Estudio de los principales procesos que originan emisiones de gases a la atmósfera (página 2)

Después de un intenso trabajo,
liderado por nuestro Comandante en Jefe se pudo establecer una
estrategia para
la solución radical y definitiva del déficit
energético y a la vez sin demorar un segundo comenzar su
implementación acelerada.

Comenzó así la Revolución
Energética que es el conjunto de acciones
dirigidas a transformar los principios de
generación de electricidad y la
concepción sobre el ahorro de
Portadores Energéticos, todas estas acciones con un fin
común, mejorar la calidad de
vida de nuestro pueblo.

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA Y
CAMBIO CLIMATICO.

Atmósfera, mezcla de gases y
partículas de una amplia variedad de elementos y
compuestos químicos. Entre los constituyentes de la
atmósfera
se les denomina principales a aquellos que tienen una
concentración relativa, igual o mayor que 1 % en volumen
(nitrógeno-78%, oxigeno-21% y
argón, este último aproximadamente), y constituyen
trazas a los de concentración inferior a 1%, donde se
incluye el resto de los gases, y las partículas. Los gases
trazas, de conjunto, representan aproximadamente solo 0,12% de la
composición del aire seco (no se
considera el vapor de agua). Sin
embargo, pese a sus pequeñas concentraciones en la
atmósfera tienen gran importancia para la vida en el
planeta / López, 2006 /.

Las emisiones de contaminantes a la atmósfera, derivadas de las
actividades humanas, entre otros efectos, han provocado el
incremento de las concentraciones atmosféricas de
diferentes gases trazas, por encima de sus niveles naturales y a
ritmos tales que están conduciendo a importantes cambios
en las propiedades químicas y radiactivas de la
atmósfera, entre otros problemas
relacionados con el medio ambiente
atmosférico.

De acuerdo con el tiempo de vida
de los diferentes contaminantes en la atmósfera,
así originaran problemas globales (mundiales), regionales
o locales. Estos problemas, aunque son de diferentes escalas, se
asocian a varios niveles de contaminación y tienen distintos efectos;
sin embargo están fuertemente interrelacionados y tienen
un origen común, las emisiones de contaminantes a la
atmósfera /Curso Cambio
Climático, 2008/.

Existen en la atmósfera una gran cantidad de Gases de
Efecto
Invernadero (GEI) directos o indirectos (estos últimos
conocidos también como precursores). Aunque todos tienen
importancia para el clima y/o los
procesos de
la
contaminación y la química
atmosférica, no todas son relevantes para los procesos
relacionados con el calentamiento
global y cambio climático. Para esos procesos son
más importantes los GEI directo que tienen:

• Largo tiempo de vida relativo en la atmósfera (les
  posibilita distribuirse y mezclarse bien en la
  atmósfera, y con mayor rapidez de lo que se remueven
  de estas).

• Alto nivel de potencial de calentamiento
  atmosférico.

• Fuentes (directas o indirectas) importantes en las
  actividades humanas.

• Composición química favorable (por ej.
  Cantidad de cloro y/o Bromo contenido en cada molécula
  para los GEI que también son sustancias agotadoras del
  ozono).

• Un volumen significativo de emisiones a la
  atmósfera.

Ahora bien, de los GEI más importantes, en la
actualidad varios son controlados por la Convención Marco
de Naciones Unidas
sobre Cambio Climático (CMNUCC) y su protocolo de
Kyoto, y otros por el protocolo de Montreal sobre las Sustancias
que Agotan la Capa de Ozono
(SAO), debido de que además de GEI son también SAO.
Esta subdivisión tiene entre sus causas principales la no
duplicación de actividades entre ambos convenios
internacionales. Asimismo, en la atmósfera están
también presentes otros GEI no controlados por los
convenios anteriores que reciben atención científica, como p.ej.
cinco son conocidos como GEI de Larga Vida (GEILV) y aportan
cerca del 97% de forzamiento radiactivo directo estos son, por
orden de importancia: CO2, CH4, N2O que se encuentran bajo el
control de la
CMNUCC y su protocolo de Kyoto y el (CFC-11) Clorofluorcarbono y
el (CFC-12) que se regulan por el protocolo de Montreal sobre
sustancias agotadoras de la capa de ozono. En la tabla 1 se
muestran algunas de estas sustancias.

En la tabla 1 también se mencionan otros GEI de
importancia, así como los siguientes gases precursores:
óxido de nitrógeno (NOx); monóxido de
carbono (CO);
compuestos volátiles diferentes del metano (COVDN) y
dióxido de azufre (SO2). La importancia de estos
últimos viene dada por su papel como precursores de los
GEI especialmente del ozono troposférico, modificadores de
sus concentraciones en la atmósfera o precursores de
partículas atmosféricas como el CO2.

Tabla 1. Gases de efecto Invernadero de mayor
importancia.

*CMNUCC – Convención Marco de Naciones Unidas
sobre Cambio Climático.

