CONTAMINACIÓN DE LA CAPA FLUIDA.

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Por contaminación se entiende la liberación en el aire de una o más sustancias o niveles de energía en concentraciones y duración tales que puedan originar riesgos, perjuicios a los bienes, o cambios de clima.

Las masas de aire transportan, concentran y difunden los contaminantes de acuerdo con sus propias características de movimiento convectivo.

Las medidas se suelen hacer en microgramos (o ppm) de contaminante por m3 de aire durante un tiempo determinado.

CICLO DE LOS CONTAMINANTES

Emisión: (contaminantes primarios). Cantidad de cada contaminante vertido desde una fuente emisora a la atmósfera en un periodo de tiempo determinado. Puede ser una emisión puntual o difusa.

Inmisión: Cantidad de contaminante que llega al receptor una vez transportado por la atmósfera en un tiempo determinado.

Mezcla: reacciones químicas entre contaminantes primarios y otras sustancias o modificados por la energía solar para formar derivados (contaminantes secundarios).

Deposición: (Sumidero porque desaparece de la atmósfera). Conlleva la acumulación de los contaminantes en la superficie terrestre. Vía seca (aerosoles cerca del foco) o húmeda (lejos del foco como la lluvia ácida).

Respuesta: Efectos negativos de la contaminación sobre los distintos receptores (personas, edificios, ecosistemas...)

FUENTES DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE

Naturales:

Volcanes (ver materiales y gases de expulsión). Viento: Polvo Incendios naturales:Humos y aerosoles. Mares y océanos: Aerosoles, sal, flúor. Ruidos: Truenos Seres vivos : productos volátiles de su muerte y descomposición.

Antropogénicas o antrópicas:

Hogar: calefacción, electrodomésticos, basuras, etc Transporte: automóviles, motos, trenes, aviones, barcos, Industria: centrales térmicas, siderometalúrgicas, papeleras, cementeras, químicas, refinerías,

agroalimentarias, minería, etc. Ganadería y agricultura: gases, exceso de abonos, purines, plaguicidas, etc. Incendios provocados: humos, partículas sólidas, aerosoles. Vertederos: eliminación de residuos sólidos, líquidos y gases. Radiaciones: emitidas por centrales nucleares, hospitales, investigación. Ruidos (contaminación sonora)

TIPOS DE CONTAMINANTES

Contaminantes primarios: Proceden directamente de las fuentes de emisión.

o Sólidos y líquidos:

PM10: Pequeñas partículas sólidas o líquidas de polvo, cenizas, hollín, partículas metálicas, cemento o polen, dispersas en la atmósfera, y cuyo diámetro es menor que 10 µm. Están formadas principalmente por compuestos inorgánicos como silicatos y aluminatos, metales pesados (Arsénico, plomo, cobre cadmio, mercurio) entre otros, y material orgánico asociado a partículas de carbono (hollín).

o Gases:

Óxidos: Del azufre: (SOx) = SO2 , SO3 (éste es secundario). Del nitrógeno: (NOX) = NO y NO2

Del carbono: CO; CO2

Hidrocarburos CH4

Compuestos halogenados: HCl; CH3Cl; CH3Br Dioxinas y furanos y los policlorobifenilos (PCB). CFC Clorofluorcarbonados

Otros compuestos: sulfídrico (H2S)

CONTAMINANTE ORIGEN EFECTOS

ANTRÓPICOS NATURALESPM10 Combustiones industriales y

domésticas MineríaFabricas de cementoIncendios

Incendios naturalesErupciones volcánicas

Acumulativos sobre respiratorioAlergias

Metales pesados Industrias metalúrgicasInsecticida y fungicida.

Aerosol marinoIncendiosVolcanes

Carcinógenos acumulativos sobre respiratorio, circulatorio y nervioso

SO2 Combustiones industriales y domésticas de combustibles fósiles.

Erupciones volcánicas Irritante en el respiratorio bronquitis.

(NOX) = NO y NO2 Calefacciones, vehículos, centrales térmicas, abonos, plaguicidas (casi todo el NO2 es antrópico).

Volcanes, tormentas,relámpagosAcción bacteriana del suelo

Irritante en el respiratorio bronquitis, asma, enfisema.

CO; CO2 Quema biomasaVehículos: combustión de hidrocarburosIncendios provocados

OcéanosIncendios forestalesDeforestaciónRespiración de las plantas.

Efecto invernadero.CO letal

Hidrocarburos CH4 y sus radicales libres..

Petróleo, gas, vehículos, residuos, disolventes

Zonas pantanosas y océano. Fermentaciones

Efecto invernadero

HCl; CH3Cl; CH3Br Combustión de carbónIncineración plásticosRefrigerantesFumigación

Erupciones volcánicasIncendios forestales, océanosEmisiones biogénicas

Irritación mucosasDespigmentación en plantas

Dioxinas y furanos y los policlorobifenilos (PCB).

Incineración de residuos que contienen sustancias cloradasIndustria química de pesticidas reacciones de productos químicos clorados.

No existen

Mutagénico Cancerígeno

CFC Disolventes, sprays, espumantes,

No existen Destruye ozono estratosférico

Sulfídrico (H2S) Industrias papeleras VolcanesHumedalesMetabolismo anaerobio.

Irritante

Contaminantes secundarios: se forman a partir de los primarios por reacciones químicas entre éstos y componentes normales de la atmósfera, especialmente el vapor de agua y la radiación solar, formándose otros compuestos nuevos por transformación de los ya existentes.

o SO3 (anhídrido sulfúrico)o H2SO4 (á cido sulfúrico)o NO3 (tritóxido de nitrógeno)o PAN (nitrato de peroxiacetileno)o O3 (ozono troposférico)

CONTAMINANTE PROCESO EFECTOS

SO3 (anhídrido sulfúrico)H2SO4 (á cido sulfúrico)

SO3 formado a partir del SO2 que se condensa rápidamente y reacciona con el agua para formar el H2SO4

Gas incoloro que participa en el smog clásico (corrosivo y peligroso para el aparato respiratorio) H2SO4 responsable de la lluvia ácida, junto con el HNO3.

NO3 (tritóxido de nitrógeno) NO3 procede de la oxidación del NO2 por el ozono

Smog fotoquímico. Oxidante que irrita las vías respiratorias y daña a las plantas y los materiales.

PAN (nitrato de peroxiacetileno) Se forma a partir de los hidrocarburos mediante una reacción fotoquímica

Smog fotoquímico. Oxidante que irrita las vías respiratorias y daña a las plantas y los materiales.

O3 (ozono troposférico).Gas azul pálido, irritante y picante.

Se origina a partir de la acción de la radiación ultravioleta sobre el O2, sobre los NOx e hidrocarburos.

Se descompone fácilmente, lo que explica su poder oxidante. Oxidante que irrita las vías respiratorias y daña a las plantas y los materiales.

Radiaciones:o Ionizantes: transformación de la estructura electrónica del átomoo No ionizantes

Luz Sonido: (Ruido: todo sonido molesto e intempestivo que produce efectos

fisiológicos y psicológicos en las personas).

CONTAMINANTE

ORIGENEFECTOSANTRÓPICOS NATURALES

Radiaciones ionizantes

Escape en centrales nucleares, medicina, investigación, cables del fluido eléctrico, electrodomésticos, telefonía móvil, etc.

Radiaciones solares

Mutagénica

Radiaciones no ionizantes: luz

Luces artificiales Contaminación lumínica

Radiaciones no ionizantes: sonido

Industria, transportes, tráfico, construcción, lugares de ocio y de aglomeración urbana.

Truenos, terremotos, volcanes, sonidos de la naturaleza...

Efectos fisiológicos y psicológicos (pérdida de audición, dolor de cabeza, irritabilidad, estrés, neurosis, alteraciones del sueño, disminución de la concentración en el trabajo y estudio, etc. Las vibraciones también pueden afectar a edificios y monumentos.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DINÁMICA DE LA DISPERSIÓN

Las características de la emisiones:

Naturaleza del contaminante (gas o partícula). Concentración del contaminante. Velocidad de salida del foco de emisión. Temperatura a la que se emite el contaminante. La altura del foco emisor.

La presencia de masas vegetales colabora en la disminución de la dispersión del contaminante ya que frena al viento e impide su dispersión.

Las características topográficas. Como la naturaleza del terreno, la densidad y altura de las edificaciones, las zonas costeras (brisas marinas).

Las condiciones atmosféricas (variables meteorológicas):

Los movimientos horizontales del aire (el viento) . La dispersión de los contaminantes depende de la velocidad y dirección del viento, de las turbulencias del mismo, ...

Los movimientos verticales . Las situaciones anticiclónicas dificultan la dispersión de los contaminantes y aumentan la inmisión de los mismos. En situaciones de borrasca se facilita la dispersión ya que el aire al ascender arrastra a los contaminantes.

Las situaciones de inversión térmica impiden el movimiento vertical de las masas de aire y los contaminantes quedan atrapados en la superficie terrestre y primeros metros de la atmósfera.

EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN

Daños a bienes: modificación del aspecto de edificios e instalaciones. Decoloración de pinturas. Deterioro de las construcciones. Corrosión de metales (100 veces mayor en zona contaminada). Ataca a materiales orgánicos (piel, papel, fibras textiles, etc.).

Daños por pérdidas: en reparar daños materiales o desgastes: (corrosión de metales, edificios, mercancías, pérdidas agrícolas).

Daños por gastos: en costos por equipos anticontaminantes y dispositivos de medida.

Daños a las plantas: produce necrosis (muerte de las células). Destruye plantas jóvenes dando al mismo aspecto de quemadas. Se decoloran y se vuelven rígidas. Hace a las plantas inutilizables para la alimentación.

A corto y medio plazo los daños pueden ser en la salud humana, a largo plazo podrían estar provocando lo que llamamos el cambio climático.

Los efectos son variables, dependiendo del radio de acción de las sustancias contaminantes. Podemos así hablar de efectos locales (islas de calor, smog sulfuroso o húmedo y smog fotoquímico o seco), regionales (lluvia ácida) y globales (agujero de la capa de ozono y cambio climático).

EFECTOS LOCALES DE LA CONTAMINACIÓN

Las condiciones atmosféricas influyen decisivamente en la contaminación atmosférica, sobre todo en las ciudades y zonas industriales en donde los focos de contaminación son mayores.

