Partículas contaminantes

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CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA PARTÍCULAS / AEROSOLES Saira Mendoza Pelcastre

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CONTAMINACIN ATMOSFRICA PARTCULAS / AEROSOLESSaira Mendoza Pelcastre

Definicin Los aerosoles son pequeas gotas en suspensin e incluso partculas slidas, la cuales constituyen dispersiones de lquidos y slidos en el aire (Snchez, ). Son una mezcla compleja de sustancias (excepto agua pura) que puede existir en la atmsfera y son originados por causas naturales o de tipo antropognico (Icaza, 2003 y SMA-GDF, s/f).

Los trminos aerosol y partcula se utilizan indistintamente, en el entendido que los aerosoles son suspensiones estables de partculas slidas o lquidas en un gas. Se puede decir que la diferencia radica en el medio gaseoso que acompaa a las partculas (Snchez, ). El material particulado se incorpora a la atmsfera mediante procesos naturales de tipo fsico, qumico o biolgico o mediante el resultado de emisiones provenientes de las actividades humanas.

Partculas lquidas: constituyen el aerosol marino y se conforman de

diversos compuestos orgnicos procedentes de la descomposicin del plancton y las algas, as como de compuestos inorgnicos (fsforo, magnesio, potasio, cobre, cinc y plomo). El componente mayoritario es el cloruro de sodio, la importancia de estas partculas reside en el hecho de que actan como ncleos de condensacin de vapor de agua presente en la atmsfera, lo que provoca la formacin de nubes y favorece la velocidad de precipitacin.

Fuente: Gobierno de Aragn (s/f)

Partculas de aerosol marino (NaCl) observadas mediante microscopa electrnica

Clasificacin1. Mecanismo de incorporacin a la atmsferaAlgunas partculas son emitidas directamente por las fuentes de emisin (partculas primarias) y pueden mantenerse en la atmsfera en condiciones ambientales de temperatura y presin (SEMARNAT-INE y WGA1, 2005).

Fuente: Calidad del aire en Honduras (s/f)

1. Western Governors Association

Las partculas secundarias son aerosoles formados a partir de material gaseoso o acuoso a travs de reacciones qumicas atmosfricas, mediante los procesos de condensacin, crecimiento, nucleacin y reacciones qumicas. Como ejemplo se puede mencionar la formacin de cido sulfrico a partir de la oxidacin del dixido de azufre en presencia de vapor de agua y luz solar.

Los mecanismos bsicos de formacin de partculas

a partir de precursores, son (Snchez,): Oxidacin fotoqumica. Oxidacin

cataltica

en

presencia

de

metales

pesados. Reacciones qumica en presencia de agua, de SO2, NO2 y amoniaco.

2. TamaoEl inters en clasificar las partculas de acuerdo a su tamao radica en conocer la capacidad de dispersin o transporte y de acuerdo a este criterio, se distinguen dos tipos de partculas (Morales, 2006): Sedimentables: Son aquellas que tienen un dimetro mayor a

10 m y hasta 100 m o ms, alcanzan el suelo a una distancia lejana de su fuente de emisin. Suspensin o aerosoles, que presentan dimetros inferiores a 10 m.

Las partculas finas estn controladas por las turbulencias atmosfricas y por el viento, mientras que las gruesas poseen caractersticas comunes con las condiciones locales del suelo o con las emisiones industriales de la zona.

El dimetro de las partculas en suspensin oscila entre 0.001 y 100 micrmetros (m). En conjunto, se les conoce como como partculas suspendidas totales (PST), cabe sealar que aquellas con un dimetro mayor tienden a depositarse rpidamente y no se consideran como contaminantes del aire (SEMARNAT-INE y WGA, 2005 y Morales, 2006).

Fuente: SEMARNAT-INE y WGA (2005)

2.1 Partculas gruesas o gigantesPartculas con dimetro mayor a 2 m son las que ms contribuyen a la masa total de aerosoles. La mayora de estas partculas son mayores a 2.5 m y son formadas por procesos mecnicos, con origen tanto biognico (polvo arrastrado por el viento, emisiones volcnicas, entre otras) como antropognico (p. ej. construcciones, extracciones mineras y combustin). Aunque las partculas primarias predominan en el modo grueso, tambin pueden hallarse constituidas por partculas secundarias, formadas principalmente por la interaccin qumica de gases con partculas primarias (Morales, 2006).

Las partculas gruesas se pueden describir de manera ms precisa si se analizan los rangos de tamao que las componen: Partculas suspendidas (PS) son aquellas con un dimetro menor a 30 m y en ocasiones tambin son utilizadas como un trmino sustituto de las PST, aunque stas ltimas alcanzan un rango de 100 m. Las partculas primarias menores a 10 y a 2.5 m de dimetro (PM10 y PM2.5) son ms finas que un cabello humano, pueden estar tanto en forma de aerosoles (en gotas), de slidos, o en una mezcla de substancias artificiales y naturales (SEMARNAT-INE, s/f).

