Cuestiones asociadas a punto P1

1.1) Explique el fenómeno que está sucediendo y su influencia en la dispersión de los contaminantes.

Durante el mediodía y tarde la situación atmosférica es normal: la temperatura decrece con la altura. Sin embargo, durante la noche se produce un mayor enfriamiento del suelo que propicia la formación de una inversión térmica en las capas bajas. Al amanecer el suelo empieza a calentarse ayudado también por una aumento en la actividad urbana lo que origina que la situación empiece a normalizarse. Todo esto se debe a que el suelo emite continuamente radiaciones infrarrojas a la atmósfera, mientras que solo se calienta de día con la energía solar.

1.2): ¿Qué medidas preventivas y correctoras se pueden tomar frente a la contaminación?

Las medidas preventivas son las encaminadas a evitar la aparición del problema, como son:

* La planificación de usos del suelo, que mediante los planes de ordenación del territorio contemplen los lugares idóneos para establecer industrias.

* Las evaluaciones de impacto ambiental, que son estudios previos de las alteraciones que sobre el medio ambiente en general y sobre la atmósfera provocan determinadas acciones.

* El empleo de tecnologías de baja o nula emisión de residuos.

* Programas de I+D relativos a la búsqueda y aplicación de fuentes de energía y procesos productivos alternativos menos contaminantes.

* Mejora de la calidad y el tipo de combustibles o carburantes, que no generen contaminantes (el empleo de gasolinas sin plomo) o que emitan menos (como el gas natural con menor contenido en azufre).

* Medidas sociales de educación ambiental, para lograr del ciudadano un uso racional y eficiente de la energía (ahorro, empleo de transporte público...).

* Medidas legislativas con el establecimiento de normativas sobre calidad del aire por parte de las administraciones locales, regionales, nacionales e internacionales. La UE ha fijado una Directiva Marco de calidad del aire que establece las bases para lograr mejoras en la calidad del aire y en ella han de basarse las normativas de control de calidad de los países miembros.

Mientras que las medidas correctoras, como la depuración del aire contaminado y las estrategias de dispersión, intentan evitar la descarga masiva de contaminantes a la atmósfera. Entre ellas podemos mencionar:

* La concentración y retención de partículas con equipos adecuados como los separadores de gravedad, basados en la acción de la gravedad; los filtros de tejido, en los que la corriente de aire con las partículas pasa a través de un tejido filtrante, etc.

* Los sistemas de depuración de gases que emplean mecanismos de absorción basados en la circulación de líquidos capaces de disolver el contaminante gaseoso, métodos de adsorción que emplean sólidos que retienen selectivamente los contaminantes, etc.

* La expulsión de los contaminantes por medio de chimeneas adecuadas, de forma que se diluyan lo suficiente, evitando concentraciones a nivel del suelo. En este caso se reduce la contaminación local, pero se pueden provocar problemas en lugares alejados de las fuentes de emisión.

1.3) ¿Por qué cabe esperar que la temperatura de un núcleo urbano sea superior a la de las zonas colindantes? ¿Cómo influye dicho comportamiento en la dispersión de los contaminantes?

En las ciudades existe un microclima muy peculiar que genera movimientos locales del aire. Esto ha llevado a definir las urbes como islas térmicas, debido a que las temperaturas son más elevadas que en las zonas rurales circundantes por el calor que se produce en las combustiones en vehículos, automóviles, calefacciones y el desprendido por edificios y pavimento. Ello favorece la aparición de las brisas urbanas, circulaciones cíclicas de las masas de aire frío de la periferia.

Estos hechos contribuyen a dificultar la dispersión de los contaminantes, favoreciendo su concentración y originando la típica formación urbana denominada cúpula de contaminantes, se que ve incrementada por situaciones anticiclónicas y que puede ser eliminada por la llegada de frentes fríos que aporten vientos y lluvias a la ciudad.

Cuestiones asociadas a punto P2

2.1) ¿Por qué no coinciden los valores máximos de NO y el de NO2?

NO y NO₂ son contaminantes primarios, no obstante, una parte de NO puede oxidarse y pasar a NO₂ (en este caso como contaminante secundario), por tanto, éste último alcanza su nivel máximo más tarde que el primero (ya que lo hace a expensas de él).