Islas de calor

La isla de calor es una situación atmosférica que se da en situaciones de estabilidad por la acción de un anticiclón térmico. Éste genera una zona de inversión térmica que impide que continúe ascendiendo el aire caliente que edificios y asfalto desprenden.

Se presenta en las grandes ciudades y consiste en el rápido aumento de la temperatura desde las afueras hacia el centro urbano, donde los edificios y el asfalto desprenden por la noche el calor acumulado durante el día. Provoca vientos locales desde el exterior hacia el interior.

La isla de calor es un ejemplo de modificación climática no intencional cuando la urbanización cambia las características a la superficie y a la atmósfera de una zona concreta.

oo Caus

a s: este

fenómeno se debe al calor generado por:

Las calefacciones. El alumbrado eléctrico. El desprendido por edificios, aceras y

calzadas que han acumulado a lo largo del día.

Los combustibles de los vehículos a motor.

o Favorece su aparición:

El propio diseño de las ciudades con una gran densidad de edificios, poco arbolado y mucho tráfico en el centro urbano.

Situaciones anticiclónicas y de inversión térmica.

Smog:

En una situación normal, en la que hay viento y la Tª desciende con la altitud, el nivel de contaminación de las ciudades es menor, debido a que los contaminantes se dispersan. Si el aire

caliente que está en contacto con la superficie del suelo, asciende, provoca que lateralmente llegue aire más frío y limpio de otras zonas próximas, con lo cual el aire se renueva y los contaminantes se dispersan.

Al igual que en el ejemplo anterior, en situaciones anticiclónicas, sobre todo en invierno, es en estas condiciones cuando se suelen dar los fenómenos de inversión térmica. En una situación de inversión térmica una capa de aire más cálido se sitúa sobre el aire superficial más frío e impide la ascensión de este último (más denso), por lo que la contaminación queda encerrada y va aumentando. Cuando una ciudad se encuentra encerrada en un valle, los anticiclones del invierno favorecen la inversión térmica.

Una situación de inversión térmica sumada a una elevada contaminación favorece la formación de otro importante fenómeno contaminante, el smog industrial . Las inversiones térmicas se suelen producir durante la noche, a causa del enfriamiento del suelo.

Estas situaciones en situaciones de fuerte insolación favorece la formación de contaminantes secundarios o smog fotoquímico.

Las bajas presiones generan una situación de borrasca permitiendo el ascenso del aire favoreciendo la dispersión de los contaminantes y generando precipitaciones que provocan un “lavado” de la atmósfera con un arrastre de la contaminación atmosférica hacia el suelo.

Hay, entonces dos tipos distintos de smog.

o Smog clásico o sulfuroso (neblumo industrial). El nombre es una mezcla de smoke (humo) y de fog (niebla). Estudiado a partir del año 1952, cuando este procesó mató en Londres a 4.000 personas entre el 5 y el 9 de diciembre.

Las circunstancias contaminantes son núcleos urbanos con una elevada concentración de partículas en suspensión, altas dosis de SO2 procedentes de calefacciones e industrias que usan carbón y petróleo con mucho azufre y gotitas de sulfúrico procedentes de la transformación del SO2. En estas condiciones la contaminación se concentra bajo situaciones anticiclónicas de estabilidad atmosférica.Se producen entonces fuertes alteraciones respiratorias que afectan más a las personas con dificultades (mayores, asmáticos, etc.). Esta situación ha desaparecido en países desarrollados, pero sigue en países en vías de desarrollo como son China o países del este de Europa.

o Smog fotoquímico

En muchas ciudades el principal problema de contaminación es el llamado smog fotoquímico. Con este nombre nos referimos a una mezcla de contaminantes primarios y sobre todo secundarios.

Esta mezcla oscurece la atmósfera dejando un aire teñido de color marrón rojizo cargado de componentes dañinos para los seres vivos y los materiales.

En una situación de inversión térmica una capa de aire más cálido se sitúa sobre el aire superficial más frío e impide la ascensión de este último (más denso), por lo que la contaminación queda encerrada y va aumentando.

Las reacciones fotoquímicas que originan este fenómeno suceden cuando la mezcla de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos volátiles emitida por los automóviles y el oxígeno atmosférico reaccionan, inducidos por la luz solar, en un complejo sistema de reacciones que acaba formando ozono. 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 en las plantas, irritación ocular, problemas respiratorios, etc.

En todas las grandes ciudades del mundo hay problemas con este tipo de contaminación (Los Angeles, Santiago de Chile, México D.F., Rio

de Janeiro, Sao Paulo, Pekín), pero es especialmente importante en las que están en situadas en “valles”con clima seco, cálido y soleado, y tienen muchos vehículos (quema de combustibles fósiles).

EFECTOS REGIONALES DE LA CONTAMINACIÓN

Lluvia ácida

La lluvia puede tener de manera natural un cierto grado de acidez con valores de pH en el entorno del 5,6. Esta acidez natural se produce por la disolución del CO2 atmosférico en las gotas de agua,originando H2CO3 (ácido carbónico, es un ácido débil) que posteriormente precipita con la lluvia.

Valores inferiores a pH 5-5,6 en la lluvia se consideran lluvia ácida. La lluvia ácida es debida principalmente a la oxidación (con ozono u otros oxidantes como el radical OH-) del SO2 y del NO2 formándose los ácidos correspondientes sulfúrico (H2SO4) y nítrico (HNO3) respectivamente.

SO2 + O3 + H2O H2SO4 + O22NO2 + O3 + H2O 2HNO3 + O2

El dióxido de azufre (SO2) es el que más contribuye a la lluvia ácida ya que es más soluble que el dióxido de nitrógeno y su oxidación es más fácil (se puede decir que ⅔ de la acidez la origina el H2SO4 y ⅓ es debida al HNO3).

Las principales emisiones de SO2 y NO2 son la combustión de combustibles fósiles (vehículos, centrales térmicas y diversos procesos industriales) sobre todo la combustión de carbón que contiene gran cantidad de azufre.

Estos contaminantes pueden caer a la superficie terrestre de dos maneras:

o Deposición seca. Cuando los SO2 y los NO2 se depositan cerca de los focos emisores en la superficie terrestre al poco tiempo de ser emitidos. Sus efectos son tan dañinos como la deposición húmeda.

o Deposición húmeda. Si, por el contrario, estos compuestos permanecen más tiempo en la atmósfera, sufren el proceso de oxidación formándose los ácidos sulfúrico (H2SO4) y nítrico (HNO3). Estos ácidos se disuelven en el agua atmosférica produciendo una precipitación ácida en forma de lluvia, nieve o granizo (incluso nieblas o rocíos).

Puesto que estos compuestos que producen la lluvia ácida pueden ser transportados a largas distancias desde las fuentes emisoras hasta que precipiten, dicha lluvia podrá afectar a zonas y ecosistemas muy diversos, a cientos de kilómetros de los focos emisores, produciéndose el efecto conocido como contaminación transfronteriza, así por ejemplo los contaminantes producidos por Gran Bretaña y Alemania se trasladan hacia Noruega, Dinamarca y los países del Este donde la lluvia ácida ha acabado con grandes extensiones de bosques y con la vida de muchos de sus lagos. Este efecto se ha visto aumentado por la construcción de chimeneas muy altas que favorecen la dispersión de los contaminantes en el lugar de origen favorece el transporte hacia lugares alejados a los focos de emisión.

Los efectos más importantes de la lluvia ácida son:

o Acidificación de las aguas superficiales, sobre todo de las estancadas,lagos y lagunas (en los ríos al irse renovando el agua tardaría más en acidificarse). La acidez causa efecto asfixia porque en aguas ácidas aumenta mucho el CO2 disuelto. La acidificación del agua también facilita la disolución de iones metálicos (Al3+, Pb2+, Zn2+…) tóxicos y con capacidad bioacumuladora, provocando problemas en todos los niveles tróficos hasta humanos. Un 40% de los 85.000 lagos suecos están acidificados y unos 2.500 totalmente muertos aunque dan una falsa sensación de vitalidad porque las aguas se ven muy limpias.

o Acidificación de los suelos, modificándose el equilibrio iónico, es decir, provoca la pérdida de elementos minerales necesarios para los vegetales (Na+, K+, Ca2+…insolubles a pH ácidos) y aumentan otros potencialmente tóxicos como Al3+, Mn2+…

o Destrucción de la vegetación, especialmente los bosques de coníferas, de forma indirecta a través de la contaminación del suelo o directamente porque las gotas ácidas se depositan en las hojas atacando su cutícula; las hojas se vuelven amarillas

perdiendo parte de su capacidad fotosintética y se caen, pudiendo provocar la muerte del vegetal si ocurre en la mayoría de sus hojas.

o Ataque a diferentes materiales, como corrosión de metales y la degradación y alteración de los materiales de construcción llamado “mal de piedra” que afecta a las rocas calizas de edificios y muchas catedrales y otros monumentos. Consiste en la transformación de la caliza en yeso (que se disuelve fácilmente) como consecuencia del ataque del ácido sulfúrico. Los tratamientos básicos para evitar los efectos del mal de piedra consisten en sanear e impermeabilizar las rocas utilizando, por lo general, resinas sintéticas inertes u otros productos hidrófobos.

CaCO3 + H2SO4 + H2O CaSO4 · 2 H2O + CO2(Caliza) (Yeso)

EFECTOS GLOBALES DE LA CONTAMINACIÓN

Agujero de la capa de ozono

El ozono se crea y se destruye continuamente en la estratosfera de forma natural por efectode la radiación ultravioleta.

Formación natural del ozono: el oxígeno molecular (O2) absorbe radiación ultravioleta (λ<242 nm) originando oxígeno atómico (O) que reacciona con el O2 produciendo ozono (O3).

O2 + luz ultravioleta O + OO + O2 O3

Además, existen sustancias como los óxidos de nitrógeno (NOx y N2O) producidos de forma natural en las tormentas, volcanes e impactos de meteoritos (NOx) y en la desnitrificación bacteriana de los suelos (N2O) que actúan sobre el O3 y el O dando O2, favoreciendo la disminución de la cantidad de ozono (O3).

Destrucción natural del ozono: el ozono (O3) absorbe luz ultravioleta de mayor longitud de onda que el O2 (λ<310 nm) disociándose en oxígeno molecular y oxígeno atómico.

