EPO 21

PROYECTO DE QUIMICA Y BIOLOGIA DE LA PRIMERA EVALUACION PARCIAL

MAESTRO: JOSE GONZALEZ TOLA

INTEGRANTES:

-NASHELLI SANCHEZ SOLORZANO

-MA. ISABEL ROBLES BERNAL

-CINDY A. ENRIQUEZ OSORIO

-MA. GUADALUPE LOPEZ CORDERO

-VERONICA GOMEZ VENEGAS

5 SEMESTRE

3II

QUE ES UN VERIFICENTRO.

En base a las crecientes necesidades de la población, de las grandes ciudades, y a la necesidad de utilizar vehículos de autotransporte de combustión interna, el medio ambiente atmosférico se ha ido deteriorando, en consecuencia de estos eventos las modificaciones y deterioros a la salud de los habientes de la metrópolis no se ha hecho esperar, la forma en que utilizamos los energéticos, y por ser el único modo viable de transportarnos de un lugar a otro nos ha llevado a tomar medidas importantes en contra de la contaminación generada por nuestras actividades, así pues una de las medidas de control de la contaminación planteadas es la del uso y disposición de los verificentros, los cuales tienen a bien medir la emisión de gases contaminantes a la atmósfera y determinar que vehículos son aptos para circular por la ciudad De México apegándose al uso de las normas mexicanas.

La decisión de las autoridades en implementar esta medida de control de la contaminación fue acertada, porque obliga a los usuarios a realizar verificaciones periódicas de la calidad de sus vehículos, esto se traduce en un control más riguroso de la emisión de contaminantes, los verificentros son una medida que contiene buenas bases y se traducen en resultados en cuanto a la concentración de los contaminantes.

Los verificentros de la ciudad de México cuentan con el equipo necesario para determinar el grado en que un automotor de combustión interna descarga emisiones nocivas a la atmósfera, para esto los equipos con que cuenta van desde material humano hasta computadoras y aditamentos para fines específicos.

Los contaminantes que son medidos en los verificentros son las emisiones de CO2 Nox, y óxidos de azufre los cuales son precursores del ozono atmosférico por procesos fotoquímicos.

Los verificentros de la ciudad de México cuentan con el equipo necesario para determinar el grado en que un automotor de combustión interna descarga emisiones nocivas a la atmósfera, para esto los

equipos con que cuenta van desde material humano hasta computadoras y aditamentos para fines específicos.

Los contaminantes que son medidos en los verificentros son las emisiones de CO2 Nox, y óxidos de azufre los cuales son precursores del ozono atmosférico por procesos fotoquímicos.

El verificentro consta de etapas, la primera es la llamada inspección visual en la cual se certifica las condiciones e que el motor se encuentra, tanto los demás aditamentos que tienen; la inspección visual es necesaria para que al auto se le conceda la calcomanía de aprobación de la verificación sin la cual le será imposible circular por la ciudad de México.

La siguiente etapa es la determinación de contaminantes emitidos, para esto se colocan dos mangueras al escape del vehículo, y se toman las lecturas de forma automática mientras el auto es acelerado durante 10 segundos en dínamos especiales para esta acción, después de esta aceleración constante del automóvil el sistema es capaz de determinar cuales son las concentraciones de contaminantes emitidos, al comparar estos valores con los establecidos por las normas se puede establecer de forma automática si el automóvil es capaz de circular emitiendo una cantidad aceptable de contaminantes.

Posteriormente todos estos datos son almacenados y llevados a la central de datos del centro de verificación donde se expide la calcomanía

correspondiente al modelo y cantidad de contaminantes emitidos, si el automóvil es de modelo 93 o superior es posible que se le dé la calcomanía cero con la cual podrá circular todos los días por que la cantidad de emisiones es bastante aceptable, a los automóviles de modelos anteriores serán acreedores a la calcomanía 1 o 2, según corresponda para circular los días correspondientes al color de dicha calcomanía.

Los verificentros son establecimientos de verificación vehicular, que tienen el fin de determinar que automóviles pueden circular por la ciudad de México, para esto se lleva a cabo un proceso de verificación que se divide en inspección visual, e inspección de las emisiones contaminantes.

Los contaminantes son determinados por un sistema especial para este efecto, los datos son procesados y manejados con cuidado, se entregan reportes periódicos a la jefatura de gobierno y al INE, para su posterior manejo y uso; en cuanto a los usuarios, deberán atenerse a lo que el sistema de verificación les atribuya en

tanto a utilizar su vehículo todos los días o tener que dejar de circular uno.

Esta medida de control de la contaminación parece ser eficiente en cuanto pongamos especial atención en su proceso, el cual deberá estar limpio de cualquier influencia externa y que modifique su valor como medida en contra de la contaminación y por su valor estadístico, estos negocios de verificación vehicular son abundantes en la ciudad, por lo que la verificación no debe ser un proceso tardado, pero es importante que los usuarios verifiquen y afinen sus automóviles periódicamente para minimizar en la medida de lo posible la creciente tendencia a contaminar la atmósfera del valle de México

Esta es una pequeña guía sobre las emisiones, las tecnologías de BMW para su control, algunas recomendaciones para verificentros y lo que podemos esperar en el futuro.

1. ¿Qué es lo que sale por el tubo de escape?

En el momento en el que se enciende la bujía, se consume una mezcla de aire y gasolina. El aire está compuesto de por:

- 78.08% de nitrógeno (N2)

- 20.94% de oxígeno (O2)

- 0.035% de dióxido de carbono (CO2)

- 0.93% de gases inertes como el argón y el neón.

La gasolina por otra parte está compuesta por una mezcla compleja de hidrocarburos, que son moléculas formadas por cadenas de átomos de hidrógeno rodeados de átomos de carbón. (Para más detalles ver: http://es.wikipedia.org/wiki/Gasolina)

Al quemarse la gasolina y el aire ocurre un proceso de oxidación (en las reacciones químicas de oxidación se agrega oxígeno a los componentes de la reacción), idealmente de esta reacción se debería obtener solamente: vapor de agua, nitrógeno y dióxido de carbono, sin embargo la combustión nunca es perfecta y siempre quedan pequeños porcentajes de gases contaminantes.

Lo que se obtiene en la mezcla de gases de escape es:

- Vapor de agua

- nitrógeno

- dióxido de carbono

- hidrocarburos (componentes no quemados de la gasolina)

- monóxido de carbono

- óxidos de nitrógeno

- otros gases en cantidades menores, por ejemplo dióxido de azufre

- partículas suspendidas (carbón solido u hollín)

De los anteriores componentes, solamente el vapor de agua y el nitrógeno no son tóxicos ni tienen impacto ambiental a nivel global o local. El dióxido de carbono, si bien no es tóxico directamente, es un gas de efecto invernadero y en grandes concentraciones es un factor importante en el calentamiento global por lo que su impacto ambiental es global más que local.

