 3, las partículas con menos de 10 y 2,5 micrómetros de diámetro son reconocidas como contaminantes criterio. Estas pequeñas partículas tienen un efecto mucho mayor sobre la salud humana que las partículas más grandes. Las técnicas de control para las partículas se centran en capturar las partículas emitidas por una fuente contaminante.
Antes de elegir un dispositivo de control de partículas se deben considerar muchos factores. Usualmente, las partículas son recogidas y encauzadas por un canal o chimenea. Las características de la corriente de partículas afectan la elección del dispositivo de control. Estas características incluyen la variedad del tamaño de las partículas en la corriente de escape, la tasa de flujo del escape, temperatura, contenido de humedad y propiedades químicas del flujo de la corriente de escape como capacidad explosiva, acidez, alcalinidad e inflamabilidad.
Los dispositivos de control más usados para controlar la emisión de partículas son:
En muchos casos, se usa más de uno de estos dispositivos en serie para obtener la eficiencia deseada de remoción. Por ejemplo, se puede usar una cámara de sedimentación para retirar partículas grandes antes de que el flujo contaminante ingrese a un precipitador electrostático. A continuación se discute cada uno de estos dispositivos de control de partículas.
Precipitadores electrostáticos
Los precipitadores electrostáticos (PES) capturan las partículas sólidas en un flujo de gas por medio de la electricidad. El PES carga de electricidad a las partículas atrayéndolas a placas metálicas con cargas opuestas ubicadas en el precipitador. Las partículas se retiran de las placas mediante "golpes secos" y se recolectan en una tolva ubicada en la parte inferior de la unidad. La eficiencia de remoción de los PES es muy variable. Solo para partículas muy pequeñas, la eficiencia de remoción es de aproximadamente 99 por ciento.
Filtros
El filtro de tela o cámara de filtros de bolsa trabaja bajo el mismo principio que una aspiradora de uso doméstico. El flujo de gas pasa por el material del filtro que retira las partículas. El filtro de tela es eficiente para retener partículas finas y puede sobrepasar 99 por ciento de remoción en la mayoría de las aplicaciones. Una desventaja del filtro de tela es que los gases a altas temperaturas a menudo tienen que ser enfriados antes de entrar en contacto con el medio filtrante.
Lavadores Venturi
Los lavadores Venturi usan un flujo líquido para remover partículas sólidas. En el lavador Venturi, el gas cargado con material particulado pasa por un tubo corto con los extremos en llamas y una sección estrecha. Esta constricción hace que el flujo de gas se acelere cuando aumenta la presión. El flujo de gas recibe un rocío de agua antes o durante la constricción en el tubo. La diferencia de velocidad y presión que resulta de la constricción hace que las partículas y el agua se mezclen y combinen. La reducción de la velocidad en la sección expandida del cuello permite que las gotas de agua con partículas caigan del flujo de gas. Los lavadores Venturi pueden alcanzar 99 por ciento de eficiencia en la remoción de partículas pequeñas. Sin embargo, una desventaja de este dispositivo es la producción de aguas residuales.
Cámaras de sedimentación
Las cámaras de sedimentación emplean la fuerza de gravedad para remover partículas sólidas. El flujo de gas ingresa a una cámara donde disminuye la velocidad del gas. Las partículas más grandes caen del flujo de gas en una tolva. Debido a que las cámaras de sedimentación son efectivas sólo para la remoción de partículas más grandes, usualmente se usan junto con un dispositivo más eficiente de control.
Ciclones
Los ciclones usan el principio de la fuerza centrífuga para remover el material particulado. En un ciclón, el flujo contaminante es forzado a un movimiento circular. Este movimiento ejerce fuerza centrífuga sobre las partículas y las dirige a las paredes exteriores del ciclón. Las paredes del ciclón se angostan en la parte inferior de la unidad, lo que permite que las partículas sean recolectadas en una tolva. El aire limpio sale del ciclón por la parte superior de la cámara, pasando por un espiral de flujo ascendente o vórtice formado por una espiral que se mueve hacia abajo. Los ciclones son eficientes para remover partículas grandes pero no son tan eficientes para partículas pequeñas. Por esta razón, a menudo se usan con otros dispositivos de control.
