Ficha técnica
El ozono es un gas incoloro de olor algo fresco que posee un gran poder oxidante. Constituye el 10% de todo el ozono atmosférico y debido a los procesos químicos que transcurren en áreas urbanas industrializadas, los niveles de ozono pueden aumentar significativamente, alcanzándose niveles a partir de los cuales se pueden originar efectos sobre los seres vivos y los materiales.
Se forma en la troposfera por acción de la luz solar sobre los gases considerados como sus precursores, siendo los más importantes los óxidos de nitrógeno (NOₓ), compuestos orgánicos volátiles (COV), el monóxido de carbono (CO) y el metano (CH₄). Es por tanto un contaminante secundario, ya que no es emitido directamente a la atmósfera por ninguna fuente y, también, un contaminante fotoquímico, ya que se forma con la intervención de la luz solar.
Por otra parte, el ozono troposférico absorbe la radiación infrarroja potenciando el efecto invernadero y a concentraciones altas es el componente más dañino del smog fotoquímico.
La Conselleria de Medio Ambiente de la Generalitat Valenciana, con la colaboración de la Fundación Centro de Estudios Ambientales del Mediterráneo (CEAM) desarrolla, dentro del marco de las directivas europeas sobre contaminación atmostérica, una campaña estival de vigilancia de los niveles de contaminación por ozono en la atmósfera, Previozono 2002 con objeto de informar sobre los niveles diarios de ozono y prevenir a la población sobre posibles casos de superación de los valores umbrales.
| EFECTO INVERNADERO |
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EL EFECTO INVERNADERO Durante las últimas décadas, se ha incrementado la preocupación acerca de los efectos sobre el clima que puede tener una creciente emisión de contaminantes a la atmósfera por parte de las actividades humanas. La temperatura media de la superficie terrestre se mantiene constante, ya que en el balance térmico terrestre, la cantidad de energía que llega a la superficie es igual a la energía que se desprende de ésta. Podemos definir como 'Efecto Invernadero' al fenómeno mediante el cual algunos gases existentes en la troposfera, como el dióxido de carbono, vapor de agua, metano, óxido nitroso y algunos compuestos halogenados, retienen parte de las radiaciones de baja frecuencia que son remitidas hacia el exterior por parte de la superficie terrestre. Este efecto es el responsable de que la temperatura media en la superficie terrestre sea de unos 15°C. Sin la presencia de estos gases de efecto invernadero la temperatura media en superficie sería de unos -18°C, y no sería posible la existencia de vida tal y como la conocemos en la actualidad. La creciente concentración de este tipo de gases de efecto invernadero, debido a diversas actividades por parte del hombre, produce una mayor absorción de la radiación infrarroja emitida desde la superficie terrestre, con un posterior aumento de la temperatura.
La contribución relativa de las emisiones de contaminantes a las alteraciones del clima es tema central de las investigaciones que se desarrollan en la actualidad, para así conocer los posibles efectos a escala planetaria que pudieran derivarse de las actividades humanas.
Fuente de los gases invernaderos  El dióxido de carbono se encuentra de forma natural en la atmósfera en una concentración constante debido al ciclo del carbono, pero se ve alterado por las actividades del hombre que hacen que este gas aumente de forma considerable. Las actividades que más afectan al incremento de las emisiones de CO₂, son el aumento del uso de combustibles fósiles, la fabricación de cemento, los procesos de tratamiento de carburantes y fugas en explotaciones mineras. Hoy en día el aumento de los niveles de dióxido de carbono es sobre todo por la quema de combustibles fósiles en países industrializados, ya que se ha comprobado que por cada kilogramo de combustible que se consume se produce alrededor de unos tres kilogramos de dióxido de carbono. La existencia de incendios, que generan a su vez gran cantidad de CO₂, y la tala progresiva de bosques, son dos importantes factores que favorecen la degradación de los suelos y la creciente desertificación. El problema de la disminución de masas forestales produce, a su vez, una gran disminución de la tasa de absorción total de CO₂ debida a la vegetación. Esta disminución de los sumideros de gases de efecto invernadero acentúa la problemática del cambio climático.