El monóxido de carbono es un gas venenoso, en grandes concentraciones desplaza al oxigeno en la hemoglobina de la sangre y resulta mortal. (Un detalle macabramente curioso es que cada vez es más difícil suicidarse con un coche ya que los sistemas de control de

emisiones han mejorado tanto que no es fácil lograr que la concentración de monóxido de carbono llegue a niveles mortales en un garage cerrado.) En menores concentraciones el monóxido de carbono no es venenoso pero si es tóxico. En general es importante evitar encender un motor en espacios cerrados y también tener cuidado con los recorridos largos en tráfico ya que con el aire acondicionado activo y las ventanas cerradas las concentraciones de monóxido de carbono suelen ser mayores en la cabina de un coche que en la calle, una buena idea es abrir las ventanas de vez en cuando o el quemacocos (techo corredizo).

Los hidrocarburos y los óxidos de nitrógeno no son venenosos pero si son tóxicos, provocan irritación de las vías respiratorias y son cancerígenos (carcinógenos).

¿Cómo se le da tratamiento a los gases de escape?

Es importante en primer lugar tener una mezcla adecuada de aire combustible (14.7 partes de aire por una de gasolina) lo que se conoce como mezcla estequiometria y se representa por medio de la letra griga lambda λ, cuando λ = 1 la mezcla es estequiometria. La mezcla es pobre λ>1 cuando hay más aire que gasolina y el límite para el encendido es de λ = 1.6 que son 23.7 partes de aire por una de gasolina (en motores hechos para mezcla pobre) y λ=1.6 en motores normales. A medida que la mezcla se vuelve más pobre pasa lo siguiente:

- disminuye el consumo de gasolina

- disminuye la potencia y el par motor

- aumenta la temperatura de la cámara de combustión (el motor también se calienta por lo tanto)

- aumenta la tendencia a la detonación o cascabeleo

- aumenta la emisión de óxidos de nitrógeno

- disminuye la emisión de hidrocarburos y monóxido de carbono.

En cambio, con una mezcla rica λ<1 se obtiene la máxima potencia del motor en λ=0.9 (que son 13.3 partes de aire por una de gasolina) y el límite para el encendido es de λ=0.5 que son 7.4 partes de aire por una de gasolina. a medida que se enriquece la mezcla ocurre lo siguiente:

- aumenta el consumo

- aumenta la potencia y el par motor (solo hasta λ=0.9 y después baja de nuevo)

- aumenta la emisión de monóxido de carbono e hidrocarburos

- disminuye la temperatura de la cámara de combustión

- disminuye la emisión de óxidos de nitrógeno

- cuando la mezcla es muy rica el humo de escape se torna negro y hay presencia de carbón u hollín.

Por lo anterior, incluso en un coche sin convertidor catalítico es conveniente operar cerca de la mezcla estequiometria. No obstante la mezcla se enriquece de forma intencional durante los arranques en frío (para facilitar el arranque, esto se hacía antes manualmente con el choke o estrangulador) o en aceleración a fondo para obtener máxima potencia y para que el convertidor catalítico no exceda su temperatura de operación.

De todas formas, es necesario dar un tratamiento posterior a los gases de escape y esto se hace por medio de un convertidor catalítico de 3 vías. La definición química de un catalizador es que con la presencia del mismo se desencadena una reacción química, sin embargo el elemento catalizador no participa directamente en la reacción.

En la imagen que sigue se ve el interior de un convertidor catalítico:

El convertidor catalítico parece un filtro, sin embargo, la razón por la cual tiene esta forma parecida a un panal es para maximizar el área de

contacto entre los gases de escape y el catalizador. Los elementos químicos que actúan como catalizadores son:

- platino y paladio para las reacciones de reducción que implican quitarle átomos de oxígeno a los óxidos de nitrógeno obteniendo como resultado nitrógeno y oxígeno

- rodio para las reacciones de oxidación que implica agregarle átomos de oxígeno a los hidrocarburos y al monóxido de carbono.

Ahora, para que el convertidor catalítico funcione correctamente, la mezcla de aire combustible debe estar lo más cerca posible de la mezcla estequiometria y además el convertidor catalítico debe haber alcanzado su temperatura de operación (poco más de 900º C).

La computadora que controla el motor se encarga de regular la mezcla de aire combustible inyectando más o menos gasolina en la corriente de aire de admisión y al mismo tiempo mide la cantidad de oxigeno presente en los gases de escape por medio de los sensores de oxigeno o sondas lambda. Cuando la mezcla de los gases de escape es pobre (según lo que miden los sensores de oxigeno) la computadora del motor incrementa el tiempo que los inyectores permanecen abiertos y deja pasar más gasolina -enriqueciendo la mezcla- lo que a su vez causa que los sensores de oxigeno detecten ahora menos oxigeno en los gases de escape. La mezcla oscila constantemente entre ligeramente rica y ligeramente pobre.

Hay ciertas condiciones de operación en las que la mezcla es rica por definición; durante los arranques en frío, cuando aceleramos a fondo o cuando se activa el compresor de aire acondicionado y el motor opera a bajas RPM.

Los BMW y MINI modernos (y todos los coches de otras marcas) incluyen sistemas electrónicos de diagnóstico a bordo, la función de estos sistemas es lograr que cualquier falla relacionada con las emisiones genere un código que ayude a su diagnóstico.

¿Porque el coche puede fallar una prueba de emisiones en un Verificentro (centro de pruebas de emisiones)?

Las razones más comunes por las que un coche puede fallar una prueba de emisiones son:

- El convertidor catalítico esta frío; esto pasa si el coche recorrió muy poca distancia antes de llegar al verificentro antes de la prueba o si durante el tiempo de espera para hacer la prueba se apaga por periodos largos el motor, la recomendación para evitarlo es que poco antes de que el coche llegue al equipo analizador de gases hay que mantener acelerado el motor a unas 3000 RPM durante unos 2 minutos, esto también ayuda a limpiar depósitos de carbón en inyectores, bujías y válvulas.

- Hay alguna entrada de aire no medida en el sistema de admisión o de escape, esto puede provocar una mezcla pobre o fallas.

- Hay fallos de encendido en uno o más cilindros, pueden ser ocasionados por muchas causas, entre ellas: problemas en las bujías o bobinas, inyectores sucios o con fugas, termostato dañado que hace que el motor trabaje por encima de su temperatura normal, poca presión de combustible o bajo nivel de combustible (por citar solo algunas), es buena idea diagnosticar el coche con un scanner una vez cada año o cada 2 años para evitar la sorpresa de darnos cuenta en el verificentro, también es importante atender inmediatamente un testigo encendido de falla del motor.

- hay una fuga en el escape, después del convertidor catalítico; en este caso entra aire adicional al escape que diluye la mezcla de gases de escape y el coche es rechazado por dilución.

- una sonda lambda está dañada; en este caso el motor opera siempre en mezcla rica

- el convertidor ya no sirve; los convertidores catalíticos se van degradando con el uso y eventualmente pierden sus propiedades, en los coches actuales se genera un código de fallo ya que hay una segunda sonda lambda detrás del catalizador que se encarga de vigilar el efecto que tiene el catalizador sobre los gases de escape. Normalmente un catalizador debería durar sin problemas más de 160,000 kilómetros sin embargo puede ser dañado antes si se opera el motor por periodos largos con una falla que provoque mezcla pobre. Con mezcla pobre la temperatura del convertidor puede llegar a exceder los 1100º C y eventualmente se puede incluso derretir el material cerámico en forma de panal que es la base sobre la que se aplica el recubrimiento de catalizadores. También puede dañar el catalizador por golpes.

