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Mariandreé Escobar: Definición y Propiedades

Eduardo Estrada: Leyes de los gases

Ignacio Pacheco: Gases relacionados con la contaminación y acciones para reducir los gases contaminantes

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Ley de Gay-Lussac

Esta ley establece que a un volumen constante la presión de una cantidad fija de gas es directamente proporcional a su temperatura en grados Celsius. T1​/P1​​=T2/​P2​​

Ley del gas ideal

Esta ley combina las leyes anteriores y establece la relación entre la presión P, el volumen V y la temperatura T de un gas ideal. PV=nRT

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Ley de Boyle

Esta ley establece que a una temperatura constante el volumen de una cantidad fija de gas es inversamente proporcional a su presión. P1​V1​=P2​V2​
Ley de Charles

Esta ley establece que a una presión constante el volumen de una cantidad fija de gas es directamente proporcional a su temperatura en grados Celsius. T1​/V1​​=T2/​V2​​

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- no tienen volumen ni forma propia así que usan el del contenedor que los contiene.

- pueden dilatarse al aumentar la temperatura y contraerse al enfriarlo

- tienen gran fluides ya que sus partículas no interactuan tanto.

- Se pueden comprimir si se les aplica presión.

https://www.equiposylaboratorio.com/portal/articulo-ampliado/que-son-los-gases-y-tipos

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Un gas es el estado de agregación de la materia en el que la sustancia no tiene forma, ni volumen.

https://humanidades.com/gases/

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Gases relacionados con la contaminación del ambiente

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Gases relacionados con la contaminación del ambiente

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1) Monóxido de carbono (CO)

2) Dióxido de azufre (SO2)

3) Óxidos de nitrógeno

4) Ozono (O3)

5) Benceno (C6H6)

6) Sulfuro de hidrógeno (H2S)

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La envoltura gaseosa que hace posible la existencia de vida sobre la tierra está compuesta en su mayor parte de nitrógeno y oxígeno, pero en su composición también tienen cabida g ases contaminantes de la atmósfera que resultan perjudiciales no solo para el entorno naturaln sino también para el ser humano.

¿Qué es la atmósfera terrestre y cuál es su composición?

Antes de describir cuáles son los gases más perjudiciales, resulta conveniente hacer un breve repaso acerca de qué es la atmósfera y qué gases la componen.

La atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea, en este caso, la tierra, permaneciendo fija en su lugar por efecto de la gravedad.

Tiene un grosor aproximado de 480 kilómetros, aunque la mayor parte de su contenido se localiza en los primeros 16 kilómetros a partir de la superficie terrestre. Además de contener el aire que precisan los seres vivos, también protege de la radiación solar excesiva, manteniendo el planeta en un rango de temperaturas óptimo.

En el siguiente listado se recoge los principales gases de una atmósfera limpia seca (es decir, en el listado no se incluye el vapor de agua) y el porcentaje en el que se presentan.

Nitrógeno (N2): 78 %

Oxígeno (O2): 20,94 %

Argón (Ar): 0,93 %

Dióxido de carbono (CO2): 0,04 %

Neón (Ne): 0,0018 %

Helio (He): 0,0005 %

Metano (CH4): 0,0002 %

Kriptón (Kr): 0,000114 %

Cabe aclarar que el término "aire limpio" es un concepto teórico que hace referencia a la composición que tendría la atmósfera en ausencia del ser humano (Sáez de Cámara, 2016).

¿Cuáles son los principales gases contaminantes de la atmósfera?

Según el tesauro de la Red Europea de Información y Observación del Medio Ambiente (EIONET), un contaminante atmosférico es "cualquier agente contaminante o combinación de agentes, incluyendo cualquier sustancia o materia física, química, biológica, radiactiva que se emita al aire ambiente o entre en él de otro modo y que pueda, en concentraciones suficientemente elevadas, dañar a los seres humanos, los animales, la vegetación o los materiales".

La monitorización de estas emisiones es una labor en la que ENVIRA atesora una probada experiencia, disponiendo de múltiples soluciones para su supervisión continua y en tiempo real orientadas tanto a redes de control y vigilancia de la calidad del aire como a dispositivos de internet de las cosas que permiten la recopilación de mediciones indicativas.

