SMOG o NEBLUMO FOTOQUÍMICO

Es una compleja mezcla de compuestos químicos producidos por los contaminantes del aire, cuyo principal origen son los automóviles, aunque existen también otras fuentes. La palabra NEBLUMO (SMOG) se acuñó originalmente para describir la combinación de neblina y humo que se produjo en Londres durante 1950, gran parte del cual se debía a la presencia de dióxido de azufre en la atmósfera. El NEBLUMO FOTOQUÍMICO se forma por las reacciones fotoquímicas de las emisiones de los automóviles en presencia de luz solar.

La formación de este smog se debe a las inversiones de temperatura que tienen lugar en la atmósfera.

Si existe un movimiento horizontal de las masas de aire, debido fundamentalmente a los vientos, los contaminantes se dispersan con gran rapidez; sin embargo los factores orográficos: valles, montañas, etc pueden restringir este movimiento horizontal del aire creando masas de aire estancadas, las cuales pueden permanecer inmóviles durante unas pocas horas o incluso semanas enteras.

Cuando se calienta el aire cercano a la superficie terrestre, se hace menos denso por lo que se eleva verticalmente y es sustituido por aire más fresco que proviene de capas más altas de la atmósfera. Este movimiento vertical puede dispersar los contaminantes hacia regiones más elevadas de la atmósfera.

En ocasiones alguna masa de aire más fresca entra a poca altura y se coloca debajo de la capa de aire tibio, la cual queda atrapada entre la masa de aire fresco que se ha colocado debajo de ella y la de aire, aún más fresco, de las alturas; a este fenómeno se le conoce como inversión de temperatura.

Con esto, se da origen a una masa de aire inmóvil donde se acumularán los contaminantes. Este fenómeno suele producirse sobre todo por las noches sobre todo en días soleados y sin nubes, pero al día siguiente pueden presentarse nuevas inversiones, con lo que este fenómeno puede durar varios días.

Una vez que se produce la inversión de temperatura o bien se origina una masa de aire estancada, como vimos antes, los contaminantes primarios (CO, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y macropartículas, los cuales por sí mismos pueden ser relativamente inertes e inocuos) quedan atrapados y se acumulan en zonas localizadas. Si esta acumulación tiene lugar durante un día tibio y sin nubes, los contaminantes primarios pueden producir contaminantes secundarios en presencia de la luz solar debido a la existencia de reacciones fotoquímicas. La capa de inversión actúa como un gran recipiente de reacción en el cual las reacciones fotoquímicas y las reacciones posteriores inducidas producen una gran cantidad de contaminantes secundarios conocidos en conjunto como SMOG o NEBLUMO FOTOQUÍMICO.

Los contaminantes primarios, están constituidos sobre todo por óxido nítrico (NO) formado por la reacción entre el nitrógeno atmosférico y el oxígeno a altas temperaturas en el interior de los motores de los automóviles:

N 2 (g) + O 2 (g) --> 2 NO (g)

y también de monóxido de carbono y otros hidrocarburos crudos.

Una vez liberado a la atmósfera, el óxido nítrico se oxida rápidamente a dióxido de nitrógeno, tóxico:

2 NO (g) + O 2 (g) ----> 2 NO 2 (g)

La luz solar provoca la descomposición fotoquímica de NO 2 (a una longitud de onda de 400 nm aproximadamente) en NO y O:

NO 2 (g) + h. --------> NO (g) + O (g)

El oxígeno atómico es una especie muy reactiva que puede disparar numerosas reacciones importantes, una de las cuales es la formación del ozono:

O (g) + O 2 (g) + M --------> O 3 (g) + M

donde M es alguna sustancia inerte tal como el N 2 cuyo papel es el de absorber algo del exceso de energía del ozono formado, ya que de otra manera, la molécula de O 3 puede descomponerse espontáneamente para regenerar O 2 y O.

El ozono en las capas bajas de la atmósfera es perjudicial por atacar a los dobles enlaces C=C, resquebrajando, por ejemplo el caucho de las ruedas de los automóviles,

RR-C=CRR + O 3 + H 2 O ----> R-CO-R + R-CO-R + H 2 O 2

También ataca a los tejidos pulmonares y a otras sustancias biológicas, etc. El ozono también se puede producir por una serie de reacciones muy complejas que implican a los hidrocarburos crudos, a aldehídos, a óxidos de nitrógeno y al oxígeno. Uno de los productos de estas reacciones es el nitrato de peroxiacetilo (PAN ó NPA): H 3 C-CO-O-O-NO 2.

El NPA es un poderoso lacrimógeno y causa dificultades respiratorias. En el gráfico adjunto se muestran las variaciones típicas de los contaminantes primarios y secundarios durante un día.

Al principio del día la concentración de NO 2 es bastante pequeña, pero a medida que la radiación solar penetra en la atmósfera se forma más NO 2 a partir del NO y del O 2 .

Puede observarse que la concentración del ozono permanece casi constante y a un nivel bajo casi hasta mediodía.