Tamao comparativo de las partculas PM10 y PM2.5

Fuente: SEMARNAT-INE y WGA (2005). Fuente: U.S. EPA, (s/f). http://www.epa.gov/airquality/particlepollution/basic.html

2.2 Partculas grandes o de acumulacinEste tipo de partculas corresponde al rango de 0.1 a 2 m de dimetro, conformadas dentro de la masa de material particulado urbano. Se forman a partir de dos fenmenos principales: por coagulacin, cuando dos o ms partculas en el rango de la nucleacin se combinan para formar una de mayor tamao o por condensacin de gases de baja presin en la superficie de partculas existentes (Morales, 2006). Son removidas de la atmsfera por deposicin seca (sedimentacin) o hmeda (lluvia o nieve). Los sulfatos son ejemplos comunes de este tipo de partculas (Icaza, 2003, European Commission, s/f y Zepeda, 2002).

2.3 Nucleacin o condensacinTambin conocidas como ncleos de Aitken (dimetro entre 0.001 m a 0.1 m), se presentan con mayor frecuencia en dimetros promedio de 0.01 m (Morales, 2006), se forman cerca de las fuentes de emisin por condensacin de vapores, producidos por procesos a elevadas temperaturas y tambin pueden ser emitidas directamente por la fuente (Zepeda, 2002). Estas partculas permanecen suspendidas en el rango de 1 a 10 das, similar al tiempo de residencia al agua en la atmsfera, funcionan como ncleos de condensacin y constituyen un mecanismo importante en la formacin de nubes (Morales, 2006).

Se pueden formar a partir de: Metales pesados emitidos directamente a la atmsfera por actividades industriales (p. ej. mineras y de fundicin), tambin pueden ser emitidas como partculas, durante los procesos de combustin incompleta (p. ej. carbono elemental). As mismo, son resultado de conversin de gases en partculas, posterior a ser emitidos directamente a la atmsfera o formados en ella y mediante la colisin de partculas dando lugar a la formacin de aglomerados ms gruesos (Morales, 2006).

Fuente: Snchez ()

3. Por su ubicacin geogrfica (Snchez, )Aerosoles continentales o de zonas industriales-urbanas: De las partculas formadas en estos sitos, los ncleos de Aitken constituyen entre el 15 y 35% del total emitido, el resto corresponde a partculas mayores. Aerosoles martimos: formadas por grupos de partculas de mayor tamao y su formacin depende de la humedad atmosfrica. Ruido de fondo: Aerosoles de la tropsfera media y superior.

4. Forma en que se presentan (SMA-GDF, s/f)Polvos. Son partculas slidas (de 1 a 1,000 m), se forman por fragmentacin en procesos de molienda, cribado, explosiones y erosin del suelo. Se mantienen en suspensin y se desplazan mediante corrientes de aire. Humo. Son partculas slidas finas que resultan de la combustin incompleta de materiales orgnicos como carbn y madera. Su dimetro oscila de 0.5 a 1 m. Fumos. Se forman por la condensacin de los vapores originados en procesos de sublimacin, destilacin, calcinacin y fundicin. Miden entre 0.03 y 0.3 m.

Cenizas volantes. Son partculas finas no combustibles que provienen de la combustin de carbn. Su tamao oscila entre 1 y 1,000 m y se componen de metales, xidos de silicio, aluminio, fierro y calcio. Al depositarse en superficies actan como abrasivos.

Fuentes de emisin Aunque

la concentracin de partculas esta vinculada con la meteorologa de la zona (viento, precipitacin escasa, humedad del aire y presencia de inversiones trmicas, entre otras) y las emisiones naturales, la acumulacin excesiva de este contaminante se ha potenciado por las actividades antropognicas.

1. Fuentes biognicas Suelo: La composicin qumica de estas partculas puede

experimentar variaciones en funcin de la geologa de la zona y en general se componen de:Silicatos de cuarzo, SiO2 Kaolitas, Al2Si2O5(OH)4 Halitas, K(Al2Mg)3SiAl10(OH) Galena PbS Feldespatos, KAlSiO3O8, (Na2Ca)(AlSiO)4O8 Calcita, CaCO3 Dolomitas, CaMg(CO3)2 Cantidades menores de sulfato de calcio CaSO4(2H2O) xidos de hierro, FE2O3

Estas partculas se incorporan a la atmosfera como

resultado de la accin del viento. El tamao promedio de estas partculas es diverso, ya

que pueden existir partculas de 1 m hasta de 14 m.

Polvo fugitivo (erosin elica, polvo en caminos sin pavimentar)

En el caso de los aerosoles marinos, se encuentran

constituidos por: Cloruro de sodio, NaCI Sulfatos, principalmente Na2SO4, MgSO4 y K2SO4 El tamao de estos aerosoles es de tipo grueso (