Smog fotoquímico
El smog fotoquímico es el mejor ejemplo de contaminación del aire, donde se producen niveles relativamente altos de ozono a nivel del suelo como resultado de reacciones inducidas por la luz entre los contaminantes.
El proceso de formación de smog involucra centenares de reacciones diferentes, que a su vez implican docenas de compuestos químicos actuando simultáneamente.
La palabra smog proviene de la contracción de las palabras inglesas “smoke” (humo) y “fog” (niebla).
Los principales reactivos originales en un episodio de smog fotoquímico son el óxido nítrico, NO, los hidrocarburos no quemados que se emiten al aire, y compuestos orgánicos volátiles (COVs). El otro ingrediente vital en un episodio de este tipo es la luz solar, la cual sirve para incrementar la concentración de radicales libres que participan en los procesos químicos de formación de smog.
Los productos finales del smog son ozono, ácido nítrico y compuestos orgánicos.
COVs + NO + O2 + luz solar ------> O3 + HNO3 + compuestos orgánicos
Las sustancias como el óxido nítrico, hidrocarburos y otros COVs que se emiten inicialmente al aire se denominan contaminantes primarios.
Aquellas sustancias que se forman como productos del smog fotoquímico se denominan contaminantes secundarios, y pueden ser ozono, ácido nítrico, y otros compuestos orgánicos.
El ozono puede ser perjudicial para la salud humana si está en elevadas concentraciones en el aire,
de ahí el peligro del smog ya que el principal contaminante del smog es el ozono.
Para que en una ciudad se produzca un episodio de smog deben cumplirse varios factores, como que las concentraciones de estos contaminantes deben ser varios órdenes de magnitud superiores a los presentes en un aire limpio.
En segundo lugar el tiempo debe ser cálido y lucir mucho el sol, como en días calurosos de verano, las masas de aire pueden atrapar a los contaminantes durante largos períodos de tiempo y cuando se encuentran con la luz solar, se forman los contaminantes del smog mediante unas reacciones químicas a partir de los contaminantes primarios.
El smog se manifiesta en las grandes ciudades, con bastante tráfico o ciudades con grandes industrias, con la formación de una neblina de color amarillo-parduzco. Esta neblina es debida a la presencia de algunos contaminantes del smog que producen este color característico.
Un ejemplo claro se observa en la Ciudad de México.
Afecciones que produce el smog
Los intermedios y productos finales de las reacciones químicas del smog (ozono superficial, dióxido de axufre, óxidos de nitrógeno, etc.) pueden afectar a la salud humana, y pueden causar daño a las plantas, animales y algunos materiales.
Sin lugar a dudas, el impacto del smog dependerá de varios factores como:
• Niveles y tipos de contaminantes en el aire.
• Tu edad y general estado de salud.
• La influencia del tiempo climático.
• El tiempo de exposición.
• El lugar donde se produce.
El efecto del ozono en las personas sanas es tan grave como en las que tienen problemas respiratorios. Mientras que de otros contaminantes los efectos son mayores en el grupo poblacional de riesgo. Especialmente se sufre los problemas de salud producidos por el smog cuando las personas realizan actividades en el exterior, y sobre todo, actividades físicas como trabajo, deporte, etc.
Los grupos más sensibles a la exposición al ozono incluyen:
• Niños. Este grupo es el que más riego tiene al ozono. Frecuentemente gastan una parte larga del
día a actividades en el exterior.
• Adultos que realizan actividades en el exterior. Adultos de cualquier que pasan un gran tiempo
en el exterior, y por lo tanto están más tiempo expuestos a los niveles de ozono.
• Personas con enfermedades respiratorias. Generalmente sufren los efectos a niveles mś bajos de
ozono que las personas sanas.
• Personas con susceptibilidad al ozono. Hay gente que son más sensibles que otras a la
exposición al ozono.
Los contaminates del smog y, especialmente, el ozono producen irritación transitoria en el sistema respiratorio, dando lugar a tos, irritación de la nariz y de la garganta, respiración más breve, y dolor de pecho al respirar profundamente.
También hay agravaciones a otros problemas respiratorios como el asma, cuando existen niveles altos de ozono, las personas que padecen asma tienen más posibilidades de sufrir ataques. Incluso durante la exposición al smog, las personas con problemas alérgicos son más sensibles a sus problemas.