Hay otros muchos motivos que pudieran llegar a causar una falla pero los anteriores se encuentran entre los más frecuentes.

Una nota importantes: siempre hay que pagar el control de estabilidad o de tracción (mantener oprimido el botón (DSC, DTC o ASC) por más de 3 segundos antes de una prueba en rodillos y además asegúrense de que el aire acondicionado, radio, luces, etc estén apagados durante la prueba.

¿Y entonces porque tanta atención al bióxido de carbono o CO2?

Después de que los gases de escape pasan por el convertidor catalítico, la gran mayoría de los gases tóxicos han sido convertidos en vapor de agua, nitrógeno y bióxido de carbono que son todos gases que puede absorber la atmósfera.

El gran problema del bióxido de carbono es que si bien no es un gas tóxico y normalmente lo absorben las plantas, es también un gas de efecto invernadero que participa en el calentamiento global, o dicho de mejor forma, contribuye a regular la temperatura en el planeta. Sin bióxido de carbono la tierra viviría en una constante glaciación y con demasiado bióxido de carbono se derretirían los polos.

La cantidad de bióxido de carbono que emite el escape de un coche depende directamente del consumo de combustible y por lo tanto no puede controlarse por medio del convertidor catalítico. El bióxido de carbono es un gas que tiene un impacto global, los gobiernos del mundo han expresado su preocupación al respecto de muchas maneras y estos mensajes los vemos repetidos en los medios con mucha frecuencia.

Es importante tomar en cuenta que casi todas las actividades humanas (agricultura, ganadería, generación de energía, uso de calefacción o aire acondicionado por citar algunas) generan emisiones de bióxido de carbono, no obstante, el uso del automóvil recibe una gran cantidad de la atención gubernamental y mediática. En realidad solo alrededor del 0.3% (solo automóviles) de la emisión de CO2 global proviene del escape de los coches (en breve agregare una diapositiva al respecto).

ACTIVIDADES QUE AFECTAN EL MEDIO AMBIENTE

Los responsables de Medio Ambiente tienen ante sí el reto de prepararse para implantar medidas medio ambientales e integrarlas con garantías con los demás sistemas de gestión de la empresa

El objetivo es cumplir los requisitos de la legislación medioambiental vigente, mejorar la protección ambiental y reducir los impactos de la propia organización sobre el medio, al controlar los procesos y actividades que los generan.

Un amplísimo y apasionante espectro de acciones en el que se inscriben desde estudios de impacto ambiental, al ecodiseño y etiquetas ecológicas, pasando por las auditorías medioambientales, el control de vertidos, la gestión de residuos, el ruido…. La protección del Medio Ambiente se ha convertido en una preocupación social que ha sido asumida por el mundo empresarial, cuyo reto radica en combinar ese cuidado del entorno con un crecimiento económico continuado de manera sostenible a largo plazo. Las compañías necesitan profesionales con la formación necesaria para determinar qué elementos deben tenerse en cuenta para que el desarrollo de las actividades empresariales prevenga y minimice los efectos sobre el entorno

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El suelo es la capa de transformación de la corteza sólida terrestre, formada bajo el influjo de la vida y de las especiales condiciones ambientales de un hábitat biológico y sometida a un constante cambio estacional y a un desarrollo peculiar, función de su situación geográfica. Aparece como resultado de un conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos sobre el medio rocoso original (roca madre) denominados genéricamente meteorización.

Los fenómenos más intensos de meteorización tienen lugar en un espesor limitado, los dos primeros metros de la superficie donde se asienta la actividad biológica. Los factores que condicionan las características de la meteorización y por lo tanto, la evolución de un suelo, son el clima, la topografía, los organismos vivos, la roca madre y el tiempo transcurrido. El resultado es la formación de un perfil de suelo, sucesión típica de capas horizontales que denota el conjunto de factores que han intervenido en su formación.

Desde el punto de vista de su composición, el suelo es un material complejo compuesto por sólidos (materia mineral y materia orgánica), líquidos (sobre todo el agua, que en ocasiones, es un componente más de las rocas) y gases (aire y vapor de agua, esencialmente). A su vez, los gases y los líquidos llevan sustancias disueltas o en suspensión que pueden adherirse a la matriz sólida.

La génesis del suelo es un proceso extremadamente lento. La formación de una capa de 30 cm de suelo puede durar de 1.000 a 10.000 años. Desde este punto de vista, se debe considerar el suelo como un recurso no renovable y por lo tanto un bien a proteger. Existen numerosas e importantes variaciones que conducen a la existencia de distintos gruposde suelos. En este sentido, la Clave de Clasificación adoptada por la FAO-UNESCO llega a establecer la existencia de nada menos que 26 unidades y 103 subunidades de suelos. Es de señalar, en este punto, que prácticamente la mitad de estas unidades de suelo tienen

representación, en grado muy distinto, en el territorio Venezolano.

Como consecuencia de la actividad humana desarrollada a través de los años sobre la superficie terrestre, surge la necesidad de introducir un nuevo concepto, el suelo artificial, entendido como aporte de materiales sobre el propio suelo natural. La procedencia de los materiales puede ser diversa, diferenciando entre materiales naturales (arcillas, gravas heterométricas, etc.) y materiales artificiales (escombros de construcción, residuos de diversos procesos de fabricación como las escorias, etc.)

La principal razón que ha dado origen a este tipo de suelos la encontramos en la accidentada orografía de muchas zonas Venezolanas que ha condicionado de forma fundamental los asentamientos humanos y su posterior actividad.

La creciente población, asentada en los margenes de de los ríos, se vio en la necesidad de rellenar o extraer material del las zonas de marisma y llanuras de inundación, es decir zonas que en su estadonatural permanecían encharcadas gran parte del año (Márgenes del Río Chama), con el fin de obtener un terreno lo suficientemente estable como para poder seguir desarrollando sus actividades. Es el caso de la mayoría de las principales instalaciones industriales necesitadas de grandes superficies de terreno estable para su asentamiento.

SUSTANCIAS QUE CONTAMINAN EL AIRE

Algunos de los principales contaminantes atmosféricos son substancias que se encuentran de forma natural en la atmósfera. Los consideramos contaminantes cuando sus concentraciones son notablemente más elevadas que en la situación normal. Así se observa en la siguiente tabla en la que se comparan los niveles de concentración entre aire limpio y aire contaminado.

Componentes Aire limpio Aire contaminado

SO2 0.001-0.01 ppm 0.02-2 ppm

CO2 310-330 ppm 350-700 ppm

CO <1 ppm 5-200 ppm

NOx 0.001-0.01 ppm 0.01-0.5 ppm

Hidrocarburos 1 ppm 1-20 ppm

Partículas 10-20 m g/m3 70-700 m g/m3

Óxidos de carbono

Incluyen el dióxido de carbono (CO2) y el monóxido de carbono (CO). Los dos son contaminantes primarios.