Debido a que los dispositivos para el control de partículas capturan los contaminantes pero no los destruyen, es necesario disponer adecuadamente el material recolectado. Las partículas sólidas recolectadas frecuentemente se disponen en un relleno. Las aguas residuales generadas por los lavadores deben enviarse a una planta de tratamiento de aguas residuales. Cuando es posible, el material particulado recolectado se recicla y vuelve a usar.
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10. Mencione tres de los dispositivos más comunes para el control de las emisiones de partículas. 11. Los precipitadores electrostáticos usan ___________ para separar las partículas sólidas del flujo de gas. 12. ¿Verdadero o falso? El material de los filtros puede soportar fácilmente gases a altas temperaturas. 13. ¿Qué dispositivo de control genera grandes cantidades de aguas residuales? 14. Las cámaras de sedimentación usan _______________ para remover partículas sólidas de un flujo de gas. 15. ¿Verdadero o falso? Los ciclones no son eficientes en la remoción de partículas pequeñas de los flujos de gas. |
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Respuestas
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Gestión de la Calidad del Aire
Introducción
La gestión de la calidad del aire comprende las actividades relacionadas con la protección y mejoramiento de la calidad del aire y requiere el cumplimiento de las siguientes etapas:
Las normas para la operación de nuevas fuentes de emisión:
Estrategias de control
Las estrategias de control son las acciones que deben realizarse a fin de disminuir la contaminación del aire y comprenden las siguientes acciones:
Estimación de los niveles existentes de emisión de las fuentes fijas y móviles, y proyección de los futuros niveles de emisión. Se basa en los inventarios de emisiones de fuentes puntuales y regionales.
Determinación del grado de mejoría requerido para cumplir con las normas de calidad del aire. Se compara el nivel actual y futuro de la calidad del aire; la reducción necesaria para cumplir con las normas se estima mediante modelos.
Aplicación de medidas de control para diversos tipos de fuentes. Se basa en la tecnología de control disponible y la adopción de sistemas de registro, licencias, verificación e inspección, entre otros.
Desarrollo de planes de contingencia para episodios atmosféricos. Las condiciones meteorológicas adversas pueden provocar situaciones que requieren programas de urgencia.
Negociación con las partes interesadas para la ejecución de acciones en situaciones de urgencia. Se aplica a todas las fuentes para las cuales existen normas de control de emisiones.
Desarrollo de planes a largo plazo para mantener la calidad del aire después de haber cumplido las normas de calidad del aire. Se considera el crecimiento demográfico e industrial, el cálculo de emisiones esperadas, el desarrollo de procedimientos para instalar emisiones autorizadas que satisfagan las demandas futuras y para continuar el cumplimiento de las normas de calidad del aire.
Ejecución de programas para evitar el deterioro significativo de la calidad del aire. Se refiere principalmente a regiones en donde el aire es más limpio de lo establecido en las normas nacionales y a regiones prioritarias en donde la población y el desarrollo industrial son inexistentes o mínimos.
Operación de un sistema de monitoreo de la calidad del aire. Se refiere a un sistema continuo de vigilancia de la calidad del aire y de las emisiones. Es necesario para conocer si las fuentes cumplen con las normas y si las estrategias son adecuadas para mantener y mejorar la calidad del aire.
Aplicación de medidas legales y de coerción para los infractores de las normas de emisión.
| 1. ¿Qué etapas debe cumplir un plan de
gestión de la calidad del aire?