En los siguientes epígrafes se describen los principales gases contaminantes desde un punto de vista de su afección sobre la salud humana y su impacto sobre los ecosistemas.

Monóxido de carbono (CO)

El CO es un gas inodoro, incoloro, tóxico e inflamable. Tiene un período de vida de entre 30 y 90 días y es uno de los contaminantes atmosféricos más abundantes y con mayor distribución.

Su origen puede ser tanto natural como antropogénico. Así y de entre sus principales fuentes, cabe citar la quema de combustibles fósiles (vehículos con motor de combustión, industria, etc.) y biomasa (madera).

Reduce la capacidad de la sangre para transportar oxígeno a los tejidos corporales, comportando un grave riesgo para personas con patologías previas.

Dióxido de azufre (SO2)

El dióxido de azufre (SO2) es un gas incoloro, no inflamable y no explosivo que tiene una vida de unos 3 días.

Su principal fuente es la quema de combustibles fósiles ricos en azufre, si bien procesos naturales tales como las erupciones volcánicas también liberan SO2 a la atmósfera. Este gas contribuye a la acidificación a los ecosistemas mediante su deposición seca o húmeda (cuando entra en contacto con el vapor de agua presente en la atmósfera).

Sus efectos sobre la salud humana se dejan sentir de manera especial sobre el sistema respiratorio y el funcionamiento de los pulmones, pudiendo causar también irritación ocular.

Óxidos de nitrógeno

Los óxidos de nitrógeno se presentan en la atmósfera como:

Óxido nitroso (N2O), un gas volátil, incoloro, de olor dulce y de ligera toxicidad que se ha empleado de forma habitual como droga por sus efectos alucinatorios y el estado de euforia que genera (también se le conoce como el gas de la risa).

Dióxido de nitrógeno (NO2) es un gas contaminante que resulta de la combustión efectuada a alta temperatura (origen natural y antropogénico). Es tóxico e irritante y precursor de la formación de contaminantes secundarios tales como el ozono o partículas PM2.5.

Monóxido de nitrógeno (NO), que es incoloro, inodoro, no inflamable y tóxico que se oxida con rapidez convirtiéndose en NO2. Al igual que en el caso anterior, sus principales fuentes son tanto naturales (descomposición bacteriana, incendios, etc.) como derivadas de la actividad humana (vehículos motorizados y quema de combustibles fósiles).

Los NOx (combinación de NO2 y NO) tienen un efecto corrosivo sobre la piel y el sistema respiratorio, pudiendo causar un edema pulmonar cuando el sujeto se expone a concentraciones elevadas.

Ozono (O3)

El ozono es un contaminante secundario que, cuando se localiza en la troposfera, es decir, entre la superficie terrestre y los 10-12 primeros kilómetros de la atmósfera, genera un grave efecto sobre la salud humana y el entorno.

El ozono troposférico se forma por la reacción fotoquímica de los precursores, sustancias emitidas de forma directa tales como los NOx, el CO o los COVs, que reaccionan con la luz solar en condiciones atmosféricas estables (temperaturas altas y viento escaso).

Su impacto sobre la salud es notable, ya que tiene un marcado carácter oxidativo que le capacita para destruir incluso órganos completos.

Benceno (C6H6)

Según recoge el Registro Estatal de Fuentes y Emisiones Contaminantes, el benceno es un tipo de hidrocarburo líquido de olor dulce que se evapora con rapidez.

Al igual que otros contaminantes, tiene un origen natural y antropogénico, siendo, por ejemplo, los incendios forestales, los volcanes y el humo de los cigarrillos, algunas de sus principales fuentes.

El INSHT (1998) señala que la inhalación de esta sustancia en concentraciones elevadas, además de incrementar el riesgo de desarrollar cáncer, puede producir afecciones sobre el sistema nervioso central.

Sulfuro de hidrógeno (H2S)

El sulfuro de hidrógeno es un gas inflamable, incoloro, tóxico y que presenta un olor muy característico que lo hace fácil de detectar incluso en concentraciones bajas, aunque la fatiga olfativa también puede conducir a generar graves accidentes.

Sus principales fuentes son los volcanes o las zonas con aguas estancadas, estando también presente en el petróleo y el gas natural. Es un gas muy peligroso si se presenta en espacios confinados tales como sistemas de alcantarillado o torres de refrigeración.