O3 + luz ultravioleta O + O2NO + O3 NO2 + O2NO2 + O NO + O2

Ambos procesos de formación y destrucción de ozono se mantenían en equilibrio hasta hace unas décadas. Entre los años 1977 y 1984, se detectó que la cantidad de ozono existente durante la primavera en la Antártida había disminuido en un 40 %. Los científicos denominaron a este fenómeno “el agujero de ozono”. Sin embargo, el término no se ajusta a la realidad, ya que lo que realmente se produce es una disminución del espesor de la capa de ozono, entre 1 y 2 Km., a una altura de unos 16 Km. Esto es debido al aumento de las sustancias que de forma natural disminuyen el ozono (NOx y N2O) y a la aparición de sustancias nuevas que destruyen el ozono, sobre todo los CFCs o clorofluorocarbonos (son hidrocarburos halogenados a los que se les añaden Cl y F).

El aumento de los NOx es debido al uso de los combustibles fósiles y el N2O al abuso de los

fertilizantes nitrogenados en la agricultura. Aumenta la desnitrificación bacteriana del suelo al aportarles abonos nitrogenados.

Es muy difícil que los NOx lleguen hasta la estratosfera porque son reactivos y forman otros compuestos como el ácido nítrico de la lluvia ácida, sin embargo los N2O son muy estables (no son reactivos) por lo que podrían llegar a la estratosfera donde en un proceso de fotólisis por la luz ultravioleta origina los NOx que disminuyen el ozono (el N2O directamente no afecta al ozono).

Para que las sustancias de la troposfera lleguen a la estratosfera deben superar 3 barreras que se lo impiden:

o Primero la inversión térmica de la estratosfera que impide el ascenso de aire a la estratosfera (en la estratosfera la temperatura aumenta con la altura en lugar de disminuir como sucede en la troposfera).

o Segundo el agua de lluvia arrastra los contaminantes y los disuelve.

o Tercero una barrera química formada por sustancias reactivas sobre todo radicales OH- presentes en la troposfera que degradan los contaminantes que alcanzan mayores alturas, por eso las sustancias poco reactivas como los N2O y los CFCs no son destruidas teniendo más posibilidades de llegar a la estratosfera.

Los NOx pueden llegar fácilmente a la estratosfera si provienen de pruebas nucleares (actualmente “prohibidas”) puesto que la onda expansiva inyecta estos óxidos directamente en la estratosfera. También los aviones supersónicos que vuelan a gran altura en la estratosfera producen NOx.

Los hidrocarburos halogenados han sido y son los grandes culpables de la destrucción de la capa deozona de la estratosfera. Sin embargo, cuando fueron sintetizados se vio que tenían una propiedadperfecta desde el punto de vista ambiental, eran totalmente inertes en la troposfera y no formabancompuestos peligrosos para los seres vivos. La falta de actividad en la troposfera les permite llegara la estratosfera, donde la radiación ultravioleta los descompone liberando átomos de Cl que actúancomo catalizadores en reacciones de transformación de ozono en oxígeno molecular.

Hay muchos tipos de hidrocarburos halogenados con Cl, F y Br. Los más utilizados son los clorofluorocarbonos (o clorofluorocarburos) llamados CFCs o freones como el CFCl3 y CF2Cl2, los bromofluorocarbonos o halones, los hidroclorofluorocarbonos o HCFCs, el bromuro de metilo (CH3Br) usado como fungicida, el tetracloruro de carbono (CCl4) usado como disolvente… El Br es incluso peor que el cloro aunque los bromuros son menos abundantes. El F no afecta al ozono.

Disminución de la concentración de ozono por CFCs:

CFCl3 + luz ultravioleta CFCl2 + ClCl + O3 ClO + O2ClO + O Cl + O2

Como se observa después de destruir el ozono el cloro queda libre para seguir destruyendomás ozonos, cada átomo de Cl puede permanecer en la estratosfera alrededor de 100 años, y puedecatalizar la destrucción de unas 100.000 moléculas de ozono.

Captura del cloro

ClO + NO2 ClNO3

Los NOx pueden capturar el cloro e inmovilizarlo (vimos anteriormente que los NOx destruían el ozono, pero también capturan cloro, por tanto si el efecto del cloro es muy grande los NOx son más beneficiosos que perjudiciales para el ozono). Al reaccionar los NOx con el cloro producen nitrato de cloro, haciendo desaparecer el cloro de la estratosfera.

Si la pérdida de ozono se produce precisamente sobre los polos, es porque a temperaturasmuy bajas se inactivan los NOx al actuar como núcleos de condensación del agua (al reaccionar con el agua se transforman en ácido nítrico, precipitando con la nieve).

Se forma una realimentación positiva porque al disminuir los NOx hay más cloro libre destruyendo ozono, a menor absorción de luz ultravioleta por el ozono más fría está la estratosfera, formándose más cristales de hielo que inactivan los NOx.

Los CFCs se sintetizaron y produjeron masivamente hace pocas décadas para ser utilizados en la industria del frío (como refrigerantes en frigoríficos y aire acondicionado), como propelentes (sprays), formación de espumas (espumas aislantes) o en la lucha contra incendios (por ejemplo los extintores llevan hidrocarburos halogenados).

Los CFCs además de la destrucción del ozono en la estratosfera, producen un incremento del efecto invernadero en la troposfera.

Los efectos de la pérdida de la capa de ozono estratosférica son potencialmente graves parala biosfera, ya que la radiación ultravioleta es un potente agente mutagénico: el ADN absorbe estaradiación modificándose su estructura. Las principales afecciones y enfermedades que se puedenproducir por la radiación ultravioleta son el cáncer de piel, afecciones oculares como cataratas (enganado ovino se han observado fuertes cegueras) y el debilitamiento del sistema inmunológico.

En los ecosistemas marinos afecta principalmente a aquellos organismos que están en la base de lascadenas tróficas (bacterias, fitoplancton, huevos y larvas de peces) afectando al resto de loseslabones tróficos. En las plantas el incremento de los rayos ultravioletas provoca, entre otrasalteraciones, la reducción del tamaño de las hojas, un menor crecimiento y una peor calidad de lassemillas.

Aunque se dejasen de utilizar totalmente estos compuestos (algunos están prohibidos enmuchos países y otros con acuerdos internacionales de disminución de su producción) de manera inmediata, la destrucción del ozono seguirá todavía durante décadas por la acción de las moléculas que aún quedan en la troposfera y en la estratosfera. Estudios recientes han demostrado que un 1% en la reducción de la capa de ozono acarrea un aumento de un 2% en la radiación ultravioleta que llega a la superficie terrestre. Este aumento supone, a su vez, entre un 4 y un 6% de incremento de los carcinomas de piel.

Aumento del efecto invernadero

Algunos gases presentes en la atmósfera (dióxido de carbono, metano, CFCs, vapor de agua,ozono, óxidos de nitrógeno) permiten el paso de radiación solar de onda corta (visible y

ultravioleta), pero retrasan la salida de la radiación de onda larga (infrarroja, es decir, calor) emitida por la superficie terrestre al retener y devolver parte de ese calor de nuevo a la superficie. Esto se traduce en un aumento de la temperatura que se conoce con el nombre de efecto invernadero.

Este proceso es un proceso natural (el efecto invernadero no es algo malo, sino su aumento) que ha hecho posible el desarrollo de la vida en nuestro planeta y que provoca que la temperatura media de la Tierra sea15ºC y que las diferencias de temperatura entre el día y la noche sean menos acusadas. En ausencia de tales gases, se calcula que la temperatura media en la superficie terrestre sería de unos –18 ºC(33º C menos).

Lo que está sucediendo es un calentamiento global del planeta por el aumento de la concentración de gases de efecto invernadero, principalmente CO2, debido a las actividades humanas. En los últimos cien años la temperatura ha aumentado más de 0,5º C, en parte debido a un aumento de CO2 en más de un 30%. Este aumento de CO2 es debido:

o En un 70% debido a la quema de combustibles fósiles y madera.

o En un 25% a la transformación de la caliza en cemento y a la intensa deforestación

De forma natural el CO2 disminuye por la fotosíntesis y sobre todo por los océanos que lo disuelven y queda atrapado en gran cantidad formando carbonato cálcico en los fondos marinos, por ejemplo en los caparazones de corales.

Se sabe que en los últimos miles de años la concentración de CO2 atmosférico se mantuvo alrededor de 280 ppm (partes por millón ó 0,028%), pero a partir de la Revolución Industrial, con la quema de combustibles fósiles, comenzó su vertiginoso ascenso hasta 366,7 ppm en 1998.

Destacan como agentes fundamentales en el aumento del efecto invernadero:

o Metano (CH4)o Ozono troposféricoo Óxido nitroso (N2O)o CFCs

Desgraciadamente, éstos también están aumentando mucho su concentración aunque el CO2 es elque juega un papel más importante en el calentamiento global (por ejemplo el metano y los CFCs aumentan por actividades distintas al uso de combustibles fósiles). El segundo gas en importancia es el metano con una concentración de 1,7 ppm, que ha aumentado en los últimos años por fuentes antrópicas, en especial por las fermentaciones del aparato digestivo del ganado, arrozales, las fugas de los oleoductos, los vertederos de residuos sólidos y la combustión de biomasa.

EEUU es responsable del 24,5 % de las emisiones mundiales de gases de invernadero ytodos los países desarrollados producen el 63 % de las emisiones.

Efectos previsibles del aumento de gases con efecto invernadero:

o Elevación de las temperaturas.

o Variaciones de las precipitaciones y en la distribución de climas.

o Extinción de especies que no pueden adaptarse en un tiempo reducido, incluyendo bosques y producciones agrícolas.

o Subida del nivel del mar (por la expansión térmica del agua del mar, deshielo de los glaciares de montaña, derretimiento de las cubiertas de hielo de los polos).

o Alteración de la circulación oceánica.

o Salinización de acuíferos costeros al subir el nivel del mar.

o Desplazamiento de las zonas climáticas hacia los polos.

o Mayores inundaciones en determinadas zonas y fuertes sequías en otras.

o Desplazamiento de cinturones vegetales.

o Aumento de los incendios.

o Aparición de nuevas enfermedades y plagas del campo.

Como consecuencia de todo ello se elevaría la tensión internacional por la disputa de los recursos de agua y alimentos, proliferación de refugiados, etc.

El calentamiento parece que sería menor en los trópicos que en las zonas polares, algunos modelos señalan mayores precipitaciones (a veces de gran intensidad) en el centro de Europa y en Rusia; y sequías importantes en el sur de Europa. En España y en Estados Unidos estas predicciones apuntan a un incremento de la superficie desértica.