2. ¿Qué tipo de normas de calidad del aire se proponen? 3. ¿Verdadero o falso? Las estrategias de control incluyen: negociaciones, medidas |
Enfoques Tradicionales en la Gestión de la Calidad del Aire
Licencias
El sistema de licencias es el método más común de monitoreo del cumplimiento de leyes y reglamentos sobre la contaminación del aire. La finalidad del sistema de licencias es recoger información sobre fuentes contaminantes, determinar el éxito de los programas de control y evaluar las futuras estrategias de manejo. A través de la información contenida en las licencias, los organismos de control conocen la ubicación de las fuentes de contaminación del aire, los tipos de fuentes y los tipos y cantidad de emisiones.
| El sistema de licencias es el método más común de monitoreo del cumplimiento de leyes y reglamentos sobre la contaminación del aire. |
Para facilitar el
cumplimiento de las normas de contaminación del aire, los requisitos de una
industria se pueden reunir en una licencia integral que especifique todas las
emisiones contaminantes que genera esa fuente. Las licencias incluyen las
limitaciones para la emisión de contaminantes, calendarios de cumplimiento,
requisitos del monitoreo y disposiciones afines.
| 4. ¿Cuáles son los propósitos del
sistema de licencias?
5. ¿Qué información se incluye generalmente en una licencia? |
Monitoreo del cumplimiento
El monitoreo del cumplimiento es un sistema usado por los organismos reguladores para determinar si se está cumpliendo con las leyes y reglamentos ambientales. Los dos tipos más frecuentes de monitoreo del cumplimiento son el automonitoreo usado por los establecimientos reglamentados y las inspecciones para verificar el cumplimiento.
| El monitoreo del cumplimiento incluye el automonitoreo y las inspecciones. |
Los resultados del monitoreo tienen que reportarse al organismo regulador responsable en los intervalos especificados en el reglamento. El lapso que un establecimiento debe mantener los registros deberá estar señalado en el reglamento. Una licencia de contaminación del aire incluye todos los requisitos del monitoreo, reporte y registro con los que debe cumplir el establecimiento.
| Un reglamento típico incluye requisitos detallados del monitoreo, reporte y registro. |
Las inspecciones pueden ser visitas regulares a la planta, visitas motivadas por una razón específica o seguimientos a inspecciones anteriores. En condiciones ideales, cada establecimiento reglamentado se inspeccionaría en forma sistemática. Sin embargo, ningún organismo de control tiene los recursos humanos para realizar inspecciones regulares de todos los establecimientos bajo su jurisdicción. Por este motivo, los organismos reguladores establecen prioridades para sus inspecciones. El establecimiento de prioridades está regido por la probabilidad de que una infracción cause un riesgo a la salud humana y el ambiente; la posibilidad de que una industria no cumpla con el reglamento; y el potencial de que la inspección contribuya a disuadir las infracciones. Basado en estos criterios, el organismo regulador puede clasificar todos los establecimientos industriales en clases prioritarias. Los establecimientos de las clases prioritarias superiores se inspeccionan más que los de las clases prioritarias inferiores.
| El establecimiento de prioridades está regido por la probabilidad de que una infracción cause un riesgo a la salud humana y el ambiente; la posibilidad de que una industria no cumpla con el reglamento; y el potencial de que la inspección contribuya a disuadir las infracciones. |
| 6. ¿Qué es el monitoreo del
cumplimiento?
7. ¿Cuáles son los tres componentes esenciales de la estrategia de cumplimiento? 8. Señale dos objetivos de las inspecciones. |
Penalización
La penalización consiste en tomar acciones frente a las infracciones de la ley o reglamentos ambientales cometidas por una persona o industria. Las acciones dependen principalmente de la seriedad y circunstancias de la violación. Al escoger la acción penal más apropiada, los organismos generalmente tratan de alcanzar varias metas. Estas metas incluyen:
| El organismo regulador puede emitir multas por cualquier infracción durante una inspección de rutina. Los ciudadanos privados también pueden entablar una demanda contra los contaminadores en juicios de ciudadanos. Esta conducta tiene el potencial de aumentar el número de juicios de ciudadanos relacionados con la contaminación del aire. |
| 9. ¿Qué es la penalización?
10. ¿Verdadero o falso? Como parte del sistema de penalización los ciudadanos privados pueden entablar juicios contra los contaminadores. |
Enfoques Innovadores en la Gestión de la Calidad del Aire
Prevención de la contaminación
La meta principal es prevenir o reducir la contaminación en la fuente. Si no puede reducirse o prevenirse, debe reciclarse de manera ambientalmente segura. Si no existen mecanismos factibles de prevención o reciclaje, las emisiones de contaminantes deben ser tratadas. La disposición de contaminantes debe ser el último recurso.
