La contaminación del aire es actualmente uno de los problemas ambientales más severos a nivel mundial.
Está presente en todas las sociedades, independiente del nivel de desarrollo socioeconómico, y constituye un fenómeno que tiene particular incidencia sobre la salud del hombre.
De hecho, cada año, cientos de millones de personas sufren de enfermedades respiratorias y otras asociadas con la contaminación del aire, tanto en ambientes interiores como exteriores.
¿Qué es la contaminación atmosférica?
Una explicación simple de contaminación del aire o atmosférica, podría ser la presencia en el aire de materias o formas de energía que impliquen riesgo, daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza.
En este punto, es fundamental aclarar que siempre ha existido contaminación atmosférica de origen natural. Esto es por erupciones volcánicas, incendios, tormentas de arena, descomposición de la materia orgánica o polen, etc.
Sin embargo, cuando el hombre descubrió el fuego, apareció la contaminación atmosférica antropogénica, o contaminación atmosférica en sentido estricto.
Entendida de esta última manera, su proceso se vio acelerado principalmente a partir de la revolución industrial y el uso masivo de combustibles fósiles como fuente de energía.
Los problemas de la contaminación atmosférica
Las fuentes de emisión de contaminantes atmosféricos de origen antropogénico pueden ser puntuales, generalmente fijas y de gran caudal de emisión. Es el caso de las grandes fábricas aisladas de otras instalaciones industriales.
Aunque también pueden ser zonales, es decir, una mezcla de fuentes fijas y móviles de diferente entidad y agrupadas en el espacio, donde vienen a coincidir también con la población que sufre los efectos de la contaminación.
Sin embargo, el conocimiento de los contaminantes y de las fuentes de emisión no abarca el complejo proceso de la contaminación atmosférica.
Las características estructurales y dinámicas de la atmósfera y las características morfológicas del terreno determinan la dispersión de los contaminantes en el espacio y su evolución temporal.
La dispersión configura la diferente concentración de contaminantes en la atmósfera en la zona de influencia de la fuente emisora.
La evolución de los contaminantes conlleva la aparición de otros nuevos no emitidos por la fuente directamente: son los contaminantes secundarios, como el ozono formado a partir de los óxidos de nitrógeno y los compuestos orgánicos volátiles en presencia de la luz solar, o el ácido sulfúrico formado a partir de la oxidación del dióxido de azufre.
Aunque la determinación de la exposición individual depende de múltiples factores, se puede afirmar que el conocimiento de los valores de inmisión en el aire ambiente nos acerca al de la dosis a la que está expuesta la población posibilitando el estudio de sus efectos en salud.
Este hecho ha justificado históricamente el control y la vigilancia de los niveles de inmisión de contaminación atmosférica.
Listado de los principales contaminantes del aire y la atmósfera
El dióxido de azufre y las partículas derivadas de la oxidación de combustibles fósiles son los contaminantes atmosféricos urbanos más comunes del mundo y, por ello, los más estudiados.
Acá va un listado completo:
1. Partículas en suspensión
2. Dióxido de azufre
3. Dióxido de nitrógeno
4. Monóxido de carbono
5. Ozono
Vigilancia de la contaminación atmosférica
Para la comunidad mundial en general ya es un hecho que los niveles altos de contaminación atmosférica se asocian con un exceso de mortalidad.
Es por ello que se ha planteado la necesidad de limitar la emisión de contaminantes a la atmósfera. Y principalmente realizar acciones de vigilancia de la calidad del aire.
En ese sentido, una de las herramientas más potentes es la prevención. Para esto están los modelos de calidad del aire, que sirven para evaluar el impacto de las emisiones contaminantes sobre el recurso aire, y el consecuente impacto sobre otros recursos naturales renovables y la salud de las personas.
Tipos de modelos
Los modelos existentes se pueden clasificar en Gaussianos, Eulerianos, Langrangeanos y tipo “puff”. A continuación, se describen brevemente:
Modelos Gaussianos
Estos modelos describen la distribución tridimensional de una pluma bajo condiciones meteorológicas y de emisiones estacionarias.
Las concentraciones se estiman en base a una distribución Gaussiana, cuyos parámetros dependen de las condiciones meteorológicas.
Aunque hay modelos Gaussianos que incluyen algoritmos para considerar un terreno complejo, sus conceptos matemáticos son fundamentalmente iguales a aquellos modelos que
no lo hacen.
Ejemplo de modelo Gaussiano: AERMOD.
Modelos Eulerianos
Estos apuntan a tratar todos los procesos atmosféricos relacionados a la dispersión de contaminantes y su transformación química.
Estos modelos traducen las leyes físicas y químicas relevantes a ecuaciones matemáticas, que
son en su gran mayoría de tipo diferencial.
El modelo integra las ecuaciones matemáticas en el tiempo, en cada uno de los puntos de la grilla, lo que genera información de la evolución temporal de las concentraciones en las tres dimensiones de la grilla.
En términos de la representación de procesos, hay modelos que solo consideran la dispersión. Mientras que otros incluyen todos los procesos fotoquímicos y de aerosoles.
Ejemplos de modelo Euleriano: WRF, CAMx y CMAQ.
Modelos Lagrangeanos
Este modelo sigue matemáticamente el movimiento de una parcela de aire o de una partícula en la atmósfera.
Es decir, si en la posición inicial de una partícula se conoce tanto la velocidad como la dirección del viento, fácilmente se puede calcular a dónde va esa partícula en un intervalo de tiempo finito dado (integración en el tiempo).
Después de esa integración, la partícula tiene una posición nueva en el espacio, donde el viento puede ser distinto que en la posición inicial. Ocupando esta información del viento, nuevamente se puede integrar en el tiempo moviendo la partícula a otra posición y así sucesivamente.
Ejemplo de modelo Lagrangeano: AUSTAL.
Modelos tipo “puff”
Se trata de una combinación de los modelos Gaussianos y los Lagrangeanos, en el sentido de que esencialmente calculan la dispersión de contaminantes provenientes de una emisión instantánea, llamada “puff”, a lo largo de una trayectoria.
Ejemplo de modelo tipo “puff”: CALPUFF.