Dióxido de carbono

Caracterísiticas.- Es un gas sin color, olor ni sabor que se encuentra presente en la atmósfera de forma natural. No es tóxico. Desempeña un importante papel en el ciclo del carbono en la naturaleza y enormes cantidades, del orden de 1012 toneladas, pasan por el ciclo natural del carbono, en el proceso de fotosíntesis.

Acción contaminante.- Dada su presencia natural en la atmósfera y su falta de toxicidad, no deberíamos considerarlo una substancia que contamina, pero se dan dos circunstancias que lo hacen un contaminante de gran importancia en la actualidad:

Es un gas que produce un importante efecto de atrapamiento del calor, el llamado efecto invernadero; y su concentración está aumentando en los últimos decenios por la quema de los combustibles fósiles y de grandes extensiones de bosques

Por estos motivos es uno de los gases que más influye en el importante problema ambiental del calentamiento global del planeta y el consiguiente cambio climático. Analizamos este efecto más adelante, dada su importancia

Emisiones españolas.- En España, aproximadamente un 35% del emitido procede de combustiones diversas (industriales, domésticas, comerciales, etc.), un 25% de las plantas eléctricas, y alrededor de otro 25% procede del transporte.

La emisión española de CO2 está por debajo de la media europea y así se justifica la postura de la Unión Europea en la Conferencia de Tokio de diciembre de 1997 sobre reducción de emisiones de gases con efecto invernadero. Toda Europa en conjunto disminuirá las emisiones de CO2

hasta el año 2010, pero a España se le permite aumentarlas en una proporción de un 15%, porque en la actualidad sus emisiones son más bajas que la media. El aumento español quedará compensado con mayores reducciones en otros países europeos.

Monóxido de carbono

Es un gas sin color, olor ni sabor. Es un contaminante primario.

Es tóxico porque envenena la sangre impidiendo el transporte de oxígeno. Se combina fuertemente con la hemoglobina de la sangre y reduce drásticamente la capacidad de la sangre de transportar oxígeno. Es responsable de la muerte de muchas personas en minas de carbón, incendios y lugares cerrados (garajes, habitaciones con braseros, etc.)

Alrededor del 90% del que existe en la atmósfera se forma de manera natural, en la oxidación de metano (CH4) en reacciones fotoquímicas. Se va eliminando por su oxidación a CO2.

La actividad humana lo genera en grandes cantidades siendo, después del CO2, el contaminante emitido en mayor cantidad a la atmósfera por causas no naturales. Procede, principalmente, de la combustión incompleta de la gasolina y el gasoil en los motores de los vehículos.

Ver datos sobre estos y otros contaminantes con carbono en Tabla de datos.

Óxidos de azufre

Incluyen el dióxido de azufre (SO2) y el trióxido de azufre (SO3).

Dióxido de azufre (SO2)

Importante contaminante primario.

Es un gas incoloro y no inflamable, de olor fuerte e irritante.

Su vida media en la atmósfera es corta, de unos 2 a 4 días. Casi la mitad vuelve a depositarse en la superficie húmeda o seca y el resto se convierte en iones sulfato (SO42-). Por este motivo, como se ve con detalle en la sección correspondiente, es un importante factor en la lluvia ácida.

En conjunto, más de la mitad del que llega a la atmósfera es emitido por actividades humanas, sobre todo por la combustión de carbón y petróleo

y por la metalurgia. Otra fuente muy importante es la oxidación del H2S. Y, en la naturaleza, es emitido en la actividad volcánica. En algunas áreas industrializadas hasta el 90% del emitido a la atmósfera procede de las actividades humanas, aunque en los últimos años está disminuyendo su emisión en muchos lugares gracias a las medidas adoptadas.

De todas formas las cantidades producidas siguen siendo bastante grandes y, de hecho, es el contaminante primario emitido en mayor cantidad después del CO.

Trióxido de azufre (SO3)

Contaminante secundario que se forma cuando el SO2 reacciona con el oxígeno en la atmósfera. Posteriormente este gas reacciona con el agua formando ácido sulfúrico con lo que contribuye de forma muy importante a la lluvia ácida y produce daños importantes en la salud, la reproducción de peces y anfibios, la corrosión de metales y la destrucción de monumentos y construcciones de piedra, como veremos más adelante.

Otros

Algunos otros gases como el sulfuro de dihidrógeno (H2S) son contaminantes primarios, pero normalmente sus bajos niveles de emisión hacen que no alcancen concentraciones dañinas. Ver Tabla de datos de contaminantes primarios con azufre.

Óxidos de nitrógeno

Incluyen el óxido nítrico (NO), el dióxido de nitrógeno (NO2) y el óxido nitroso (N2O).

NOx (conjunto de NO y NO2)

El óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) se suelen considerar en conjunto con la denominación de NOx . Son contaminantes primarios de mucha trascendencia en los problemas de contaminación.

El emitido en más cantidad es el NO, pero sufre una rápida oxidación a NO2, siendo este el que predomina en la atmósfera. NOx tiene una vida corta y se oxida rápidamente a NO3- en forma de aerosol o a HNO3 (ácido nítrico). Tiene una gran trascendencia en la formación del smog fotoquímico, del nitrato de peroxiacetilo (PAN) e influye en las reacciones

de formación y destrucción del ozono, tanto troposférico como estratosférico, así como en el fenómeno de la lluvia ácida. En concentraciones altas produce daños a la salud y a las plantas y corroe tejidos y materiales diversos.

Las actividades humanas que los producen son, principalmente, las combustiones realizadas a altas temperaturas. Más de la mitad de los gases de este grupo emitidos en España proceden del transporte.

Óxido nitroso(N2O)

En la troposfera es inerte y su vida media es de unos 170 años. Va desapareciendo en la estratosfera en reacciones fotoquímicas que pueden tener influencia en la destrucción de la capa de ozono. También tiene efecto invernadero

Procede fundamentalmente de emisiones naturales (procesos microbiológicos en el suelo y en los océanos) y menos de actividades agrícolas y ganaderas (arededor del 10% del total).

Otros

Algunos otros gases como el amoniaco (NH3) son contaminantes primarios, pero normalmente sus bajos niveles de emisión hacen que no alcancen concentraciones dañinas. El amoníaco que se emite a la atmósfera en España se origina casi exclusivamente en el sector agrícola y ganadero. Ver Tabla de datos de contaminantes con nitrógeno

Compuestos orgánicos volátiles

Este grupo incluye diferentes compuestos como el metano CH4, otros hidrocarburos, los clorofluorocarburos (CFC) y otros.

Metano (CH4)

Es el más abundante y más importante de los hidrocarburos atmosféricos.

Es un contaminante primario que se forma de manera natural en diversas reacciones anaeróbicas del metabolismo. El ganado, las reacciones de putrefacción y la digestión de las termitas forma metano en grandes cantidades. También se desprende del gas natural, del que es un componente mayoritario y en algunas combustiones. Asimismo se forman grandes cantidades de metano en los procesos de origen humano hasta constituir, según algunos autores, cerca del 50% del emitido a la atmósfera.