Incluso las personas sanas y los jóvenes a menudo experimentan estos síntomas mientras se hace ejercicio en el exterior durante los episodios de smog.
Los efectos del ozono en los animales son similares a los efectos en humanos, principalemente, problemas respiratorios.
El ozono tiene efectos sobre algunos cultivos agrícolas. Aparentemente, el ozono reacciona con el etileno que emiten las plantas, generando radicales libres que luego dañan a los tejidos de las plantas. Se blanquean las plantas, pierden hojas, decrece la producción de polen, etc. La velocidad de fotosíntesis se reduce y de este modo, a causa del ozono, la habilidad de las plantas para crecer se reduce.
¿Cómo minimizar las emisiones de contaminantes?
Para mejorar la calidad del aire en zonas urbanas que sufren smog fotoquímico, se deben reducir las concentraciones de los contaminantes que se emiten al ambiente. Los principales compuestos que se deben evitar son los NOx y los hidrocarburos (especialmente los que contengan enlaces C=C) ya que son los que producen la mayor parte de los problemas del smog.
Ya que estos contaminantes son gases provenientes de combustiones fósiles y productos contaminantes, el camino más lógico para reducir el smog es el uso cuidadoso y eficiente de estos productos y recursos.
Estudios de simulación indican que podría ser más efectivo disminuir la concentración de los óxidos de nitrógeno que de cualquier otro contaminante.
Sabiendo esto, la formación de óxido nítrico en un sistema de combustión puede reducirse de diversas formas, por ejemplo con un aumento de la temperatura de la llama. Otra posible forma que se utiliza es colocando un catalizador en los tubos de escape de los automóviles. Estos catalizadores son superficies de rodio que logran reducir las emisiones de óxidos de nitrógeno en una buena parte, revirtiendolos a oxígeno y nitrógeno, utilizando agentes reductores como hidrocarburos no quemados, CO2 y H2. Con esto se consigue también reducir las emisiones de CO y de hidrocarburos.
En muchas ciudades se intenta disminuir el tráfico a la mitad cada día permitiendo el uso de automóviles en días alternos.
En algunas centrales de energía se utilizan quemadores especiales preparados para disminuir la temperatura de la llama y conseguir así disminuir la emisión de óxidos de nitrógeno.
La industria tiene un papel clave que jugar en la reducción de las emisiones de contaminantes. Se deben tomar las medidas oportunas para que se emitan la menor cantidad de contaminantes al ambiente por medio de las industrias.
En una cuestión más individual cualquiera puede ayudar a reducir los niveles de smog haciendo pequeños cambios en los hábitos diarios:
• Desplazarse utilizando vehículos menos contaminantes como bicicletas o utilizar transporte público. El objetivo sería utilizar los automóviles en la menor medida posible, esto no es sólo bueno para la reducción del smog, sino para la contaminación del planeta en general.
• Compartir los vehículos con otras personas. Un vehículo compartido por dos personas en lugar de utilizar dos vehículos, reduce la contaminación a la mitad.
• Conducir de manera inteligente, la forma de conducción también es importante ya que de eso va a depender algunas emisiones de contaminantes desde los vehículos.
• Revisar el automóvil cada poco tiempo, para que no tenga problemas de pérdidas de gasolina o mal quemado de los combustibles.
• Compra automóviles que respeten más el medio ambiente.
• No se debe utilizar aire acondicionado.
• Si se utiliza algunos compuestos químicos volátiles (pinturas, disolventes, etc.), tener cuidado de que se evapore la menor cantidad posible y cerrar bien los recipientes después del uso.
• Ahorrar energía es algo muy importante que ayuda a reducir la contaminación aérea, ya que si se usa menos energía, menor cantidad de combustibles fósiles serán quemados.
Por último, es importante destacar que un aliado muy importante en la reducción de la contaminación del smog, y de la contaminación en general es la educación. Con gente bien informada sobre los problemas de la contaminación y sobre el valor que tiene la reducción de esa contaminación es mucho más fácil llegar a los objetivos que se proponen desde las organizaciones para la reducción de los contaminantes.
Bibliografía
- Colin Baird. Química Ambiental. Editorial Reverté S. A. Barcelona. 2001
- http://yerga.files.wordpress.com/2010/05/smog-fotoquimico.pdf
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