De seguir con el mismo nivel de emisiones de gases de efecto invernadero (no seguimossino que aumentamos todavía más) se postula que aumentaría la temperatura 0,3º C y subiría entre 3y 10 cm el nivel del mar cada 10 años con aumentos de 2 a 6º C para mediados del siglo XXI ysubiría unos 50 cm el nivel del mar en 2100. Es muy difícil prever realmente el aumento de losgases y de la temperatura global ya que no sabemos exactamente lo que sucedería al combinar todaslas posibles retroalimentaciones negativas y positivas que podrían disminuir o potenciar el sucesorespectivamente. Ejemplos: al aumentar el CO2 aumentaría la fotosíntesis y el crecimiento vegetal (disminuyendo el CO2), a mayor temperatura más evaporación y más nubosidad que aumenta el albedo disminuyendo la temperatura o más calor produciría más evaporación y más vapor de agua produciría más calor porque tiene efecto invernadero, al derretirse el hielo disminuye el albedo calentando más (derritiéndose más hielo), si disminuye la velocidad de las corrientes profundas se acumularía más CO2 en la atmósfera…

Respecto a este fenómeno hay controversia pero se puede afirmar que:

o Se ha producido un incremento real, aunque irregular, de la temperatura en la superficie de la Tierra.

o Ha existido un retroceso, aunque irregular, de la mayoría de los glaciares de montaña en el mismo período.

o La precipitación ha variado mucho en el África subsahariana desde hace unas pocas decenas de años.

o En amplias zonas del planeta se han observado dentro de este siglo importantes variaciones tanto en la precipitación como en la nubosidad media.

Medidas que podrían corregir o estabilizar el proceso:

o Acuerdos internacionales para disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero. En 1997 se aprobó el protocolo de Kioto que recoge, por primera vez, compromisos concretos de 38 países industrializados para reducir las emisiones de 6 gases de efecto invernadero (hasta intentar obtener las emisiones que tenían estos mismos países en 1990). El acuerdo ha sido firmado por más de 80 países (los que están en vías de desarrollo no están con límites de emisión concretos como los 38 más industrializados para los que tiene carácter obligatorio), pero no entrará en vigor hasta que sea ratificado y, hasta ahora, Estados Unidos se niega a la ratificación del protocolo de Kioto. España no está cumpliendo el protocolo de Kioto porque entre1990 (año base establecido por el protocolo de Kioto para volver a esos niveles de emisión) y 2004 ha aumentado en más del 35% la emisión de CO2.

o Frenar la deforestación y la desertización.

o Educar a la población para el ahorro energético.

o Evitar la contaminación marina (mata algas, plantas acuáticas y fitoplancton).

o Utilización de tecnologías menos contaminantes en industrias (energías renovables, filtros que disminuyen la emisión de contaminantes, motores más eficientes…).

o Utilizar gases en vez de carbón.

o Aprovechar la actividad microbiana en los vertederos para obtener metano (en vez de que se pierda en la atmósfera recogerlo y usarlo como combustible porque es gas natural).

o Realizar repoblación forestal.

o Detener la producción de CFCs.

o Buscar altos rendimientos energéticos y nuevas fuentes de energía (alternativas y de fusión).

o Detener el crecimiento demográfico (porque aumentan las demandas de arroz, ganado y energía.

o Emprender nuevas formas de alimentar el ganado que originen menos metano.

o Mejorar la tecnología en la producción de electricidad.

En relación a todo lo mencionado anteriormente se puede hablar de un fenómeno de cambio climático global. Así podemos definir, buscar causas y consecuencias globales.

DEFINICIÓN: El Cambio Climático Global es un cambio atribuido directa o indirectamente a lasactividades humanas que alteran la composición global atmosférica y que se añade a la variabilidadclimática natural observada en periodos comparables de tiempo.

CAUSAS: Para poder comprender las causas del cambio global climático se debe considerar al sistema climático bajo una visión holística (consecuencia del vínculo que existe entre la atmósfera, los océanos, la criosfera, la biosfera y la geosfera). No obstante, la principal causa es el aumento de concentraciones de gases invernadero.

EFECTOS: El cambio climático es un proceso planetario pero sus efectos son regionales y locales:

o Ascenso del nivel del mar (inundación de las áreas costeras).

o Disminución del albedo (mayor aumento de las temperaturas).

o Reducción de los glaciares, aumento de los icebergs y descongelación del océano Ártico (disminución de la salinidad del agua oceánica y cambios en las corrientes oceánicas).

o Desplazamiento de las zonas climáticas hacia los polos (destrucción de la tundra que actúa como sumidero de gases invernadero, cambios en la distribución de plantas y animales, extinción de incontables especies, fracasos en cultivos en áreas vulnerables, floraciones prematuras, deshielo de las nieves perpetuas…).

o Aumento generalizado de las temperaturas de la troposfera entre 1,4 y 5,8ºC durante los próximos 100 años.

o Cambios en la distribución de las precipitaciones (tormentas más intensas, inundaciones, sequías, huracanes y avances de los desiertos).

o Reducción de la calidad de las aguas.

o Problemas de salud, hambre y enfermedades derivadas de la disminución de las cosechas, reactivación de enfermedades producidas por mosquitos y otros vectores de transmisión, expansión del área de enfermedades infecciosas tropicales.

o Además hay una gran incertidumbre con respecto a las implicaciones del cambio climático global, a las magnitudes y las tasas de estos cambios a escalas regionales y a las respuestas de los ecosistemas, que a su vez, pueden traducirse en desequilibrios económicos, políticos y sociales de consecuencias imprevisibles.

DETECCIÓN, PREVENCIÓN Y CORRECCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Detección de la contaminación atmosférica:

o Redes de estaciones de vigilancia.

Una red de estaciones de vigilancia, permite saber el nivel de las concentraciones de loscontaminantes en un lugar y en cada momento; está formada por estaciones con sensores quedetectan los niveles de inmisión de contaminantes o por estaciones donde se toman muestras queposteriormente se analizarán en un laboratorio o mediciones a tiempo real. También están las redes de vigilancia de emisiones utilizadas para conocer la contaminación que emiten grandes focos como centrales térmicas, refinerías…; cuando se trata de pequeños focos como calefacciones domésticas, vehículos…, se suelen obtener los datos mediante estimaciones.

Sirven para alertar a las autoridades e industrias cuando la contaminación supera los niveles permitidos.

o Indicadores biológicos de contaminación (líquenes).

Los líquenes son bioindicadores de contaminación atmosférica excelentes, ya que lainmensa mayoría de ellos no pueden vivir en zonas con determinados niveles de contaminación;aunque hay algunos que pueden tolerar ciertos niveles de contaminación, lo que es seguro es que enzonas donde la contaminación es muy importante no aparecen líquenes. Algunos líquenes son tanextremadamente sensibles a la contaminación que si aparecen en un lugar determinado indican labuena calidad de ese aire y que no hay industrias contaminantes a mucha distancia.

Escala propuesta por Hawksworth & Rose: 1.- Xanthoria parietina, especie nitrófila ligada a la presencia del hombre y de los animales domésticos,soporta índices de contaminación alta. Es un liquen crustáceo amarillos (su aspecto es de costra adherida a lacorteza),

2.- Physcia tenella, Ramalina farinacea, soportan índices de contaminación media, líquenes foliáceos (suaspecto es de láminas u hojas extendidas paralelamente al sustrato al cual se adhieren). 3.- Pannaria rubiginosa, sólo puede vivir en medios de aire muy puro, líquen grisáceo muy llamativo por elgran número de apotecios rojizos que presenta en su superficie

MEDIDA DE LA CONTAMINACIÓN SEGÚN PRESENCIA DE LÍQUENES

ÍNDICE. SO2 gr/m3 CONTAMINACIÓN LÍQUENES DESCRIPCIÓN

150-170 Muy alta No existen

 

125 Alto Lecanora Crustáceo (gris)

60-50 Media Xanthoria Crustáceo(amarillo).Corteza de árbol

40 Escasa Parmelia Foliáceo

< 35 Ausencia Evernia, Ramalina, Usnea

Fruticulosos (verdes y con filamentos)

Prevención de la contaminación atmosférica:

Las más comunes son:

o Planificación de los usos del territorio (ordenación territorial). Deben establecer los lugares idóneos para realizar las diferentes actuaciones humanas, de forma que sus efectossobre las poblaciones, la biosfera y los materiales sean los menores posibles.

o Realización de estudios de Evaluación de Impacto Ambiental (EIA). Son estudios previos a la realización de actuaciones humanas sobre el medio que puedan ocasionar impactos ambientales, con el fin de establecer medidas correctoras que mitigen los impactos antes de que aquellos se lleven a cabo.

o Programas de I+D relativos a la búsqueda y aplicación de fuentes de energía alternativas y menos contaminantes, sobre todo fuentes de energía renovables.

o Mejora de la calidad y el tipo de combustibles como gasolinas sin plomo, combustibles con menor contenido de azufre como el gas natural (el menos contaminante de los combustibles fósiles).

o Medidas legislativas con el establecimiento de normativas sobre calidad del aire por parte de las administraciones locales, regionales, nacionales e internacionales.

o Empleo de tecnología moderna de baja o nula emisión de contaminantes.

o Necesidad de establecer y cumplir acuerdos internacionales.

o Educación ambiental. Las Administraciones públicas tienen que informar a los ciudadanos de los problemas que ocasiona la contaminación y que los ciudadanos sean conscientes de la contaminación que ellos mismos producen tanto en sus hogares como en sus actividades.

o Principios operativos de sostenibilidad: pretenden garantizar las capacidades de reproducción de la biosfera atendiendo a los siguientes criterios operativos: (ver desarrollo sostenible T10)

o Principio de la recolección sostenibleo Principio del vaciado sostenibleo Principio de emisión sostenible:

o Principio de irreversibilidad ceroo Principio de desarrollo equitativo o Principio de selección sostenible de tecnologíaso Principio de precaución

Corrección de la contaminación atmosférica (sólo citar):

Algunas medidas correctoras que se utilizan con frecuencia son:

o Chimeneas de gran altura para ayudar a la dispersión de los contaminantes.

o Sistemas de depuración de gases que emplean mecanismos de absorción y adsorción que puedan eliminar o transformar los gases tóxicos en compuestos no tóxicos.

o Concentración y retención de partículas con equipos adecuados, como los separadores de gravedad, los filtros de tejido, los precipitadotes electroestáticos y los absorbedores húmedos que fijan las partículas a un líquido absorbedor. Estos métodos tienen el inconveniente de que pasan los contaminantes del aire a residuos sólidos o líquidos (pasan la contaminación de un sitio a otro pero no la elimina).

o Colocación de pantallas acústicas en autovías y otras carreteras muy transitadas o ruidosas a su paso por centros urbanos.

o Mejora en los procesos de combustión y convertidores catalíticos (catalizadores) como los que llevan los coches más actuales en el tubo de escape, catalizando la destrucción de varios tipos de contaminantes.

o Utilización de vehículos eléctricos.

o Almacenamiento de CO2 bajo tierra a suficiente presión como para que se quede allí inerte. Hay formas de inyectarlo en acuíferos que sean inservibles para el uso humano o en formaciones impermeables, como minas de sal, capas de carbón o un tipo de pizarras.

o Almacenamiento de CO2 en mares y océanos: se inyecta el CO2 en aguas profundas; al igual que el almacenamiento bajo tierra, son técnicas inmaduras donde se desconocen los posibles efectos secundarios (posibles impactos ambientales), son técnicas caras y en el caso del almacenamiento en aguas profundas hay algunas fugas.