2.2) ¿Por qué se alcanzan los valores máximos de ozono en las horas de máxima radiación solar y los niveles mínimos durante la noche?

El ozono es un gas de origen secundario que se forma a partir de reacciones fotoquímicas de la luz solar con óxido de nitrógeno. Es por esto por que lo que durante las horas de mayor radiación solar el ozono alcanza su máxima concentración.

2.3) Diferencia entre contaminante primario y secundario.

Los contaminantes primarios son los que se expulsan directamente a la atmósfera desde las fuentes emisoras. Son muchos los gases contaminantes primarios, pero los más comunes son el monóxido de carbono (CO), los óxidos de azufre y nitrógeno (SO_X y NO_x). Estos gases dañan directamente la vegetación y son irritantes para los pulmones.

Por otro lado, los contaminantes secundarios son aquellos que se forman mediante procesos químicos atmosféricos a partir de los anteriores y gracias a la radiación solar. Algunos de estos contaminantes secundarios son el ácido sulfúrico (SO₄H₂), formado por la oxidación del SO₂, el dióxido de nitrógeno (NO₂), formado al oxidarse el contaminante primario NO y el ozono (O₃), que se forma a partir del oxígeno (O₂).

Cuestiones asociadas a punto P3

3.1) Explique qué tipo de situación atmosférica se representa en cada uno de estos dibujos.

En la primera gráfica se observa una situación atmosférica “normal” en cuanto al gradiente vertical de temperaturas, mostrando como decrece con la altura.

Esta situación puede responder a condiciones tendentes a la inestabilidad, al implicar el ascenso del aire caliente en superficie, lo que determina la creación de situaciones ciclónicas o borrascas. No obstante, también se pueden presentar, en un gradiente moderado, en condiciones de estabilidad atmosférica o anticiclónica.

En la segunda gráfica se percibe que existe una franja o capa de aire en la que se produce una “inversión” en el gradiente normal de temperatura, de forma que se almacena una capa de aire frío a cierta altura.
Esta situación responde a condiciones anticiclónicas con escasa mezcla vertical.

3.2) Describe las situaciones meteorológicas que se dan en los dibujos, relacionando cada una de ellas con el fenómeno de la contaminación atmosférica.

La situación de gradiente atmosférico continuo de la imagen primera permite una dispersión vertical eficaz de las emisiones, mientras que la situación de inversión térmica la impide, por lo que se incrementan los niveles de inmisión o acumulación de los contaminantes emitidos en las capas bajas.

3.3) Explique razonadamente si existe alguna relación entre las situaciones meteorológicas y la forma en que se produce la dispersión del humo emitido por las chimeneas.

La forma de los penachos de humo indica la existencia (arriba) o no (abajo) de dispersión vertical de los contaminantes y, por tanto, de movimiento del aire. En el dibujo inferior, la alineación horizontal de los humos indica la presencia de la capa de inversión térmica que impide el ascenso.

Cuestiones asociadas a punto P4

4.1) Nombre y describa brevemente los procesos señalados con las letras A, B, C y D.

A: Fotosíntesis.
B: Respiración.
C: Oxidación (Combustión incendio)
D: Oxidación (Combustión industrial)

4.2) ¿Qué destino tiene el CO₂ retirado de la atmósfera en el proceso A? ¿Qué papel juegan en ese destino los seres vivos?

Las plantas y el fitoplancton fijan el CO₂ atmosférico mediante la fotosíntesis, convirtiéndolo en biomoléculas orgánicas. Otros organismos también lo fijan incorporándolo a sus esqueletos y caparazones.

4.3) Explique cómo interviene la actividad humana en las velocidades de entrada y salida de Carbono en la atmósfera (básese sólo en las representadas en el dibujo). ¿Qué consecuencias tiene esto sobre la concentración de CO₂ atmosférico?

En el dibujo vemos cómo cierta cantidad de carbono se reincorpora a la atmósfera por las combustiones de combustibles fósiles y quema de materia orgánica. Estos procesos conducen a un incremento del CO₂ atmosférico y, por tanto, un incremento del efecto invernadero (aumentando el calentamiento global).