Un ejemplo del nuevo énfasis en la prevención de la contaminación son los programas para promover el uso eficiente de energía para el alumbrado. De este modo, se reduce el uso de electricidad y la contaminación del aire debido a su generación. En el primer año de ejecución de este programa en los Estados Unidos, se informó que se logró evitar la emisión de 25 millones de kilos de dióxido de carbono, 200,000 kilos de dióxido de azufre y 90,000 kilos de dióxido de nitrógeno.
Incentivos basados en el mercado
El uso de incentivos basados en el mercado incluye varias formas de negociar las emisiones. Por ejemplo, las industrias reciben "licencias de emisión" que requieren disminuir las emisiones u obtener nuevas licencias de otras fuentes. El sistema de negociación de emisiones brinda alternativas a las empresas para reducir las emisiones de manera más eficiente. Por ejemplo, una empresa que ya ha reducido sus emisiones por debajo del nivel proyectado puede vender su licencia de contaminación a otras dos empresas. De esta manera, las dos empresas que adquieren las licencias tienen tiempo adicional para cumplir con los objetivos de reducción de emisiones establecidos por la ley.
Se han considerado otros programas basados en el mercado. Uno de ellos permite que la industria gane créditos de contaminación al adquirir vehículos contaminantes más antiguos – el llamado programa "dinero en efectivo por chatarra". Otro programa otorga créditos de contaminación a las empresas que adquieren modelos que usan combustible limpio.
Negociación de los reglamentos
Como se mencionó anteriormente, el desarrollo de un reglamento requiere mucho tiempo e inversión. Un método para reducir el tiempo e inversión es la negociación de los reglamentos. Bajo este enfoque, los representantes de diversos grupos se reúnen con la finalidad de tratar las opciones reglamentarias para una determinada fuente de contaminación del aire. A través del proceso de negociación, se desarrolla un reglamento aceptable para todas las partes afectadas por la ley.
| Através del proceso de negociación se desarrolla un reglamento aceptable para todas las partes afectadas por la ley. |
| 11. Indique un ejemplo de prevención de
la contaminación del aire
12. Especifique dos ejemplos de un programa de incentivos basado en el mercado. 13. ¿Cómo se desarrolla un reglamento bajo el enfoque de negociación de los reglamentos? |
| Respuestas
(a) Preparación de los
criterios de salud ambiental y el establecimiento de normas de calidad
del aire; (b) establecimiento de normas para emisiones contaminantes de
fuentes específicas y (c) implementación y operación de sistemas de
control.
Normas nacionales de calidad del aire para los contaminantes criterio; normas de operación para nuevas fuentes de emisión de contaminantes; y normas nacionales para la emisión de contaminantes peligrosos del aire. Verdadero. Recoger información sobre fuentes de contaminación del aire, determinar el éxito de los programas de control y evaluar las estrategias futuras de manejo. Las licencias incluyen las limitaciones para la emisión de contaminantes, calendarios de cumplimiento, requisitos del monitoreo y disposiciones afines. Un sistema usado por organismos reguladores para determinar si se cumplen las leyes y reglamentos ambientales. Automonitoreo, reporte y registro. Para evaluar el estado de cumplimiento de un establecimiento, para recoger pruebas de cualquier infracción específica de una ley o reglamento y para crear una presencia visible del organismo regulador ante el establecimiento regulado. Acciones en respuesta a infracciones de leyes y reglamentos ambientales por una persona o empresa. Verdadero. Programas para promover el uso eficiente de energía para el alumbrado. Negociar emisiones y otorgar a las empresas créditos de contaminación cuando adquieren modelos que usan combustible limpio. Los representantes de diversos grupos se reúnen con la finalidad de tratar las opciones reglamentarias para una determinada fuente de contaminación del aire. A través del proceso de negociación se desarrolla un reglamento aceptable para todas las partes afectadas por la ley. |