Desaparece de la atmósfera a consecuencia, principalmente, de reaccionar con los radicales OH formando, entre otros compuestos, ozono. Su vida media en la troposfera es de entre 5 y 10 años.

Se considera que no produce daños en la salud ni en los seres vivos, pero influye de forma significativa en el efecto invernadero y también en las reacciones estratosféricas.

En España la gran mayoría del metano emitido a la atmósfera procede de cuatro fuentes, en proporciones muy similares: la agricultura y ganadería, el tratamiento de residuos, el tratamiento y distribución de combustibles fósiles y las emisiones naturales que tienen lugar, sobre todo, en las zonas húmedas.

Otros hidrocarburos

En la atmósfera están presentes muchos otros hidrocarburos, principalmente procedentes de fenómenos naturales, pero también originados por actividades humanas, sobre todo las relacionadas con la extracción, el refino y el uso del petróleo y sus derivados. Sus efectos sobre la salud son variables. Algunos no parece que causen ningún daño, pero otros, en los lugares en los que están en concentraciones especialmente altas, afectan al sistema respiratorio y podrían causar cáncer. Intervienen de forma importante en las reacciones que originan el "smog" fotoquímico.

En España las emisiones de este tipo de compuestos proceden de procesos naturales que tienen lugar en los bosques (el 30%, aproximadamente), y del transporte por carretera (25%).

Clorofluorocarburos

Son especialmente importantes por su papel en la destrucción del ozono en las capas altas de la atmósfera.

Partículas y aerosoles

Aerosoles primarios

Aerosoles secundarios

Impacto sobre el clima

En la atmósfera permanecen suspendidas substancias muy distintas como partículas de polvo, polen, hollín (carbón), metales (plomo, cadmio), asbesto, sales, pequeñas gotas de ácido sulfúrico, dioxinas, pesticidas, etc. Se suele usar la palabra aerosol para referirse a los materiales muy pequeños, sólidos o líquidos. Partículas se suele llamar a los sólidos que forman parte del aersol, mientras que se suele llamar polvo a la materia sólida de tamaño un poco mayor (de 20 micras o más). El polvo suele ser un problema de interés local, mientras que los aerosoles pueden ser transportados muy largas distancias.

Según su tamaño pueden permanecer suspendidas en la atmósfera desde uno o dos días, las de 10 micrómetros o más, hasta varios días o semanas, las más pequeñas. Algunas de estas partículas son especialmente tóxicas para los humanos y, en la práctica, los principales

riesgos para la salud humana por la contaminación del aire provienen de este tipo de polución, especialmente abundante en las ciudades.

Aerosoles primarios

Los aerosoles emitidos a la atmósfera directamente desde la superficie del planeta proceden principalmente, de los volcanes, la superficie oceánica, los incendios forestales, polvo del suelo, origen biológico (polen, hongos y bacterias) y actividades humanas.

Aerosoles secundarios

Los aerosoles secundarios se forman en la atmósfera por diversas reacciones químicas que afectan a gases, otros aerosoles, humedad, etc. Suelen crecer rápidamente a partir de un núcleo inicial.

Entre los aerosoles secundarios más abundantes están los iones sulfato alrededor de la mitad de los cuales tienen su origen en emisiones producidas por la actividad humana. Otro componente importante de la fracción de aerosoles secundarios son los iones nitrato.

La mayor parte de los aerosoles emitidos por la actividad humana se forman en el hemisferio Norte y como no se expanden por toda la atmósfera tan rápido como los gases, sobre todo porque su tiempo de permanencia medio en la atmósfera no suele ser mayor de tres días, tienden a permanecer cerca de sus lugares de producción.

Impacto sobre el clima

Los aerosoles pueden influir sobre el clima de una manera doble. Pueden producir calentamiento al absorber radiación o pueden provocar enfriamiento al reflejar parte de la radiación que incide en la atmósfera. Por este motivo, no está totalmente clara la influencia de los aerosoles en las distintas circunstancias atmosféricas. Probablemente contribuyen al calentamiento en las áreas urbanas y siempre contribuyen al enfriamiento cuando están en la alta atmósfera porque reflejan la radiación disminuyendo la que llega a la superficie.

Oxidantes

Ozono (O3)

Ozono estratosférico

Ozono troposférico

El ozono es la substancia principal en este grupo, aunque también otros compuestos actúan como oxidantes en la atmósfera.

Ozono (O3)

El ozono, O3, es una molécula formada por átomos de oxígeno. Se diferencia del oxígeno molecular normal en que este último es O2.

El ozono es un gas de color azulado que tiene un fuerte olor muy característico que se suele notar después de las descargas eléctricas de las tormentas. De hecho, una de las maneras más eficaces de formar ozono a partir de oxígeno, es sometiendo a este último a potentes descargas eléctricas.

Es una sustancia que cumple dos papeles totalmente distintos según se encuentre en la estratosfera o en la troposfera.

Ozono estratosférico

El que está en la estratosfera (de 10 a 50 km.) es imprescindible para que la vida se mantenga en la superficie del planeta porque absorbe las letales radiaciones ultravioletas que nos llegan del sol. (Para su estudio más detallado, ver Disminución del ozono estratosférico)

Ozono troposférico

El ozono que se encuentra en la troposfera, junto a la superficie de la Tierra, es un importante contaminante secundario. El que se encuentra en la zona más cercana a la superficie se forma por reacciones inducidas por la luz solar en las que participan, principalmente, los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos presentes en el aire. Es el componente más dañino del smog fotoquímico y causa daños importantes a la salud, cuando está en concentraciones altas, y frena el crecimiento de las plantas y los árboles.

En la parte alta de la troposfera suele entrar ozono procedente de la estratosfera, aunque su cantidad y su importancia son menores que el de la parte media y baja de la troposfera.

En bastantes ocasiones a lo largo del año se suelen superar, en numerosas estaciones de control, los umbrales marcados por la Directiva de la Unión Europea de protección a la salud, de protección a la

vegetación y los de información a la población; pero no suele haber episodios de superación del umbral de alerta, a diferencia de otras zonas de Europa o Estados Unidos en los que no son raros.

Substancias radiactivas

Isótopos radiactivos como el radón 222, yodo 131, cesio 137 y cesio 134, estroncio 90, plutonio 239, etc. son emitidos a la atmósfera como gases o partículas en suspensión. Normalmente se encuentran en concentraciones bajas que no suponen peligro, salvo que en algunas zonas se concentren de forma especial.

El problema con estas substancias está en los graves daños que pueden provocar. En concentraciones relativamente altas (siempre muy bajas en valor absoluto) pueden, provocar cáncer, afectar a la reproducción en las personas humanas y el resto de los seres vivos dañando a las futuras generaciones, etc.