CONTAMINACIÓN HÍDRICA Según la Ley de Aguas española es, la acción y el efecto de introducir materias y energías o inducir condiciones en el agua, de modo directo o indirecto que perjudiquen su calidad en relación con sus usos posteriores o con su función ecológica.

FORMAS DE CONTAMINACIÓN

Los tipos de contaminación del agua pueden tener una localización puntua l (vertidos industriales, desechos domésticos a través de una tubería, etc.) o difusa (actividades mineras, agrícolas, etc.), su origen puede ser natural o provocado por la humanidad.

Hay cuatro focos principales de contaminación antropogénica:

La industria Los vertidos urbanos La navegación La agricultura y ganadería

1.-Industria. Según el tipo de industria se producen distintos tipos de residuos. Normalmente en los países desarrollados muchas industrias poseen eficaces sistemas de depuración de las aguas, sobre todo las que producen contaminantes más peligrosos, como metales tóxicos. En cambio, en algunos países en vías de desarrollo la contaminación del agua por residuos industriales es un problema muy importante.

2.- Vertidos urbanos. La actividad doméstica produce principalmente residuos orgánicos, pero el alcantarillado arrastra además todo tipo de sustancias, como las emisiones de hidrocarburos y plomo y otros metales de los automóviles, sales, ácidos, etc.

La Directiva 91/271/CEE de la Unión Europea sobre el Tratamiento de las Aguas Residuales Urbanas, aprobada en mayo de 1991, urge a los estados miembros a tomar las medidas para lograr que todas las aguas residuales sean sometidas a tratamientos secundarios (ver más adelante) antes de ser vertidas. Marca diversos objetivos, que se deben cumplir entre el año 1995 y el 2005.

La obligada construcción de depuradoras de aguas residuales en los municipios está reduciendo de forma importante este tipo de contaminación, pero en España es todavía insuficiente. Menos de la mitad de la población española trataba sus aguas residuales como lo manda la Directiva Comunitaria al comienzo de los noventa.

3.- Navegación. Produce diferentes tipos de contaminación, especialmente con hidrocarburos. Vertidos de petróleo, accidentales o no, provocan importantes daños ecológicos.

Según el estudio realizado por el Consejo Nacional de Investigación de los EEUU, en 1985 se vertieron al mar unas 3.200.000 Toneladas de hidrocarburos. En la década de los 80 se tomaron medidas para disminuir la contaminación y la Academia de las Ciencias de EEUU estimaba que se habían reducido en un 60% los vertidos durante estos años.

En 1989 se vertieron al océano algo más de 2.000.000 de toneladas. De esta cifra:

Un 35% corresponde a las aguas residuales urbanas y a las descargas industriales.

Otro tercio correspondería a vertidos procedentes de buques, sobre todo por operaciones de limpieza y en menor medida por accidentes

El resto a filtraciones naturales e hidrocarburos que llegan a través de la atmósfera.

4.- La agricultura y ganadería producen vertidos de pesticidas, fertilizantes y restos orgánicos de animales y plantas que contaminan de una forma difusa pero muy notable las aguas. La mayoría de los vertidos directos en España, son responsabilidad de la ganadería. Se llama directos a los vertidos que no se hacen a través de redes urbanas de saneamiento, y por tanto son más difíciles de controlar y depurar.

La legislación española que transcribe la Directiva Comunitaria 91/676/CEE incide en los vertidos de nitratos de origen agrario, sobre todo las aguas subterráneas cuya concentración en nitratos sea superior a 50 mg/L y los embalses, lagos con riesgo de eutrofización.

4.3 TIPOS DE CONTAMINANTES

CONTAMINANTES FÍSICOS

CONTAMINANTE PROCEDENCIA EFECTOS en el agua

Temperatura(aumento o

disminución).

Industrias térmicas, nucleares y siderúrgicas (agua de refrigeración)

En embalses, el agua de las turbinas vertida al río puede tener diferente temperatura.

Con un aumento de 5 a l0 º C se reduce la cantidad de oxígeno disuelto.

Reduce la capacidad de autodepuración

Desaparecen especies condicionadas a unos límites de temperatura.

Variación en los ciclos de crecimientos de algunas especies.

Reproducción anormal de algunas especies de agua fría, como la trucha o el salmón.

Partículas radiactivas Centrales nucleares.Residuos radiactivosen hospitales, centros de investigación.

o Acumulación en ríos, embalses y fondos oceánicos.

o Inhalación de radón puede ocasionar cáncer de pulmón.

o Mutaciones celulares.

CONTAMINANTES FÍSICOS

CONTAMINANTE PROCEDENCIA EFECTOS en el aguaSólidos en suspensión

(MES):Inorgánicos (lodos, arenas finas y gruesas y gravas).Orgánicos (restos de animales y vegetales).

Industrias y explotaciones mineras.Aguas residuales domésticas e industriales.Erosión del suelo.Infiltraciones incontroladas.

Aumento de turbidez que impide el paso de luz y afecta a la actividad fotosintética.

Alteraciones en las cadenas tróficas.

Dificulta la movilidad y respiración de organismos acuáticos.

Alteraciones respiratorias por la degradación y emisión de gases tóxicos.

Modificación de las propiedades físicas del agua, olor, color, sabor.

CONTAMINANTES QUÍMICOS

CONTAMINANTE PROCEDENCIA EFECTOS en el aguaQUÍMICOS orgánicos:

Carbohidratos, ProteínasGrasas animales y aceites.Pesticidas, detergentes.Petróleo y derivados

Aguas residuales domésticas e industrialesActividades agrícolasVertidos industriales

Olores, Variaciones de color Variación en el oxígeno disuelto Eutrofización Alteraciones en las cada tróficas

QUÍMICOS: inorgánicos:

Ácidos y álcalis, cloruros. Metales pesados (Zn, Cd, Hg, Pb)Nitritos y nitratosFósforo y derivados

Aguas residuales domésticas e industriales.Descomposición de

animales y vegetalesVertidos agrícolas y

ganaderosDetergentes aguas domésticas y residuales

o Variaciones de pHo Bioacumulación de metales

pesados en la cadena trófica (purgante, tóxico, envenenamiento, muerte)

o Procesos de eutrofizacióno Acidificación del medio acuáticoo Afecta a la salud de las personas

GASES:Metano, oxígeno, sulfuro de hidrógeno

Descomposición de aguas residuales domésticas

Agua de infiltraciones

Variaciones en olor y sabor

CONTAMINANTES BIOLÓGICOS

CONTAMINANTE PROCEDENCIA EFECTOS en el agua

VirusBacteriasParásitosProtozoos y gusanos

Aguas residuales domésticas e industrialesActividades agrícolas, vertidos industrialesAgua de infiltraciones

Enfermedades contagiosas: cólera, conjuntivitis, hepatitis, gastroenteritis, poliomielitis, etc.

CONTAMINACIÓN DE LOS SISTEMAS LACUSTRES

LA EUTROFIZACIÓN

Se considera eutrofización al aumento explosivo de la productividad biológica o el incremento de la fertilidad de un embalse o lago. Este proceso se produce cuando llegan al agua grandes cantidades de materia orgánica procedente de aguas fecales (nutrientes inorgánicos de nitrógeno y fósforo ), del uso abusivo de abonos fosfatados y nitrogenados y por el gran consumo doméstico de detergentes con fosfato. Este proceso se produce principalmente el lagos y embalses, aunque también se da en los ríos de régimen lento e incluso el algunas aguas litorales (zonas portuarias).

Etapas de la eutrofización de un lago.

a) Proliferación del fitoplancton . Al no ser el fósforo ni el nitrógeno elementos limitantes, las algas del fitoplancton empiezan a crecer y reproducirse. La consecuencia es que se dispara la población de algas y por tanto es mayor la necesidad de nutrientes con lo que se agotan las reservas de nitrógeno. Esto lleva a que proliferen las bacterias fijadoras del nitrógeno atmosférico (cianobacterias).

Resultado: el agua se vuelve verdosa, amarillenta, pardusca y turbia impidiendo que la luz solar alcance mayor profundidad.

b) Degradación aerobia de la materia orgánica . Como el número de algas del fitoplancton aumenta mucho, son también más las que mueren y sus cadáveres van al fondo y alimentan a los descomponedores aerobios. A mayor cantidad de algas muertas, más oxígeno necesitan los descomponedores para realizar su función.

Resultado: menos oxígeno disponible para el resto de los seres vivos del ecosistema. Los animales acuáticos terminan muriendo.

c) Degradación anaerobia de la materia orgánica . La disminución de oxígeno genera condiciones anaerobias aptas para que otros descomponedores (bacterias anaerobias) realicen procesos de fermentación.

Resultado: el agua aparece coloreada y se desprenden gases como el SH2, NH3, CH4, etc. responsables del mal olor de estos lugares.

CONSECUENCIAS (EFECTOS):

o Este tipo de procesos genera un bucle de retroalimentación positiva; cada vez existe una mayor eutrofización.

o Restricción en el uso del agua. o Alteración de la fauna y flora de los ecosistemas acuáticos. o Pérdida de biodiversidad.o Reducción en la extensión de las cadenas tróficas.o Aumento de la turbidez.o Apariencia y olores desagradables.