** Protocolo de Montreal sobre Sustancias Agotadoras de la
Capa de Ozono.

*** Los halones son compuestos del bromo que se utilizan
fundamentalmente

como agentes para la extinción de incendios.

De los GEI mayores el CO2, CH4, y N2O aportan de conjunto 88%
del crecimiento del forzamiento radiactivo observado en la
época industrial, motivado por el cual centran la
atención de la CMNUCC y su protocolo de Kyoto. El CO2 es
el GEI mas importante, y el más común producido por
las actividades humanas y el que más contribuye al
calentamiento global, aportando cerca del 63% del incremento en
el forzamiento radiactivo total de los GEI de Larga vida en la
época industrial.

El CH4, es el segundo GEI en importancia aporta 18,6% del
incremento en el forzamiento radiactivo directo.

El N2O es el tercer GEI en importancia y desempeña un
importante papel de la química de la estratosfera. Este
contribuye con alrededor del 6,2% del incremento del forzamiento
radiactivo total de los GEI de Larga vida.

En la tabla 2 se resumen las principales
características que presentan las concentraciones de estos
tres GEI a finales del 2006 /Curso Cambio Climático,
2008/.

Tabla 2. Concentraciones atmosféricas del CO2, CH4,
y N2O

En general no hay muchos cambios, según las tendencias
observadas en las concentraciones atmosféricas de los
GEILV en los últimos años. De los cinco GEILV, las
concentraciones de CO2 y N2O continúan
incrementándose a un ritmo regular en correspondencia con
el comportamiento
de las emisiones de estos gases.

A diferencia de lo anterior en las últimas dos
décadas las tasas de crecimiento del CH4 en la
atmósfera han disminuido por lo que su aporte al
forzamiento radiactivo ha sido aproximadamente iguales en esta
etapa. Las causas de estos cambios en las tazas de crecimiento de
este GEI aún no se comprenden bien.

ACTIVIDADES
PRINCIPALES QUE GENERAN EMISIONES Y REMOCIONES DE GASES
INVERNADEROS.

Una parte importante de las actividades que realiza el hombre
generan emisiones directas o indirectas de GEI. En otras se
favorecen las remociones de CO2 desde la atmósfera. Entre
estas actividades hay un grupo que, por
su importancia, centran la atención de las estimaciones
que se realizan en los inventarios
nacionales de emisiones y remociones de GEI, y que se agrupan en
dos grandes sectores como se muestra en la
figura 1.

Fig. 1 Principales actividades del hombre que
generan emisiones o remociones de gases de invernadero.

CONTROL Y
PREVENCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN
AMBIENTAL

Durante el siglo XX, la creciente sensibilización
respecto al impacto de las actividades humanas en el medio
ambiente y la
salud
pública (analizado en el capítulo 53:
Riesgos ambientales para la salud), /Enciclopedia de
Salud y Seguridad del
Trabajo, 2004/ ha dado lugar al desarrollo y
la utilización de diferentes métodos y
tecnologías para reducir los efectos de la
contaminación. En este sentido, los gobiernos han adoptado
medidas de carácter normativo y político
(analizadas en el capítulo 54: Política en
materia de
medio ambiente), /Enciclopedia de Salud y Seguridad del
Trabajo, 2004/ para minimizar los efectos negativos y garantizar
el cumplimiento de las normas sobre
calidad
ambiental.

No es suficiente con proteger la atmósfera eliminando
los metales traza de
un gas de combustión si por otro lado estos
contaminantes son transferidos al suelo por unas
prácticas inadecuadas de tratamiento de residuos
sólidos. Se impone, por lo tanto, la
utilización de soluciones
integradas para distintos medios.

La rápida industrialización ha dado lugar a
innumerables accidentes que
han contaminado los recursos
terrestres, atmosféricos y acuáticos con materiales
tóxicos y otros contaminantes, amenazando a las personas y
los ecosistemas
con graves riesgos para
la salud. El uso cada vez más generalizado e intensivo de
materiales y energía ha originado una creciente presión en
la calidad de los ecosistemas locales, regionales y
mundiales.

Antes de que se emprendiera un esfuerzo concertado para
reducir el impacto de la contaminación, el control
ambiental apenas existía y se orientaba principalmente al
tratamiento de residuos para evitar daños locales, aunque
siempre con una perspectiva a muy corto plazo. Sólo en
aquellos casos excepcionales en los que se consideró que
el daño
era inadmisible se tomaron medidas al respecto. A medida que se
intensificó el ritmo de la actividad industrial y se
fueron conociendo los efectos acumulativos, se impuso el paradigma del
control de la contaminación como principal
estrategia para proteger al medio ambiente.

Dos conceptos sirvieron de base para este control:

. el concepto de
capacidad de asimilación, que reconoce la
existencia de un cierto nivel de emisiones al medio ambiente sin
efectos apreciables en la salud humana y ambiental,

. el concepto del principio de control, que supone
que el daño ambiental puede evitarse controlando la forma,
la duración y la velocidad de
la emisión de contaminantes al medio ambiente.