Su presencia en la atmósfera puede ser debida a fenómenos naturales. Por ejemplo, algunas rocas, especialmente los granitos y otras rocas magmáticas, desprenden isótopos radiactivos. Por este motivo en algunas zonas hay una radiactividad natural mucho más alta que en otras. Así, por ejemplo, a finales del siglo pasado se pusieron de moda algunas playas de Brasil en las que la radiactividad era más alta que lo normal, porque se pensaba que por ese motivo tenían propiedades curativas.

En la actualidad preocupa de forma especial la acumulación de radón que se produce en casas construidas sobre terrenos de alta emisión de radiactividad. Según algunos estudios hechos en Estados Unidos, hasta un 10% de las muertes por cáncer de pulmón que se producen en ese país se podrían deber a la acción carcinogénica del radón 222.

El iodo 131, cuya vida media es de 8,1 años, se produce en abundancia en los procesos de fisión nuclear, se deposita en la hierba y entra en la cadena alimenticia humana a través de la leche. Se tiende a acumular en la glándula tiroides en donde puede provocar cáncer, especialmente en niños que reciben más de 1500 mSv por este motivo.

El cesio 137 y el cesio 134 que se forma a partir del 137 se pueden acumular en los tejidos blandos de los organismos.

El estroncio 90 es muy peligroso, con una vida media de 28 años. Químicamente es similar al calcio lo que facilita el que se deposite en los huesos y puede causar cánceres y daños genéticos.

Algunas actividades humanas en las que se usan o producen isótopos radiactivos, como las armas nucleares, las centrales de energía nuclear, y algunas prácticas médicas, industriales o de investigación, también producen contaminación radiactiva. Bien conocida es la explosión ocurrida en la central de Chernobyl que produjo una nube radiactiva que se extendió a miles de kilómetros, contaminando países de todo el hemisferio Norte.

Calor

El calor producido por la actividad humana en algunas aglomeraciones urbanas llega a ser un elemento de cierta importancia en la atmósfera

de estos lugares. Por esto se considera una forma de contaminación aunque no en el mismo sentido, lógicamente, que el ozono o el monóxido de carbono o cualquier otro de los contaminantes estudiados.

Su influencia puede ser importante en la génesis de los contaminantes secundarios

Las combustiones domésticas y las industriales, seguidas del transporte y las centrales de energía son las principales fuentes de calor, aunque su importancia relativa varía mucho de unos lugares a otros. La falta de vegetación en las ciudades y el exceso de superficies pavimentadas, entre otors factores, agravan el problema. En Manhattan, por ejemplo, se han medido flujos de calor artificial del orden de 630 Wm-2.

Ruido

Puede ser un factor a tener muy en cuenta en lugares concretos: junto a las autopistas, aeropuertos, ferrocarriles, industrias ruidosas; o en fenómenos urbanos: locales o actividades musicales, cortadoras, sirenas, etc.

Cuando una persona está sometida a un nivel alto de ruido durante un tiempo prolongado, sus oídos se dañan. Según algunos estudios, alrededor de un tercio de las disminuciones de la capacidad auditiva en los países desarrollados son debidas al exceso de ruido.

Para disminuir el ruido se usan diferentes medidas. En algunos trabajos se deben usar auriculares de protección especiales. En otros casos aíslan los motores y otras estructuras ruidosas de máquinas, electrodomésticos, vehículos, etc. para que no metan tanto ruido. En autopistas, fábricas, etc., se usan barreras que absorban el ruido.

Otros contaminantes

Contaminación electromagnética

Un tipo de contaminación física sobre el que cada vez se está hablando más es el electromagnético. Dispositivos eléctricos tan habituales como las líneas de alta tensión y algunos electrodomésticos originan campos electromagnéticos.

Experimentalmente se ha comprobado que el electromagnetismo altera el metabolismo celular, por lo que se supone que también podría dañar la salud humana (mayores riesgos de leucemia o cáncer cerebral, etc.), aunque esto no está comprobado. De todas formas las evidencias son lo suficientemente fuertes como para que sea un tema que se sigue investigando para conocer mejor el riesgo real que supone

Todas las reacciones químicas afectan al planeta pues se genera lo que llamamos los ciclos biogeoquimicos

Ciclo biogeoquímico: El término ciclo biogeoquímico se deriva del movimiento cíclico de los elementos que forman los organismos biológicos (bio) y el ambiente geológico (geo) e intervienen en un cambio químico. Se denomina ciclo biogeoquímico al movimiento de cantidades masivas de carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, calcio, sodio, sulfuro, fósforo y otros elementos entre los seres vivos y el ambiente (atmósfera y sistemas acuáticos) mediante una serie de procesos de producción y descomposición. En la biosfera la materia no es ilimitada de manera que su reciclaje es un punto clave en el mantenimiento de la vida en la Tierra; de otro modo, los nutrientes se agotarían y la vida desaparecería.

Un elemento químico o molécula necesario para la vida de un organismo, se llama nutriente o nutrimento. Los organismos vivos necesitan de 30 a 40 elementos químicos, donde el número y tipos de estos elementos varía en cada especie. Los elementos requeridos por los organismos en grandes cantidades se denominan:

Macronutrientes: carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, fósforo, azufre, calcio, magnesio y potasio. Estos elementos y sus compuestos constituyen el 97% de la masa del cuerpo humano, y más de 95% de la masa de todos los organismos.

Micronutrientes. Son los 30 ó más elementos requeridos en cantidades pequeñas (hasta trazas): hierro, cobre, zinc, cloro, yodo

La mayor parte de las sustancias químicas de la tierra no están en formas útiles para los organismos. Pero, los elementos y sus compuestos necesarios como nutrientes, son reciclados continuamente en formas complejas a través de las partes vivas y no vivas de la biosfera, y

convertidas en formas útiles por una combinación de procesos biológicos, geológicos y químicos.

El ciclo de los nutrientes desde el biotopo (en la atmósfera, la hidrosfera y la corteza de la tierra) hasta la biota, y viceversa, tiene lugar en los ciclos biogeoquímicos (de bio= vida, geo= en la tierra), ciclos, activados directa o indirectamente por la energía solar, incluyen los del carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre y del agua (hidrológico). Así, una sustancia química puede ser parte de un organismo en un momento y parte del ambiente del organismo en otro momento. Por ejemplo, una molécula de agua ingresada a un vegetal, puede ser la misma que pasó por el organismo de un dinosaurio hace millones de años.

Gracias a los ciclos biogeoquímicos, los elementos se encuentran disponibles para ser usados una y otra vez por otros organismos; sin estos ciclos los seres vivos se extinguirían por esto son muy importantes.

Ciclo del nitrógeno: El ciclo del nitrógeno es cada uno de los procesos biológicos y abióticos en que se basa el suministro de este elemento a los seres vivos. Es uno de los ciclos biogeoquímicos importantes en que se basa el equilibrio dinámico de composición de la biosfera.

Efectos

Los seres vivos cuentan con una gran proporción de nitrógeno en su composición química. El nitrógeno oxidado que reciben como nitrato (NO3–) a grupos amino, reducidos (asimilación). Para volver a contar con nitrato hace falta que los descomponedores lo extraigan de la biomasa dejándolo en la forma reducida de ion amonio (NH4+), proceso que se llama amonificación; y que luego el amonio sea oxidado a nitrato, proceso llamado nitrificación.