Consecuencias del efecto invernadero
Según el segundo informe publicado por el IPCC (Intergovernamental Panel on Climate Change) en 1995, se estima un aumento de la temperatura media global del aire en el año 2100 entre 1°C y 3,5°C. Un calentamiento de esta magnitud alteraría el clima en todo el mundo originando vientos más cálidos y secos. Esto provocaría en mayor o menor grado una serie de consecuencias, como un ascenso del nivel del mar por la fusión de hielos y glaciares (sobre todo en la Antártida), tormentas, inundaciones y sequías más intensas y frecuentes, así como cambios en la biota y en la productividad de alimentos. |
El efecto invernadero origina un aumento de la temperatura media de la tierra. | EL SMOG FOTOQUÍMICO | ||||||||
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Otra de las consecuencias de la contaminación atmosférica, es el fenómeno denominado 'Contaminación fotoquímica'. La producción de oxidantes fotoquímicos es un sistema complejo en el cual influye tanto la meteorología como las emisiones continuas de contaminantes y las reacciones que se producen entre ellas. De entre los procesos de formación de oxidantes fotoquímicos se puede resaltar la formación de ozono a través del ciclo fololítico del NO₂, la reacción del ozono y el oxígeno con hidrocarrburos produciendo radicales libres y la reacción de estos radicales libres primarios entre sí, produciendo otros contaminantes fotoquímicos. La mezcla de todas estas sustancias da lugar a la contaminación fotoquímica, denominada también 'smog fotoquímico'. Pequeñas cantidades de NO₂ son suficientes para producir la compleja serie de reacciones que supone el 'smog fotoquímico', el NO₂ se forma generalmente a parir del NO que se emite en los gases de combustión.
Este conjunto de reacciones podría alargarse añadiendo las reacciones que entre sí originarán los radicales libres formados y las reacciones de estos con los óxidos de nitrógeno y el ozono, etc... El 'smog fotoquímico' es la coexistencia de reactivos y productos en una atmósfera urbana, cuando tenemos óxidos de nitrógeno (NOₓ), monóxido de carbono (CO), metano (CH₄) y otros compuestos orgánicos volátiles (COVs), en presencia de radiación solar. La radiación que entra en juego es selectiva, con una longitud de onda umbral que provoca la reacción, y sin la cual la reacción no se produce. De la porción del espectro que alcanza la superficie terrestre, la banda ultravioleta y sus proximidades son las que intervienen en todos los procesos fotoquímicos, al ser las radiaciones más energéticas. De entre todos los productos del 'smog fotoquímico' se puede resaltar el ozono troposférico, los nitratos de peroxiacilo (PAN), aldehidos, cetonas, etc... Todos ellos importantes por lo que afectan en casos de afecciones asmáticas y broncopulmonares, y las lesiones foliares que originan en la plantas. Junto con el ozono troposférico, unos de los contaminantes secundarios más importantes originados en este proceso de contaminación fotoquímica son: |
| PEROXOACETILNITRATOS |
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Los PeroxoAcetilNitratos (PAN) son contaminantes secundarios formados por reacción fotoquímica de los compuestos orgánicos volátiles (COV's) y los óxidos de nitrógeno (NOₓ). En el medio atmosférico, los COV's reaccionan con oxígeno, ozono o radicales libres con producción de alehídos. Estos aldehídos se degradan por medio de mecanismos en los que intervienen los óxidos de nitrógeno, con reacciones finales de formación de peróxidos (peroxiaceltilnitratos).
Los peroxiacetilnitratos son compuestos altamente irritantes y lacrimógenos. Producen efectos dañinos en la vegetación. Fuentes Naturales No se han identificado fuentes naturales. Fuentes Antropogénicas Es un contaminante secundario que aparece como consecuencia de reacciones fotoquímicas en una atmósfera contaminada, generalmente urbana, por hidrocarburos, en presencia de óxidos de nitrógeno y ozono. La mayoría de los hidrocarburos, precursores de los PAN, proceden de las combustiones incompletas de los combustibles fósiles realizadas en la industria, calefacciones domésticas y en los motores de combustión interna de los vehículos. |
Efectos
Un aumento de los niveles del ozono troposférico es motivo de inquietud por los efectos adversos que este compuesto puede ejercer sobre las personas, animales, vegetación y materiales.
Salud
Los efectos sobre la salud de los seres vivos varían en función de la concentración de ozono que hay en el ambiente, de la duración de la exposición y de la sensibilidad del individuo hacia el contaminante.
El ozono puede provocar irritación ocular (conjuntivitis seca y lacrimación) aunque es el aparato respiratorio el principal perjudicado por la acción de este compuesto (deterioro de la función pulmonar, aumento de la reactividad bronquial, ... etc).
La Directiva 2002/3/CE establece el valor de 180 mg/m³ (valor medio en una hora) como umbral de información a la población, nivel a partir del cual una exposición de breve duración supone un riesgo para la salud humana de los grupos de población especialmente de riesgo. También establece el valor 240 mg/m³ (como valor medio en una hora) como umbral de alerta a la población, por encima del cual existe un riesgo para la salud humana de la población en general, en caso de exposición de breve duración.
Vegetación
En las especies vegetales el ozono penetra a través de los estomas abiertos provocando daños foliares y pérdidas de producción.
En general los daños en las plantas atribuibles a la contaminación por ozono son:
- Daños foliares (clorosis, necrosis y caída de hojas).
- Disminución de la producción vegetal (menor rendimiento y calidad de los cultivos).
- Mayor predisposición de las plantas a ataques mortales por plagas de insectos o enfermedades.