LUCHA CONTRA LA EUTROFIZACIÓN (estrategias de gestión). Las estrategias para reducir estos efectos pueden dirigirse a tres niveles diferentes dentro del proceso contaminante:

I.-Modificación de las actividades humanas que producen contaminantes:

Limitar o prohibir vertidos domésticos y agrícolas en ecosistemas acuáticos con escasa dinámica.

Comprar detergentes que no contengan fosfatos. Usar con moderación los productos químicos que sirven para la limpieza doméstica:

limpiahornos, desatascadores, quitamanchas, limpiacristales, desinfectantes, etc. Utilizar fertilizantes (abonos) naturales. Fomentar la agricultura ecológica (agricultura alternativa) que contaminan menos ya que

solamente utilizan abonos naturales y no utilizan plaguicidas.

II.- Regulación y reducción de contaminantes en los puntos de emisión:

Depuración de las aguas antes de ser vertidas a los ríos y embalses con el fin de eliminar los nitratos y fosfatos de los desechos.

No abusar de abonos fosfatados y nitrogenados en la agricultura. No despilfarrar detergentes. Técnicas de riego que no despilfarren agua.

III.- Actuaciones sobre el ecosistema:

Añadir nitrógeno para evitar proliferación de cianofíceas. Inyectar oxígeno a los lagos eutrofizados. Dragado de lodos en los lagos eutrofizados y posterior reintroducción de especies de plantas

y peces

CONTAMINACIÓN DE LOS SISTEMAS FLUVIALES

Efectos de los vertidos en la contaminación de ríos.

Los sistemas fluviales pueden sufrir contaminación de cualquier tipo: fertilizantes de la agricultura, excremento y orines de la ganadería, materia orgánica urbana procedente de los hogares, todo tipo de contaminantes orgánicos o inorgánicos procedentes de industrias, incremento de la temperatura del río por la refrigeración en industrias… el más frecuente es la contaminación por materia orgánica.

El aporte de materia orgánica también provoca eutrofización al incrementarse los procesos oxidativos y disminuir el oxígeno disuelto, liberándose fósforo de los sedimentos. El resultado final es un lago con aguas de color verde azulado, con muchos restos vegetales, que desprende malos olores (por la presencia, en medios sin oxígeno, de descomponedores anaerobios que en vez de usar oxígeno hacen fermentaciones que producen sustancias malolientes) con una fauna muy empobrecida.

Autodepuración de los ríos.En los cauces naturales de agua existen microorganismos, capaces de biodegradar la materia orgánica que de forma natural llega hasta el agua (polen, hojas secas, restos de animales, excrementos, etc.). Así, en condiciones naturales, los microorganismos (descomponedores del ecosistema acuático) del cauce crecen a expensas de la materia orgánica vertida y del oxígeno disuelto en el agua. Este proceso natural se denomina autodepuración (conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos que actúan de forma natural para eliminar los contaminantes biodegradables).

Los niveles habituales de oxígeno en cauces no contaminados están entre 7 y 9 mg/l. El vertido de sustancias contaminantes biodegradables, produce un descenso de los niveles de oxígeno, pudiendo llegar a valores cercanos a 0 mg/l, lo que hace imposible la vida en esas zonas del cauce.

CONSECUENCIAS (efectos de la contaminación de los ríos):

Pérdida de la calidad de las aguas con riesgo para al salud. Alteración de la fauna y flora de los ecosistemas acuáticos. Pérdida de biodiversidad. Reducción en la extensión de las cadenas tróficas. Restricción en el uso del agua. Reducción de la capacidad recreativa y del valor estético del medio. Repercusiones graves en la economía de la zona.

CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS

Las aguas subterráneas suele ser más difíciles de contaminar que las superficiales, pero cuando esta contaminación se produce, es más difícil de eliminar. Sucede esto porque las aguas del subsuelo tienen un ritmo de renovación muy lento. Se calcula que mientras el tiempo de permanencia medio del agua en los ríos es de días, en un acuífero es de cientos de años, lo que hace muy difícil su purificación. La contaminación del agua subterránea es especialmente grave por su persistencia y además el agua no tiene la accesibilidad necesaria para usar procesos artificiales de depuración como los que se puede aplicar en caso de necesidad a los depósitos superficiales.

Los dos principales problemas que pueden darse en la calidad de las aguas subterráneas hacen referencia a:

a) Sobreexplotación que provoca agotamiento del acuífero:

Las aguas subterráneas si se consumen a un ritmo excesivamente rápido, se agotan. Cuando se produce explotación intensiva o sequías que van disminuyendo el nivel del agua contenida en el acuífero se producen problemas ecológicos, como en las Tablas de Daimiel, Parque Nacional situado en La Mancha formado por zonas húmedas muy ricas en aves. La explotación creciente para usos agrícolas del acuífero 23 que nutre de agua al Parque, ha hecho que en los años de sequía grandes áreas de las Tablas se queden sin agua.

Cuando estos acuíferos se encuentran en la costa, al ir vaciándose de agua dulce, van siendo invadidos por agua salada (intrusión) y queda inutilizados para el uso humano. En la costa mediterránea española prácticamente todos los acuíferos están afectados por este problema siendo una de los principales causas de contaminación.

b) Por contaminación de productos químicos de las aguas subterráneas:

Se suelen distinguir dos tipos de procesos contaminantes de las aguas subterráneas: los "puntuales" que afectan a zonas muy localizadas, y los "difusos" que provocan contaminación dispersa en zonas amplias, en las que no es fácil identificar un foco principal.

Actividades que suelen provocar contaminación puntual son:

Lixiviados de vertederos de residuos sólidos urbanos Fugas de aguas residuales que se infiltran en el terreno. Lixiviados de vertederos industriales, Actividades mineras. Depósitos de residuos radiactivos o tóxicos mal aislados. Filtraciones de gasolineras con fugas en sus depósitos de combustible, etc. Pozos sépticos. Explotaciones ganaderas y acumulaciones de purines procedentes de las granjas.

Este tipo de contaminación suele ser más intensa junto al lugar de origen y se va diluyendo al alejarnos. La dirección que sigue el flujo del agua del subsuelo influye en determinar en que lugares los pozos tendrán agua contaminada y en cuales no. Un lugar cercano al foco contaminante puede tener agua limpia, porque la corriente subterránea aleja el contaminante o al revés. La contaminación difusa suele estar provocada por:

Uso excesivo de fertilizantes y pesticidas en la agricultura o en las prácticas forestales. Explotación excesiva de los acuíferos que facilita el que las aguas salinas invadan la zona de

aguas dulces, por desplazamiento de la interfase entre los dos tipos de aguas.

Foto: rotura de la balsa de la mina de Aznalcollar cerca del parque de Doñana vertiéndose 4,5 hm3 de lodos y aguas contaminadas, afectando una superficie mayor de 4.000 ha con aguas ácidas cargadas de metales tóxicos (ruina para los agricultores y ganaderos de la zona), afectando también al agua subterránea por infiltración .

Fosa séptica

Depuración de las aguas subterráneas:

Los acuíferos tienen una cierta capacidad de autodepuración, que varía según el tipo de roca y otras características. Las sustancias contaminantes, al ir el agua avanzando entre las partículas del subsuelo se filtran y dispersan y también son neutralizadas, oxidadas, reducidas o sufren otros procesos químicos o biológicos que las degradan. De esta manera el agua va limpiándose.

Cuando la estructura geológica del terreno facilita una zona amplia de aireación, los procesos de depuración son más eficaces.

También es muy favorable la abundancia de arcillas y de materia orgánica. En cambio en los depósitos aluviales o las zonas kársticas la purificación del agua es mucho más difícil y este tipo de acuíferos son mucho más sensibles a la contaminación.

De todas formas, las posibilidades de depuración de un acuífero son limitadas y el mejor método de protección es la prevención, controlando los focos de contaminación.

Cuando un acuífero está contaminado y hay que limpiarlo el proceso es muy difícil y muy caro. Se han usado procedimientos que extraen el agua, la depuran y la vuelven a inyectar en el terreno, pero no siempre son eficaces y consumen una gran cantidad de energía y dinero.

CONTAMINACIÓN DE LOS MARES Y OCÉANOS

Hay que indicar que los mares y océanos poseen una capacidad de autodepuración mayor que lagos, ríos, aguas subterráneas, no obstante el agua de mar, en la actualidad, está repleta de sustancias extrañas. Se calcula que existen más de 50.000. Anualmente se vierten al mar unos cuatro millones de toneladas de petróleo y derivados (accidentes de petroleros, limpieza de tanques en alta mar, vertido de refinerías e industrias). Por el mar Mediterráneo circula el 30% de los petroleros que existen en el mundo.

Las principales fuentes de contaminación del mar son:

Las aguas continentales contaminadas que desembocan en el mar. Los residuos volátiles tóxicos presentes en la atmósfera al retornar a la superficie terrestre. La descarga directa en el mar de aguas residuales urbanas e industriales. Los vertidos de petróleo (marea negra del Prestige, Noviembre 2.002). Las plataformas

petrolíferas. Vertidos de diversas industrias.

Contaminación de residuos tóxicos peligrosos (RTP): los vertidos de petróleo (mareas negras)

El 13 de noviembre de 2002, el petrolero Prestige naufragó frente a la Costa da Morte de Galicia con 77.000 toneladas de fuel, causando una catástrofe ecológica que se extendió a todas las playas del norte de España y llegó al sur de Francia.

Periódico “El País”: 20-11-2002 : X. HERMIDA / J. SANPEDRO.

“Una sensación de pánico se extendió ayer por toda la costa gallega. Los restos de fuel que ha ido dejando el Prestige amenazan ahora a las Rías Bajas, donde el destrozo podría ser mayor incluso que en la Costa da Morte por sus características geográficas -brazos de mar estrechos y de aguas calmas- y por la riqueza marisquera de la zona. “Las consecuencias biológicas más visibles del vertido del Prestige son las aves afectadas directamente por el fuel. Según la Sociedad Española de Ornitología (SEO) y la organización ecologista BirdLife International, 18 especies de aves marinas se han visto ya afectadas por el vertido, incluidas la gaviota de pata amarilla, la gaviota de dorso negro, la gaviota de cabeza negra, el cormorán, el alcatraz atlántico y el alca torda. Casi todas estas especies están en plena migración hacia el sur desde Francia y el Reino Unido. Otras consecuencias son invisibles. El ecosistema marino, incluido el litoral, depende de los pequeños organismos conocidos colectivamente como plancton, que viven cerca de la superficie del agua. El combustible flotante mata a gran parte del plancton, y contamina al resto. Después, durante varios meses, incluso cuando la mancha de petróleo haya desaparecido, los moluscos y otros animales que se alimentan filtrando el plancton resultan contaminados. Muchos mueren, y el resto padece un grave debilitamiento.