Como parte de la estrategia del control de la
contaminación, los intentos de proteger el medio ambiente
han consistido principalmente en aislar los contaminantes del
medio ambiente y en utilizar depuradoras y filtros en las
fuentes
emisoras. Estas soluciones, orientadas a objetivos de
calidad ambiental o límites de
emisión específicos para un medio, se han dirigido
especialmente a eliminar los puntos de vertido de residuos a
determinado medios (aire, agua, tierra).

El impacto ambiental
del MCI está estrechamente relacionado con un problema
social surgido por la utilización creciente del mismo: la
reducción de los niveles de emisión de sustancias
tóxicas y de los llamados "gases de invernadero", y la
reducción de los niveles de ruido.

Las discusiones internacionales acerca de las causas e
implicaciones para la humanidad del llamado " efecto
invernadero", provocado por las crecientes emisiones a la
atmósfera de gases tales como: CO2, metano, óxido
nitroso y los cloro-flurocarbonatos, reflejan la necesidad de un
enfoque integral en el tratamiento de los problemas
ambientales y del desarrollo, así como la necesidad de
una acción
concertada de la comunidad
internacional para mitigar los efectos del calentamiento global
(Pichs, 1994).

En el presente trabajo se analizan los factores que influyen
sobre los niveles de toxicidad y ruido de los MCI más
usados en la agricultura y
se ofrecen algunas medidas que pueden tomarse para disminuir los
mismos.

Formas de acción del motor de
combustión interna sobre el medio ambiente.Las formas
más importantes de acción del motor sobre el medio
ambiente son:

1.      Agotamiento de
materias primas no renovables consumidas durante el
funcionamiento de los MCI.

2.      Consumo de
oxígeno
que contiene el aire atmosférico.

3.      Emisión y
contaminación de la atmósfera con gases
tóxicos que perjudican al hombre, la flora y la fauna.

4.      Emisión
de sustancias que provocan el llamado efecto invernadero
contribuyendo a la elevación de la temperatura de
nuestro planeta.

5.      Consumo de
agua
potable.

6.      Emisión
de altos niveles de ruido a la atmósfera que disminuye el
rendimiento de los trabajadores y ocasiona molestias en sentido
general.

Toxicidad de los gases de escape de los motores de
combustión interna y formas para reducirla. Se llaman
sustancias tóxicas a las que ejercen influencia nociva
sobre el organismo humano y el medio ambiente. Durante el trabajo de
los MCI de émbolo se desprenden las siguientes sustancias
tóxicas principales: óxidos de nitrógeno,
hollín, monóxido de carbono, hidrocarburos,
aldehídos, sustancias cancerígenas (bencipireno), compuestos de
azufre y plomo. Además de los gases de escape de los MCI,
otras fuentes de toxicidad son también los gases del
cárter y la evaporación del combustible a la
atmósfera. Incluso en un motor bien regulado la cantidad
de componentes tóxicos que se expulsan durante su
funcionamiento puede alcanzar los siguientes valores
(Lukanin ,1988).

Tabla 1. Compuestos emitidos al medio ambiente
durante la combustión

Conclusiones.

1.      Los motores de
combustión interna que mayor contaminación del
medio ambiente provocan son los motores a gasolina a pesar de ser
menos visible sus emisiones a la atmósfera.

2.      En nuestro país no se
controla los niveles de emisión de sustancias
tóxicas por los MCI estacionarios, existiendo reservas de
tipo explotativas para la disminución de los mismos.

3.      En Cuba no se
realizan controles de los niveles de ruido que emiten los MCI
durante su funcionamiento, existiendo un gran número de
vehículos que circulan por nuestras vías con altos
niveles de ruido; así como en la explotación de los
grupos
electrógenos este control aún es insuficiente.

Referencias.

• 1. Curso Cambio Climático, Material de Estudio
  Universidad para Todos. 2008

• 2. John Elías (2004). ENCICLOPEDIA DE SALUD Y
  SEGURIDAD EN EL TRABAJO. "CONTROL DE LA CONTAMINACION
  ATMOSFERICA". Editorial Limusa, México, p 55.20 –
  55.26

• 3. López, C (2006): Introducción a la
  Gestión de la Calidad del Aire, Instituto de
  Meteorología, DESOFT, La Habana, 703 pp.

• 4. Lukanin, V.N. y otros (1988) Motores de
  combustión interna. Editorial Mir. Moscú.

• 5. Pichs, Ramón (1994) Efecto Invernadero y
  mercado verde. Revista Prisma de Cuba y las Américas.
  Año 20, No 263-264. Septiembre – Octubre.

Autor:

Ing. María Elvira Font
Pérez

Dr. C. Francisco Luis Hernández
Arias

Departamento de Ingeniería Mecánica, Facultad de Ingeniería,
Universidad de
Holguín.

Holguín, Cuba.