Materiales
Las obras de arte pueden sufrir graves daños por la exposición prolongada al ozono debido al carácter oxidante del mismo. Éste también tiene efectos corrosivos sobre la pintura, los géneros textiles, cauchos y plásticos; no obstante, estos daños suelen ser limitados al ser materiales resistentes, tras haber sido tratados con medidas preventivas (incorporación de antioxidantes).
Fuentes
Naturales
Aproximadamente el 20% del ozono que existe en la troposfera proviene de la formación natural de este gas en la estratosfera.
Antropogénicas
Al ser el ozono un contaminante secundario se forma por acción de la luz solar sobre sus precursores, como son los óxidos de nitrógeno (NOₓ), compuestos orgánicos volátiles (COV), el monóxido de carbono (CO) y el metano (CH₄).
En los últimos años se ha observado un incremento de los precursores del ozono debido a la emisión incontrolada por parte del hombre de dichos compuestos. Los sectores que contribuyen mayoritariamente a la emisión de estos contaminantes primarios precursores del ozono son:
- Los procesos de combustión (el transporte y la generación de la energía eléctrica) y los procesos industriales son las fuentes más importantes de óxidos de nitrógeno (NOₓ).
- Los procesos que consumen combustibles fósiles (sólidos y gaseosos) y el uso de disolventes y pinturas son la principal fuente de compuestos orgánicos volátiles (COV).
El ozono es una molécula muy reactiva que sigue reaccionando con otros contaminantes presentes en el aire y acaba formando un conjunto de varias decenas de sustancias distintas como nitratos de peroxiacilo (PAN), peróxido de hidrógeno (H₂O₂), radicales hidroxilo (OH), formaldehído, etc.
Estas sustancias, en conjunto, pueden producir importantes daños, algunos de los cuales se describen a continuación.
Formación
Existen una serie de compuestos que intervienen en las reacciones que dan lugar a la formación de ozono. Estos son: los óxidos de nitrógeno (NOₓ), compuestos orgánicos volátiles (COV), el monóxido de carbono (CO) y el metano (CH₄).
Los COV y los NOₓ reaccionan de la siguiente manera:
COV₅ + OH + O₂ --> RO₂ + H₂O
RO₂ + NO + O₂ --> NO₂ + HO₂ + Compuestos de carbonillo
HO₂ + NO --> NO₂ + OH
2(NO₂ + hv + O₂ <--> NO + O₃)
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(NOₓ + OH +) COV + 4O₂ --> 2O₃ + Compuestos de carbonillo + H₂O (+NOₓ + OH)
OH y HO₂ : Radicales
RO₂ : Hidrógenos peróxidos
Por su parte, los gases como el monóxido de carbono (CO) y el metano (CH₄) intervienen en la producción de ozono troposférico según el siguiente proceso:
CO + O₂ + hv --> ...... --> CO₂ + O₃ ----- λ < 410 nm
CH₄ + O₂ + hv --> ...... --> CO + O₃ + H₂O ----- λ < 330nm
Los niveles de ozono varían a lo largo del día, dependiendo de la intensidad del tráfico, de la actividad industrial y de la intensidad de la luz solar. Normalmente en los países mediterráneos es en verano (altas temperaturas, cielos despejados, elevada insolación y vientos bajos) cuando se dan condiciones meteorológicas favorables para la formación de ozono.
Límites
LEGISLACIÓN
En lo que se refiere al Ozono (O₃), la referencia normativa para el control de la calidad del aire viene indicada en el Real Decreto 1796/2003, de 26 de diciembre, relativo al ozono en el aire ambiente, que traspone al derecho español la Directiva 2002/3/CE del Parlamento europeo y del Consejo de 12 de febrero de 2002 relativa al ozono en el aire ambiente.
El Real Decreto 1796/2003, establece los siguientes valores objetivo y umbrales:
Valores objetivo de ozono
| Valor objetivo | Parámetro | Valor objetivo para 2010 |
| Valor objetivo para la protección de la salud humana | Máximo de las medias octohorarias del día | 120 µg/m³ que no deberá superarse más de 25 días por cada año civil de promedio en un período de 3 años |
| Valor objetivo para la protección de la vegetación | AOT40 calculada a partir de valores horarios de mayo a julio | 18000 µg/m³.h de promedio en un período de 5 años |
Valores objetivo a largo plazo de ozono
| Valor objetivo a largo plazo | Parámetro | Objetivo a largo plazo |
| Valor objetivo a largo plazo para la protección de la salud humana | Máximo de las medias octohorarias del día en un año civil | 120 µg/m³ utilizando como referencia el año 2020 |
| Valor objetivo a largo plazo para la protección de la vegetación | AOT40 calculada a partir de los valores de mayo a julio | 6000 µg/m³.h utilizando como referencia el año 2020 |
Umbrales de información y alerta relativos al ozono
| Parámetro | Umbral | |
| Umbral de información | Promedio horario | 180 µg/m³ |
| Umbral de alerta | Promedio horario * | 240 µg/m³ |
* A efectos del cumplimiento del artículo 7, la superación del umbral se debe medir o prever durante tres horas consecutivas.