Entre las especies que viven tanto en las rocas como en los sedimentos cercanos al litoral, y que resultarán gravemente afectadas se encuentran algunas de las más importantes para la economía gallega, como las almejas, los berberechos, los mejillones,

las navajas y los percebes”.

Periódico “El País”: 20-11-2002 : X. HERMIDA / J. SANPEDRO .

"El fuel se va alterando en el agua, primero debido a la oxidación por la luz solar, después por la actividad de los microorganismos, y algunos de sus productos de descomposición se van disolviendo en el agua", explica Maneiro. "Esos compuestos dificultan la respiración y la reproducción, y alteran el comportamiento de numerosos organismos que los ingieren, empezando por el plancton y siguiendo por toda la cadena trófica. Algunos compuestos son cancerígenos para los animales. La biodiversidad se ve afectada porque muchas especies desaparecen y sus nichos ecológicos son ocupados por otras especies oportunistas. La situación es reversible, pero es pronto para predecir en qué plazo ".

Efectos de la marea negra sobre los seres vivos.

Disminución en el desarrollo del fitoplancton, lo que afecta a las cadenas tróficas, ya que la mancha de petróleo impide la penetración de la luz, y en consecuencia se inhibe la fotosíntesis.

Dificulta el intercambio de gases entre la atmósfera y el mar, con lo cual el oxígeno disuelto, procedente de la fotosíntesis o de la atmósfera, disminuye causando la muerte de gran número de organismos

Aves marinas, peces, etc., quedan intoxicados o mueren por hundimiento, al perder flotabilidad; por la ingestión del petróleo que obstruye los conductos digestivos; o al no poder desplazarse por estar impregnados.

Pero estos efectos no son siempre de la misma magnitud, varían en función de diversos factores como el tipo de petróleo (crudo o refinado, moderno o antiguo), la temperatura de las aguas, la cantidad del vertido, la distancia a la costa y la dirección del viento y las corrientes. En todo caso, el tiempo de permanencia del petróleo en las aguas dependerá fundamentalmente de la cantidad de volátiles; cuanto mayor sea su concentración, más rápida es la evaporación, aunque ésta no es la única vía por la que se elimina el petróleo, pues en el mecanismo de limpieza natural ocurren diversos procesos.

Gestión y eliminación de los vertidos de petróleo.

Las estrategias para reducir estos efectos pueden dirigirse a tres niveles diferentes dentro del proceso contaminante:

1.- Modificación de las actividades humanas que producen contaminantes:

Utilizar menos combustibles fósiles en las actividades urbanas, domésticas e industriales. Utilización masiva de energías renovables como combustible.

2.- Regulación y reducción de contaminantes en los puntos de emisión:

Utilizar barcos de doble casco para el transporte de petróleo y derivados. Limitar o prohibir el paso de petroleros por lugares cercanos a las cosas. Prohibir la limpieza de depósitos y cisternas de los petroleros en alta mar.

3.- Actuaciones sobre el ecosistema:

De manera natural el petróleo sufre una serie de procesos físico-químicos y biológicos que permiten su eliminación. Así, los productos más volátiles se evaporan y en la atmósfera se oxidan formando agua y CO2. El petróleo que permanece en superficie sufre una fotooxidación, se disuelve, en una pequeña cantidad, o se emulsiona, y los productos más pesados del crudo (aceites y alquitrán) se depositan en los fondos marinos.

De manera artificial los métodos más utilizados son los siguientes:

1. Bioremediación (Biodegradación) : La biorremediación, se define como el mecanismo de eliminación del petróleo y otros contaminantes mediante el empleo de microorganismos.

2. Contención y recogida : Se rodea el petróleo vertido con barreras y se recupera con raseras o espumaderas que son sistemas que succionan y separan el petróleo del agua por centrifugación, bombeo o adsorción a fibras especiales.

Estas técnicas no causan daños y son muy usadas, pero su eficiencia, aun en las mejores condiciones, sólo llega a un 10 - 15%.

3. Dispersantes : Son sustancias químicas similares a los detergentes, que rompen el petróleo en pequeñas gotitas (emulsión) con lo que se diluyen los efectos dañinos del vertido y se facilita la actuación de las bacterias que digieren los hidrocarburos.

4. Incineración : Quemar el petróleo derramado suele ser una forma eficaz de hacerlo desaparecer. En circunstancias óptimas se puede eliminar el 95% del vertido. El principal problema de este método es que produce grandes cantidades de humo negro con alto contenido de partículas lo que produce contaminación atmosférica.

5. Limpieza de las costas : En ocasiones se usan chorros de agua caliente a presión para arrastrar el petróleo desde la línea de costa al agua. Este método suele hacer más mal que bien porque entierra el hidrocarburo más profundamente en la arena y mata todo ser vivo de la playa.

6. No hacer nada (autodepuración) : En los vertidos en medio del océano, o en aquellos en que la limpieza es difícil y poco eficaz, lo mejor es dejar que la acción de las olas, la fotooxidación y otras acciones naturales, acaben solucionando el problema pero en este caso la velocidad de la autodepuración marca sus propios tiempos que pueden ser muy largos.

PARÁMETROS FISICOS, QUÍMICOS Y BIOLÓGICOS DE CALIDAD DEL AGUA .

En un río, para determinar la calidad del agua se toman muestras “aguas arriba” y “aguas abajo” de la zona que se considera contaminada. Las muestras se analizan “in situ” y en el laboratorio. De esta forma podemos saber si es apropiada o no para el uso al que se vaya a destinar (uso doméstico, agrícola, industrial, etc.). La detección de la calidad del agua se determina en función de una serie de parámetros físicos, químicos y biológicos que se detallan a continuación:

I.- PARÁMETROS FÍSICOS.

Transparencia o turbidez . Indica presencia de partículas sólidas y por tanto la resistencia a la transmisión de la luz en el agua. Los sólidos suspendidos consisten en partículas muy pequeñas (como limo, arena y virus), que no se pueden quitar por medio de deposición. Se puede medir con el turbidímetro o con el disco de Secchi. Se trata de un disco blanco y negro, de 20 a 30 cm de diámetro que se sumerge en el agua hasta la profundidad en que no se observa.

Color, olor, sabor . Implican presencia de elementos extraños.

Conductividad eléctrica . Indica existencia de sales disueltas. La conductividad se expresa en Siemens y se mide con un conductivimetro (conductímetro).

Temperatura . Determina la contaminación térmica. Se mide con el termómetro.

Radiactividad . Indica presencia de partículas radiactivas. El contador geiger es el aparato de medida que se utiliza para determinar este tipo de contaminante.

La cantidad total de materia suspendida puede ser medida filtrando las muestras a través de una membrana y secando y pesando del residuo. La materia suspendida se expresa en PPM (partes por millón), en mg/l, etc.. La identificación y la cuantificación de contaminantes disueltos se hace por medio de métodos muy específicos en laboratorios (como gravimetrías o volumetrías), porque éstos son los contaminantes que se asocian a riesgos para la salud.

II.- PARÁMETROS QUÍMICOS.

Oxígeno disuelto (OD). El oxígeno disuelto proviene de la mezcla del agua con el aire ocasionada por el viento y, en la mayoría de los casos, principalmente del oxígeno que liberan las plantas acuáticas en sus procesos de fotosíntesis. En términos generales, la solubilidad del O2 en el agua es directamente proporcional a la presión e inversamente proporcional a la temperatura y a la concentración de sales disueltas.

Aun cuando no existe una concentración mínima de oxígeno que cause efectos fisiológicos adversos sobre la salud humana, si existe una limitante en cuanto a la cantidad de O 2 que se requiere para sostener la vida de los animales acuáticos de aguas superficiales.

En general se acepta que una concentración de 5 mg/l es adecuada para la vida mientras que concentraciones menores a 3 mg/l, pueden ser letales para la fauna piscícola de un lago, un embalse o un río.

Demanda biológica o bioquímica de oxígeno (DBO) . Los métodos de medición se fundamentan en una ponderación indirecta, basada en “la cantidad de oxígeno disuelto consumido por la oxidación biológica de la materia orgánica presente”. En otras palabras, los métodos de medición se fundamentan en la hipótesis de que la cantidad de materia orgánica contenida en la muestra, es directamente proporcional a la cantidad de oxígeno que requiere una población bacteriana para digerirla.

Así, si hay mucha materia orgánica biodegradable en la muestra, los microorganismos aeróbicos la van a descomponer y entonces habrá un descenso en la concentración del oxígeno disuelto en el agua. La magnitud de este descenso es lo que se conoce como DBO. 

Microorganismos M. O. + O2 --------------- CO2 + H2O Aeróbicos

“las pruebas de DBO constituyen una medida de la cantidad de materia orgánica biodegradable y no de la cantidad de otro tipo de contaminantes en la muestra. Así por ejemplo, de una muestra que tiene un alto DBO, puede decirse que su contenido de materia orgánica es muy alto. Sin embargo, en una muestra de agua que contenga un DBO bajo, su grado de contaminación por sustancias tóxicas puede ser muy alto aunque sea muy baja la contaminación por materia orgánica.

Como conclusión podemos decir que la DBO mide la cantidad de oxígeno disuelto que necesitan los microorganismos para oxidar (descomponer) la materia orgánica. Se toma como referencia la demanda de oxígeno necesario para oxidar la materia orgánica en cinco días, por eso se denomina DBO5. Para que un agua pueda autodepurarse el OD debe ser mayor que la DBO. Si no es así, el agua permanecerá contaminada.

La demanda química de oxígeno (DQO) . Mide el oxígeno consumido por una muestra que contiene compuestos orgánicos al valorarla con un oxidante fuerte, como permanganato o dicromato potásico.