Así parece que se cierra el ciclo biológico esencial. Pero el amonio y el nitrato son sustancias extremadamente solubles, que son arrastradas fácilmente por la escorrentía y la infiltración, lo que tiende a llevarlas al mar. Al final todo el nitrógeno atmosférico habría terminado, tras su conversión, disuelto en el mar. Los océanos serían ricos en nitrógeno, pero los continentes estarían prácticamente desprovistos de él, convertidos en desiertos biológicos, si no existieran otros dos procesos, mutuamente simétricos, en los que está implicado el nitrógeno atmosférico (N2). Se trata de la fijación de nitrógeno, que origina compuestos solubles a partir del N2, y la desnitrificación, una forma de respiración anaerobia que devuelve N2 a la atmósferaDe esta manera se mantiene un importante depósito de nitrógeno en el aire (donde representa un 78% en volumen).

Fijación y asimilación de nitrógeno

El primer paso en el ciclo es la fijación (reducción) del nitrógeno atmosférico( N2) a formas distintas susceptibles de incorporarse a la composición del suelo o de los seres vivos, como el ion amonio (NH4+) o los iones nitrito (NO2–) o nitrato (NO3–) (aunque el amonio puede ser usado por la mayoría de los organismos vivos, las bacterias del suelo derivan la energía de la oxidación de dicho compuesto a nitrito y últimamente a nitrato); y también su conversión a sustancias atmosféricas químicamente activas, como el dióxido de nitrógeno (NO2), que reaccionan fácilmente para originar alguna de las anteriores.

Fijación abiótica. La fijación natural puede ocurrir por procesos químicos espontáneos, como la oxidación que se produce por la acción de los rayos, que forma óxidos de nitrógeno a partir del nitrógeno atmosférico.

Fijación biológica de nitrógeno. Es un fenómeno fundamental que depende de la habilidad metabólica de unos pocos organismos, llamados diazótrofos en relación a esta habilidad, para tomar N2 y reducirlo a nitrógeno orgánico:

N2 + 8H+ + 8e− + 16 ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16 Pi

La fijación biológica la realizan tres grupos de microorganismos diazotrofos:

Bacterias gramnegativas de vida libre en el suelo, de géneros como Azotobacter, Klebsiella o el fotosintetizador Rhodospirillum, una bacteria purpúrea.

Bacterias simbióticas de algunas plantas, en las que viven de manera generalmente endosimbiótica en nódulos, principalmente localizados en las raíces. Hay multitud de especies encuadradas en el género Rhizobium, que guardan una relación muy específica con el hospedador, de manera que cada especie alberga la suya.

Cianobacterias de vida libre o simbiótica. Las cianobacterias de vida libre son muy abundantes en el plancton marino y son los principales fijadores en el mar. Además hay casos de simbiosis, como el de la cianobacteria Anabaena en cavidades subestomáticas de helechos acuáticos del género Azolla, o el de algunas especies de Nostoc que crecen dentro de antoceros y otras plantas.

La fijación biológica depende del complejo enzimático de la nitrogenasa.

Amonificación

La amonificación es la conversión a ion amonio del nitrógeno que en la materia viva aparece principalmente como grupos amino (-NH2) o imino (-NH-). Los animales, que no oxidan el nitrógeno, se deshacen del que tienen en exceso en forma de distintos compuestos. Los acuáticos producen directamente amoníaco (NH3), que en disolución se convierte en ion amonio. Los terrestres producen urea, (NH2)2CO, que es muy soluble y se concentra fácilmente en la orina; o compuestos nitrogenados insolubles como la guanina y el ácido úrico, que son purinas, y ésta es la forma común en aves o en insectos y, en general, en animales que no disponen de un suministro garantizado de agua. El nitrógeno biológico que no llega ya como amonio al sustrato, la mayor parte en ecosistemas continentales, es convertido a esa forma por la acción de microorganismos descomponedores.

Nitrificación

La nitrificación es la oxidación biológica del amonio al nitrato por microorganismos aerobios que usan el oxígeno molecular (O2) como receptor de electrones, es decir, como oxidante. A estos organismos el

proceso les sirve para obtener energía, al modo en que los heterótrofos la consiguen oxidando alimentos orgánicos a través de la respiración celular. El C lo consiguen del CO2 atmosférico, así que son organismos autótrofos. El proceso fue descubierto por Sergéi Vinogradski y en realidad consiste en dos procesos distintos, separados y consecutivos, realizados por organismos diferentes:

Nitratación. Partiendo de amonio se obtiene nitrito (NO2–). Lo realizan bacterias de, entre otros, los géneros Nitrosomonas y Nitrosococcus.

Nitratación. Partiendo de nitrito se produce nitrato (NO3–). Lo realizan bacterias del género Nitrobacter.

La combinación de amonificación y nitrificación devuelve a una forma asimilable por las plantas, el nitrógeno que ellas tomaron del suelo y pusieron en circulación por la cadena trófica.

Desnitrificación

La desnitrificación es la reducción del ion nitrato (NO3–), presente en el suelo o el agua, a nitrógeno molecular o diatómico (N2) la sustancia más abundante en la composición del aire. Por su lugar en el ciclo del nitrógeno este proceso es el opuesto a la fijación del nitrógeno.

Lo realizan ciertas bacterias heterótrofas, como Pseudomonas fluorescens, para obtener energía. El proceso es parte de un metabolismo degradativo de la clase llamada respiración anaerobia, en la que distintas sustancias, en este caso el nitrato, toman el papel de oxidante (aceptor de electrones) que en la respiración celular normal o aerobia corresponde al oxígeno (O2). El proceso se produce en condiciones anaerobias por bacterias que normalmente prefieren utilizar el oxígeno si está disponible.

El proceso sigue unos pasos en los que el átomo de nitrógeno se encuentra sucesivamente bajo las siguientes formas:

Nitrato → nitrito → óxido nítrico → óxido nitroso → nitrógeno molecular

Expresado como reacción redox:

2NO3- + 10e- + 12H+ → N2 + 6H2O

Como se ha dicho más arriba, la desnitrificación es fundamental para que el nitrógeno vuelva a la atmósfera, la única manera de que no

termine disuelto íntegramente en los mares, dejando sin nutrientes a la vida continental. Sin él la fijación de nitrógeno, abiótica y biótica, habría terminado por provocar la depleción (eliminación) del N2 atmosférico.

La desnitrificación es empleada, en los procesos técnicos de depuración controlada de aguas residuales, para eliminar el nitrato, cuya presencia favorece la eutrofización y reduce la potabilidad del agua, porque se reduce a nitrito por la flora intestinal, y éste es cancerígeno

Ozono

Es un gas venenoso de color azul pálido con marcado olor irritante. La exposiciónde 0,1 a 1 ppm produce dolor de cabeza, ardor de ojos, irritación de las vais respiratorias, etc.

