Atmósfera: Capas, Composición y Contaminación

Capas de la Atmósfera

• Troposfera: 0-12 km, 15 a -56°C
• Estratosfera: 12-50 km, -56 a -2°C
• Mesosfera: 50-85 km, -2 a -92°C
• Termosfera: 85-500 km, -92 a 1200°C

Componentes de la Atmósfera

• Nitrógeno (N₂)
• Oxígeno (O₂)
• Argón (Ar)
• Dióxido de Carbono (CO₂)
• Gases nobles
• Metano (CH₄)
• Óxido Nitroso (N₂O)
• Monóxido de Carbono (CO)
• Ozono (O₃)

Gradientes de Temperatura

Producto de la inversión térmica (-), fenómeno natural alterado por la contaminación. El sol calienta el suelo; de noche se enfría. Si sube la temperatura, los gases se expanden, haciendo que las masas de aire suban. A mayor altitud, hay menor temperatura, y estos compuestos se condensan. Los gases se comprimen y bajan. El gradiente negativo impide que asciendan las masas frías de aire por encima de las más calientes.

Fuentes de Contaminación

1. Suelo: CO₂, NH₃, CH₄, NO, H₂S
2. Océanos: CO, CO₂, N₂O, CS₂, COS, HCl, CH₃Cl
3. Volcanes: Óxidos de azufre y nitrógeno, H₂S, COS, HCl, HF
4. Incendios: CO₂, CO, SO₂, CH₃Cl
5. Combustión de carburantes fósiles: Hidrocarburos aromáticos y alifáticos, CO, HCl, SO₂, óxidos de nitrógeno, partículas sólidas
6. Disolventes clorados: Cloruro de metilo, compuestos cloroaromáticos (PCBs), compuestos halocarbonados, compuestos clorofluorocarbonos (CFCs). Estos últimos son volátiles que escapan a la atmósfera, se fotodisocian y crean átomos de cloro reactivo.

Ciclo de los Contaminantes Atmosféricos

Emisión, mezcla, transporte, deposición (vía húmeda, vía seca), y transformación química (homogénea, heterogénea).

Clasificación de los Contaminantes

• Primarios: Emitidos directamente a la atmósfera por la fuente.
• Secundarios: Se transforman a partir de la reacción de contaminantes primarios.

Relación entre Deforestación y CO2

La quema de biomasa posterior a la tala de los bosques o su lenta descomposición, y la menor capacidad de absorción de CO₂ por parte del terreno una vez talado.

Dióxido de Carbono (CO2)

Propiedad de absorber la radiación infrarroja de la superficie de la Tierra y reemitirla a la superficie, aumentando los niveles de CO₂ (Efecto Invernadero). La absorción infrarroja puede ser por O₃, H₂O, CH₄, NH₃, CFCs.

Ozono (O3)

Reacciones de formación y degradación:

• O₂ + Luz → O + O
• O + O₂ → O₃
• O + O₃ → 2O₂ + Calor
• O₃ + Luz → O₂ + O

El ozono absorbe la luz ultravioleta en la zona saturada (capa de ozono = pantalla de incidencia de esta luz energética nociva para la vida). El ozono se destruye en reacciones cíclicas con contaminantes (X):

• X + O₃ → XO + O₂
• XO + O → X + O₂

Ejemplos de contaminantes que destruyen el ozono:

• N₂O: Llega a la estratosfera. 2N₂O + Luz → 2N₂ + O₂ (Nota: la reacción correcta de descomposición fotoquímica es N₂O + hv → N₂ + O o N₂O + hv → NO + N)
• CFCs (ej. CFC-12): Con la luz ultravioleta se fragmentan para dar radicales. CCl₂F₂ + Luz UV → Cl + CClF₂. El radical Cl reacciona con el ozono: Cl + O₃ → ClO + O₂. El ClO reacciona con un átomo de oxígeno: ClO + O → Cl + O₂. El átomo de Cl se regenera, continuando el ciclo de destrucción del ozono.

Lluvia Ácida

CO₂ + H₂O → H⁺ + HCO₃⁻. Los ácidos nítrico (HNO₃) y sulfúrico (H₂SO₄) dan origen a la lluvia ácida.

Smog

Mezcla de todos los contaminantes atmosféricos, en estancamientos de masas de aire por la inversión térmica que favorece el desarrollo de reacciones químicas (niebla por la humedad). El Smog Fotoquímico: la mayor parte de estos procesos químicos son activados por la luz solar.

• NO₂ + Luz → NO + O
• O + O₂ → O₃

Constituyentes del Smog

• Nieblas
• Agentes oxidantes
• NOx
• Radicales OH
• O₃
• PAN (Peroxiacetil Nitrato)
• HCHO (Formaldehído)
• CH₂CHCHO (Acroleína)
• Partículas sólidas
• Plomo

Clasificación de Fuentes de Contaminación Atmosférica

1. Por la naturaleza de la fuente:
   • Fuente natural
   • Origen antropológico
2. Por su tipo de fuente:
   • Estacionarias (puntuales y areales)
   • Móviles (ruta y fuera de ruta)
   • Fugitivas (no controladas)

Instrumentos Legales y Normativa (Chile)

• Ley 19.300: Bases Generales del Medio Ambiente.
• ISO 14000, ISO 14001.
• Normas de emisión.
• Evaluaciones de impacto ambiental.
• Normas de calidad primaria y secundaria.
• Planes de preservación y descontaminación.
• Estado del impacto ambiental.

La norma de calidad limita los contaminantes en el medio. La norma de emisión limita los contaminantes de las industrias. La norma de calidad de aire está vigente en Chile.

Superintendencia del Medio Ambiente

Establece las bases generales del medio ambiente, creando la CONAMA en marzo de 1994 (Nota: CONAMA fue reemplazada por el Ministerio del Medio Ambiente, el Servicio de Evaluación Ambiental y la Superintendencia del Medio Ambiente en 2010).