Su principal efecto sobre la salud está asociado al bloqueo de la función enzimática (INSHT, 2011).

Fluoruro de hidrógeno (HF)

El fluoruro de hidrógeno es un gas (también puede presentarse en estado líquido) corrosivo e incoloro que se usa como materia prima en la industria de los refrigerantes, combustibles y aluminio.

Además de su efecto corrosivo, tiene efectos tóxicos e irritantes. Su inhalación ocasiona irritación ocular, nasal y epidérmica.

Conclusión

Como se puede observar, la atmósfera, lejos de presentar la composición teórica que se señalaba al inicio, es una compleja mezcla de gases en diferentes concentraciones procedentes tanto de fenómenos naturales como de procesos antropogénicos.

Su monitorización en continuo y a tiempo real resulta clave para prevenir afecciones graves sobre la salud y el entorno, una labor en la que la contrastada solvencia de ENVIRA transmite seguridad y confianza.

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¿Cuáles son los gases más contaminantes que hay en la atmósfera?

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Análisis de los principales gases contaminantes de la atmósfera: cuáles son y cómo afectan a la población y los ecosistemas.

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1) Incrementar la generación de energía renovable buscando reemplazar el uso de fósiles.

2) Transformar los patrones de movilidad reduciendo el uso de transporte personal y promoviendo el uso de buses públicos, carros eléctricos o bicicletas por ejemplo.

3) Reducir la deforestación parando la tala de arboles para construcción de lugares que sean lo contrario a ecológicos.

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Una de las máximas prioridades que afronta el planeta es reducir los gases contaminantes que se emiten a la atmósfera. Se trata de una tarea que exige la implicación de todo el mundo y en el que sobran las excusas. Las personas, a través de su comportamiento diario, influyen sobre la actual situación, por lo que las soluciones deben desarrollarse tanto en el ámbito individual como el plano administrativo/institucional o económico. No obstante, el presente artículo se centrará en mostrar cuáles son las principales medidas que pueden adoptarse para reducir las emisiones contaminantes, en esbozar el camino a seguir, sin especificar a qué agente le corresponde favorecer o ejecutar su implementación directa.

¿Por qué es necesario reducir estas emisiones?

Los efectos de la contaminación sobre la salud humana centran la mayor parte de las preocupaciones en torno al problema de los gases contaminantes. De hecho, este mismo blog ha dedicado varios artículos a describir las consecuencias de la contaminación sobre el bienestar de las personas, ya que uno de los principales objetivos de los dispositivos de ENVIRA es monitorizar la calidad del aire en continuo e informar a la ciudadanía a través de aplicaciones móviles o pantallas luminosas colocadas en puntos estratégicos de las zonas urbanas.

Pero su impacto también se deja notar en otros aspectos (1) que, en cierta forma, condicionan el futuro de la humanidad:

➢ Afecciones sobre el clima: según la Climate & Clean Air Coalition (2), los denominados contaminantes climáticos de vida corta (metano, carbono negro, ozono e hidrofluorocarbonos) son responsables del 30-40 % del calentamiento global.
➢ Afecciones sobre el agua y la meteorología: las partículas en suspensión pueden reducir la radiación solar que alcanza la Tierra, modificando la evaporación del agua y la formación de nubes.
➢ Afecciones sobre la producción de energía renovable: los experimentos llevados a cabo por Bergin, Ghoroi, Dixit, Schauer & Shindell (2017) en China, India y Arabia demuestran que la deposición de partículas en suspensión sobre los paneles solares reduce la producción de energía en un 17-25 %.
➢ Afección sobre los cultivos y la vegetación: mientras el ozono daña las células de las plantas y afecta a la fotosíntesis, el material particulado reduce la cantidad de luz solar que llega hasta la superficie terrestre, pudiendo limitar el crecimiento de las cosechas.

Así las cosas, ¿qué soluciones se pueden implementar para reducir los gases contaminantes y minimizar estos problemas?

6 medidas para reducir las emisiones atmosféricas y salvar el planeta

España, en virtud de los acuerdos firmados tanto en el marco de las Naciones Unidas como de la Unión Europea, ha asumido una serie de compromisos orientados a limitar y reducir las emisiones contaminantes.