El ozono se disocia fácilmente y forma átomos de oxigeno reactivas:

O3 (g) O2 (g) + O (g)

Es un agente oxidante más fuerte que el oxigeno, una medida de este poder oxidante es el alto potencial estándar de reducción del ozono en comparación con el oxigeno

O3 (g) + 2 H+ (ac) + 2 e- O2 (g) + H2O (l) E° 2.07

O2 (g) + 4 H+ (ac) + 4 e- 2 H2O (l) E° 1.23

Forma ácidos con muchos elementos en condiciones en las que el oxigeno no reacciona, de hecho oxida todos los metales excepto el oro y platino.

Los usos de ozono como sustancia química industrial son relativamente limitados, se usa en ciertas ocasiones para el tratamiento de agua domestica en lugar del cloro, eliminando de esta forma microorganismos como bacterias y para oxidar materia orgánica.

Sí es muy utilizado en la industria farmeacéutica y en la preparación de compuestos orgánicos donde el ozono rompe los dobles enlaces carbono carbono.

Química ambiental

La cantidad de O2 disuelto en el agua es un indicador de la calidad de la misma. El agua completamente saturada de aire a 1 atm. Y 20° contiene alrededor de 9 ppm de oxigeno.

Es necesario para todas formas de vida, que las bacterias aerobias consuman oxigeno disuelto para oxidar materia orgánica y satisfacer así sus necesidades energéticas.

El material orgánico que las bacterias son capaces de oxidar es biodegradable, esta oxidación ocurre a través de un conjunto de reacciones químicas y el material orgánico desaparece gradualmente.

Las cantidades excesivas de materiales orgánicos biodegradables en el agua son perjudiciales porque agotan en el agua el oxigeno necesario para sustentar la vida en ella. Estos materiales biodegradables se conocen como desechos de demandan oxigeno. Las fuentes típicas de desechos que demandan oxigeno son las aguas residuales, desechos industriales de plantas procesadores de alimentos, papel, etc.

En presencia de oxigeno, el carbono, hidrogeno, nitrógeno, azufre y fósforo del material biodegradable se convierten en CO2, HCO3-, H2O, NO3-, SO4 –2 y PO4 –3.

Estas reacciones de oxidación reducen a veces la cantidad de oxigeno disuelto hasta el punto en el que las bacterias aerobias no pueden sobrevivir. Es ahí cuando las bacterias anaerobias se hacen cargo del proceso de descomposición formando metano

(CH4), amoniaco (NH3), sulfuro de hidrogeno (H2S) y otros productos varios los cuales otorgan el olor característico del agua contaminada.

Respiración aerobia y anaerobia

El concepto de respiración aerobia deriva del clásico proceso respiratorio según el cual los organismos vivos consumen oxigeno de un modo análogo a la combustión de la materia orgánica.

De hecho muchos microorganismos llevan a cabo dicho proceso en el cual el oxigeno molecular se convierte en agua, en tanto que algún sustrato orgánico desaparece del medio y todo su carbono se recupera como dióxido de carbono.

El desarrollo de muchos microorganismos en cultivo puro en un medio con glucosa se realiza de acorde a:

GLU + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O

Por lo tanto es necesario considerar que la reducción del oxigeno en la respiración puede llevar tanto a la mineralizaron como a la degradación parcial de los sustratos orgánicos.

El oxigeno también puede reducirse biológicamente con reductores inorgánicos como el hidrogeno, compuestos reducidos del nitrógeno, azufre o hierro. Estos tienen lugar en el desarrollo de bacterias que pueden crecer en medios minerales utilizando dióxido de carbono como única fuente de carbono. El mismo proceso respiratorio puede

considerarse independientemente del oxigeno porque existen microorganismos que pueden utilizar en su lugar nitratos, sulfatos o dióxido de carbono.

En cuanto a la respiración anaerobia, una gran variedad de sustratos pueden utilizarse como donadores de electrones tanto para la respiración aerobia como anaerobia.

Las enzimas deshidrogenasas unidas a membranas que actúan en cada caso son las mismas en condiciones aerobias que anaerobias.

Como aceptores de electrones en condiciones anaerobias pueden actuar, además del nitrato, el nitrito, el fumarato, etc.

Ciclo del carbono

Circula por la atmósfera, el medio terrestre, los mares y otros ambientes acuáticos, rocas y sedimentos y ambientes

acuáticos. El mayor reservorio de carbono lo constituyen las rocas y sedimentos de la corteza terrestre.

Tomando como referencia los organismos vivos, una gran cantidad de carbono orgánico se encuentra en las plantas terrestres. Esto representa el carbono de los bosques y praderas y constituye el principal lugar de fijación fotosintética ce dióxido de carbono.

La materia orgánica muerta (humus) contiene mayor cantidad de carbono que los seres vivos. El humus es una mezcla compleja de materia orgánica. Deriva parcialmente de los constituyentes del protoplasma de los microorganismos que han resistido la descomposición y en parte también del material resistente de las plantas.

El medio mas rápido de transferencia global del carbono es mediante el dióxido de carbono de la atmósfera. El dióxido es retirado de la atmósfera principalmente por el proceso fotosintético de las plantas y vuelve a ella a través de la respiración de los animales y de los microorganismos quimioorganotrofos. El análisis de los diversos procesos indica que el aporte de dióxido de carbono mas importante que llega a la atmósfera proviene de la descomposición de la materia orgánica muerta, incluyendo el humus, llevada a cabo por los microorganismos.

La única vía importante de polución de carbono nuevo en nuestro planeta procede de la fotosíntesis. Por lo tanto los organismos fotográficos se encuentran en la base del ciclo del carbono.

Estos organismos se encuentran en la naturaleza casi exclusivamente en hábitats donde hay luz disponible.

Fuentes bibliográficas:

. (Para más detalles ver: http://es.wikipedia.org/wiki/Gasolina)

http://www.google.com.mx/imgres?imgurl=http://4.bp.blogspot.com/_RMLBlcn-Ftw/SSyxFsnDYjI/AAAAAAAAABU/X92aWFV9-yQ/s320/imagesCA27YKXV.jpg&imgrefurl=http://www.blogger.com/feeds/7289446334788981001/posts/default&usg=__LGrtoVWMh_0htSCGl8BYrTCyo4E=&h=92&w=121&sz=4&hl=es&start=165&zoom=1&tbnid=6HeYd3Cbqh-rhM:&tbnh=73&tbnw=96&prev=/images%3Fq%3DVERIFICENTRO%26hl%3Des%26sa%3DG%26biw%3D1020%26bih%3D568%26gbv%3D2%26tbs%3Disch:10%2C4984&itbs=1&iact=hc&vpx=475&vpy=305&dur=3016&

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http://tilz.tearfund.org/Espanol/Paso+a+Paso+41-50/Paso+a+Paso+41/

Problemas+que+afectan+nuestros+recursos+naturales.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Impacto_ambiental

http://www.greenfacts.org/es/recursos-hidricos/l-2/4-efectos-acciones-humanas.htm

http://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090206044559AAA3jR8

http://www.ecopibes.com/problemas/contaminacion/enelcuerpo.html