El pH . El pH normal del agua oscila entre 5,5 a 8. El pH es el valor que determina si una sustancia es ácida, neutra o básica, calculado el número de iones de hidrógeno presentes. Se mide en una escala a partir de 0 a 14, en la cual en el medio, es decir 7 la sustancia es neutra. los valores de pH por debajo de 7 indican que una sustancia es ácida y los valores de pH por encima de 7 indica que es básica. El nivel de pH tiene un efecto en muchas fases del proceso de tratamiento de las aguas y afecta a la formación de costras de las fuentes de agua. El nivel de pH se puede determinar con varios métodos de análisis, tales como indicadores del color, y pH-metros (el pH-metros es un conductímetro que solamente detecta iones de hidrógeno).

La dureza . Viene dada por los iones Ca2+ y Mg2+ que existen. El agua dura supone un riesgo de incrustaciones calcáreas en las instalaciones, pero si es demasiado blanda puede afectar a los metales. se mide con un conductivímetro (conductímetro) que detecte solamente iones de Ca2+ y Mg2+.

Aguas blandas ................(CaCO3) < 50 mg/l Aguas duras ................. (CaCO3) > 50 mg/l

Para el agua de boca se recomienda que la concentración de CaCO3 = 100 a 500 mg/l

III.- PARÁMETROS BIOLÓGICOS.Los parámetros biológicos indican la cantidad de microorganismos existentes en el agua. Estos organismos que indican contaminación biológica son los siguientes:

Virus Bacterias (coliformes, estreptococos, salmonellas, estafilococos) Organismos sapróbios (son aquellos organismos que viven y se desarrollan en zonas de

descomposición de la materia orgánica. Se trata de cianofíceas, algas diatomeas, hongos, protozoos y bacterias tipo polisaprobios, mesasaprobios y oligosaprobios).

Otra contaminación microbiana es la contaminación por pirogénos (son los productos bacterianos o no que pueden inducir fiebre en animales de sangre caliente).

BIOINDICADORES BIOLÓGICOS

Un bioindicador es un organismo vivo que puede ser desde un microbio, un insecto y un pez, hasta una planta o alga, que nos permite cuantificar y calificar el nivel y evolución de la contaminación presente en un sistema determinando en virtud de su sensibilidad diferencial a diversas substancias tóxicas.

El empleo bioindicadores para detectar la contaminación tiene una serie de ventajas tales como el bajo costo, los resultados rápidos y la posibilidad de proporcionar información acumulativa, integrada y discriminada gracias a su capacidad de respuesta frente a las alteraciones del medio, la cual nunca puede ser detectada a través de mediciones físico-químicas. Pero también reúne algunos inconvenientes, debido a la imposibilidad de obtener resultados cuantitativos reales a causa de la complejidad de los mecanismos de interrelación.

El que determinados organismos puedan actuar como indicadores, se debe al bajo grado de tolerancia que éstos presentan ante pequeñas alteraciones del ambiente (organismos estenoicos). El interés que tiene su identificación es por tanto notable, ya que su presencia define cualitativamente el medio en

el que viven.

TRATAMIENTO Y DEPURACIÓN DE LAS AGUAS

POTABILIZACIÓN

Se entiende por potabilización el conjunto de procesos físico – químicos y biológicos que convierten el agua natural (aguas blancas) en agua potable, apta para el consumo humano.

ESTACIÓN DE TRATAMIENTO DE AGUAS POTABLES (ETAP)

Se diferencian dos procesos:

Tratamiento global : Procesos físico-químicos con la finalidad de separar las partículas y formar agregados que precipiten (conocidos como LODOS). Estos procesos incluyen:

o Desbaste – tamización . Eliminación de materiales sólidos gruesos que flotan en el agua, por medio de rejas y tamices.

o Aireación . Puesta en contacto íntimo del agua con el aire con el fin de eliminar las sustancias volátiles (CO2 y H2O) y otros compuestos químicos. Se consigue evitar olores y sabores propios de estas sustancias.

o Decantación o sedimentación . Eliminación de partículas sólidas en suspensión utilizando compuestos químicos que favorecen la formación de agregados y sedimentos.

o Filtración . Para eliminar las partículas más finas, los olores y sabores del agua natural. Se realiza en grandes estanques provistos de filtros.

Tratamiento especial o desinfección . Se utiliza para eliminar los organismos patógenos que existen en el agua. Los métodos más empleados son:

Filtros de membrana. Calor Radiación ultravioleta. Productos químicos (cloro y ozono fundamentalmente).

Cuando el agua de abastecimiento es demasiado dura (exceso de calcio), se somete a un proceso de ablandamiento por medio de sustancias químicas como carbonato de sodio o sosa cáustica.

Para obtener agua potable del mar debe ser sometida a un proceso de desalación.

DEPURACIÓN

Si las aguas proceden de captación subterránea la presencia de residuos suele ser muy baja y el diseño empleado es el de la figura:

Secuencia de procesos para la depuración de aguas subterráneas. (Domenech, 1993)

Si las aguas residuales (aguas negras), son las que provienen de las actividades domésticas, industriales y agropecuarias contienen numerosos contaminantes y es imprescindible su depuración antes de ser vertida a los cauces naturales, para evitar efectos nocivos en los ecosistemas acuáticos y en la salud pública.

ESTACIÓN DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES (EDAR)

Se trata de diversos sistemas cuya finalidad es obtener un abastecimiento de agua adecuado para diferentes usos pero no para el aprovisionamiento de agua potable (que necesita una ETAP). Los sistemas más utilizados son los siguientes:

SISTEMAS DE DEPURACIÓN NATURAL O BLANDA:

Se basan en tratar de reproducir los procesos de autodepuración. Son procesos que requieren poco gasto de instalación y mantenimiento, adecuados para aguas residuales procedentes de pequeños núcleos de población y de zonas con pocos recursos económicos.

Entre los métodos más utilizados están:

Lagunaje: consistente en fabricar una serie de balsas poco profundas donde se deja el agua durante meses produciéndose un depósito de los materiales sólidos en suspensión y una degradación de la materia orgánica, por vía aerobia o anaerobia. Las balsas pueden ser superficiales para una degradación aeróbica, profundas para una degradación anaerobia o mixtas.

Filtros verdes, se trata de verter las aguas residuales en zonas verdes (ecosistemas productivos) controladas y esperar que los procesos físicos, químicos y biológicos que forman el suelo acaben produciendo la depuración.

Lechos bacterianos o filtros biológicos, tenemos unos recintos, generalmente circulares, rellenos de cantos rodados, lava volcánica, piezas de plástico, etc. Mediante un aspersor reducimos las aguas residuales a pequeñas gotas que van cayendo sobre este lecho. Entre los intersticios del lecho se desarrolla una película de microorganismos que asimilan la materia orgánica del agua.

SISTEMA DE DEPURACIÓN TECNOLÓGICA O DURA. Se realiza en las estaciones depuradoras mediante procesos físicos, químicos y biológicos con el fin de devolver al medio natural el agua con alteraciones mínimas. En una estación depuradora convencional se desarrollan los siguientes procesos: línea de agua, línea de fangos y línea de gas.

I.- LÍNEA DE AGUA.Es el camino que recorre el agua residual desde su llegada a la estación depuradora hasta que se vierte al receptor final. Los tratamientos en esta fase son los siguientes:

TRATAMIENTOS FASES RESULTADOS

Pretratamiento1. Desbaste y dilaceración2. Desarenado3. Desengrasado

Separación de sólidos flotantes o en suspensión por medio de rejas .Separación de arenas, grasas y aceites.

Depuración primaria(Tratamiento 1º)

1. Decantación 1ª con arrastre2. Floculación o flotación3. Neutralización

Separación de sólidos y grasas no retenidos en la fase anterior.Se consigue ajustar el pH (6,5 a 8,5) para facilitar procesos biológicos posteriores.

Depuración secundaria(Tratamiento 2º)

1. Oxidación biológica. Mediante bacterias aerobias y oxígeno.2. Decantación 2ª para separar los flóculos obtenidos.3. Desinfección. (si no hay tratamiento terciario)

Eliminar la materia orgánica presente en el agua residual mediante procesos biológicos (utilizando microorganismos). Se consigue eliminar entre el 70-90% de la materia orgánica.

Depuración terciaria(es opcional)

Tamizado final:1. Filtración de sólidos y materia inorgánica.2. Adsorción por carbono activo que retiene a la materia orgánica.3. Osmosis inversa para quitar sustancias contaminantes, coloides microorganismos, etc.

Eliminar sustancias inorgánicas y materia orgánica no eliminada anteriormente (hasta 95-98%).Reducir nitratos, fosfatos, sales inorgánicas que no han sido eliminadas anteriormente. Si se realiza esta fase, el agua se puede reutilizar para usos domésticos.

Desinfección Cloración.Ozonización Eliminar microorganismos patógenos.

Como consecuencia de esta fase (línea de agua) se produce una concentración de contaminantes de apariencia líquida denominado FANGOS o LODOS.

II.- LÍNEA DE FANGOS, LODOS o BIOSÓLIDOS.

Se trata de eliminar los fangos o lodos de las aguas residuales.

FANGOS o LODOS. Son los contaminantes de apariencia líquida resultantes del proceso seguido en la línea de agua. Se realizan los siguientes procesos:

TRATAMIENTOS FASES RESULTADOS

Espesamiento 1. Por gravedad.2. Por flotación.

Eliminar la mayor parte del agua que llevan los lodos.

Estabilizacióno digestión

1. Por vía aerobia con aporte de oxígeno (es un método muy caro).

2. Por vía anaerobia en digestores cerrados se produce la fermentación de la materia orgánica y se obtiene gas.

Eliminar la materia orgánica que todavía contienen los fangos.Como subproducto se obtiene biogas que será tratado en la línea de gas.

Acondicionamiento químico

1. Añadir compuestos químicos.2. Añadir calor a presión.

Conseguir la precipitación de los sólidos.Facilitar el siguiente proceso.

Deshidratación1. Secado.2. Filtrado.3. Centrifugación.

Eliminar el agua que todavía contengan los fangos.

Evacuación Consiste en retirar los fangos desecados para eliminarlos o utilizarlos

TRATAMIENTOS FASES RESULTADOS

como abono (compost o mantillo) ya que todavía contienen cantidades apreciables de materia orgánica.

III.- LÍNEA DE GAS.El gas resultante de la digestión anaerobia de los fangos puede quemarse o utilizarse como combustible (biogas) para la propia depuradora.

Esquema de depuración de aguas residuales (Ed. Santillana)