Los principales objetivos a futuro (2021-2030), cuya consecución pasa por la puesta en práctica de las medidas que se recogen a continuación, son (3):

➢ Reducción de al menos un 40 % menos de emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con 1990.
➢ Consumo de al menos un 27 % de energía procedente de fuentes renovables.
➢ Mejora de al menos un 27 % en temas relacionados con la eficiencia energética.
➢ Incremento de las interconexiones eléctricas con otros países europeos.

Incrementar la generación de energía renovable

Reducir la actual dependencia de los combustibles fósiles para la producción de energía es una de las principales medidas para limitar las emisiones contaminantes.

En el caso de España y contabilizando el consumo eléctrico, térmico y de transporte, el peso de la energía renovable se sitúa en torno al 14 %, según la Asociación de Empresas de Energía Renovables (APPA) (4), 13 puntos por debajo del objetivo antes señalado.

Monitorizar, notificar y verificar las emisiones

Este procedimiento tiene como misión conocer de forma transparente cuáles son las emisiones.

Supervisar el cumplimiento de las diferentes políticas adoptadas y comprobar su efectividad es una labor en la que las redes de control y vigilancia de la calidad del aire y las redes de sensores en las que ENVIRA es especialista pueden jugar un papel clave. Los dispositivos IoT para supervisar la calidad del aire podrían contribuir a incrementar los datos disponibles. No obstante, esta información requiere de un proceso de verificación y análisis antes de poder ser aprovechada, una labor para la que ENVIRA también ha desarrollado metodologías propias.

Mejorar la eficiencia energética

Reducir la cantidad de energía necesaria para proporcionar productos o servicios es también una medida que repercute en la limitación de las emisiones de gases contaminantes. Ejemplos claros son la sustitución a bombillas LED que están llevando a cabo muchos municipios y ciudades en sus sistemas de iluminación pública o la rehabilitación de viviendas antiguas que tiene por objetivo mejorar su aislamiento y minimizar la energía necesaria para su climatización.

Transformar los patrones de movilidad

La movilidad, en especial en las áreas urbanas, debe apoyarse en el transporte público, los desplazamientos a pie y el coche eléctrico, preferentemente compartido, siendo necesaria la adopción de medidas que limitan la circulación de vehículos privados que usan combustibles fósiles, como Madrid Central.

Modificar los hábitos alimenticios

La cría, captura o cultivo de alimentos, su transformación y el posterior transporte y comercialización genera una importante huella de carbono que también resulta imprescindible reducir.

Consumir productos locales que no precisan de enormes cadenas de distribución o reducir el consumo de carne, que ocasiona un notable impacto ambiental, son cambios en los hábitos alimenticios que tienen su reflejo en las emisiones contaminantes.

Reducir la deforestación

Los bosques actúan como sumideros de carbono, absorbiendo parte del CO2 en exceso presente en la atmósfera. La deforestación, sin embargo, facilita la liberación a la atmósfera de ese carbono "secuestrado" por los árboles.

Así, por ejemplo, y de acuerdo con Global Forest Watch, solo la pérdida de bosques tropicales representa actualmente el 8% de las emisiones anuales de dióxido de carbono en el mundo.

Como se puede observar, existen numerosas medidas que pueden contribuir de manera efectiva a reducir las emisiones contaminantes, tanto en el ámbito individual como en el plano colectivo. No obstante, requieren del esfuerzo y participación de todas las personas. Aunque reducir los gases contaminantes puede ser una batalla ardua, es una carrera contra el reloj que no admite bajar los brazos. Nunca fue tan patente que el futuro de la humanidad depende de no darse por vencido o vencida a las primeras de cambio.

Referencias:

- (1) World Institute (2019). 5 under-recognized impacts of air pollution.
- (2) Climate & Clean Air Coalition (2017). Why we need to act now.
- (3) MITECO. Objetivos de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.
- (4) APPA. Renovables en España.
- Bergin, M., Ghoroi, C., Dixit, D., Schauer, J., & Shindell, D. (2017). Large reductions in solar energy production due to dust and particulate air pollution. Environmental Science & Technology Letters, 4(8), 339-344. doi:

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Cómo reducir la emisión de gases contaminantes

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Principales medidas y soluciones tecnológicas que se pueden implementar para reducir la emisión de los gases contaminantes.