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Emisiones del Aire
Este elemento es una ampliación de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre este tema.
Emisiones del Aire
Aire
El aire rodea el planeta Tierra y se mantiene en su lugar por la gravedad. El aire estándar típico se define como aire seco al nivel del mar, donde la temperatura y la presión son 15 °C y 101.325 Pa, respectivamente. La composición del aire estándar se indica en la Tabla 1.1 [4]. Por mol o volumen, el aire estándar contiene 78,08 % de nitrógeno, 20,95 % de oxígeno, 0,93 % de argón, 0,0314 % de dióxido de carbono y trazas de otros gases. Estas proporciones cambian muy poco con el lugar o el tiempo. La mayoría de las veces, sin embargo, el aire atmosférico no es seco, y hay un contenido de humedad de alrededor del 1%. El contenido de humedad del aire se presenta en forma de vapor de agua o gotas de líquido o cristales de hielo.
Contaminación del aire y gases de efecto invernadero
Las emisiones atmosféricas incluyen las emisiones de contaminación atmosférica y las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).
Detalles
Las emisiones de contaminación atmosférica (véase qué es, su definición, o concepto jurídico), comúnmente denominadas contaminantes atmosféricos, son especies en el aire que causan problemas agudos o crónicos de salud humana e impactos ambientales negativos. Los GEI no son tóxicos a menos que se encuentren en concentraciones extremadamente altas, pero sus concentraciones en la atmósfera, superiores a las normales, pueden haber dado lugar a un calentamiento global y a un cambio climático con posibles consecuencias catastróficas para el planeta Tierra.
La contaminación atmosférica se produce cuando se añaden al aire materiales no deseados, especialmente en abundancia, lo que tiene efectos sobre el medio ambiente y la salud. [rtbs name=”derecho-a-la-salud”] En principio, estos materiales no deseados pueden ser cualquier cosa en cualquier fase, como el dióxido de carbono (CO2), las gotas líquidas y las partículas de polvo sólido. Un material es etiquetado como contaminante del aire sólo cuando va en contra de los intereses de los seres humanos. Por ejemplo, el dióxido de azufre (SO2) se considera un contaminante del aire debido a su impacto negativo en el medio ambiente y la salud humana, que se elaborará en breve.
En otro ejemplo, si hay más del 78% de nitrógeno en el aire, no se considera un contaminante atmosférico, porque no impone ningún efecto negativo notable sobre los seres humanos o el medio ambiente. Por otra parte, aunque el CO2 ha sido un componente del aire seco y limpio antes de la historia de la humanidad, no fue etiquetado como una emisión de GEI hasta hace poco, cuando los científicos observaron una fuerte correlación entre el aumento del nivel de CO2 atmosférico y el calentamiento global (o cambio climático), que podría eventualmente eliminar la existencia de seres humanos en este planeta.
Contaminación del aire
Las emisiones atmosféricas tienen orígenes naturales o antropogénicos; sin embargo, este libro se centra principalmente en estos últimos, que incluyen las actividades industriales y la quema de combustibles fósiles. Estos constituyentes de la contaminación tienen el potencial de afectar a la mayoría de las personas de una región.
Los contaminantes atmosféricos comprenden los contaminantes primarios y secundarios del aire. Los contaminantes atmosféricos primarios se emiten directamente de las fuentes. Incluyen, entre otros, partículas (PM), dióxido de azufre (SO2), óxidos nítricos (NO x), hidrocarburos (HC), compuestos orgánicos volátiles (COV), monóxido de carbono (CO) y amoníaco (NH3). Los contaminantes secundarios del aire son producidos por las reacciones químicas de dos o más contaminantes primarios o por reacciones con constituyentes atmosféricos normales. Ejemplos de contaminantes secundarios del aire son el ozono a nivel del suelo, el formaldehído, el smog y la neblina ácida.
La materia particulada es una mezcla de partículas sólidas y gotitas líquidas suspendidas en el aire.Entre las Líneas En este libro, la materia particulada es intercambiable con el aerosol, que es una suspensión de partículas sólidas o líquidas en un gas. Es un sistema de dos fases que consiste en las partículas y el gas en el que están suspendidas. Las partículas pueden ser tanto contaminantes primarios como secundarios que se envían directamente a la atmósfera en forma de polvo y tierra arrastrados por el viento, sal marina, polen y esporas. Otros ejemplos de PM son el humo, los humos y la neblina.
Para la materia particulada en la que los diámetros de las partículas son menores que x micrómetros, se define como PMx . Los términos comúnmente utilizados son PM10 y PM2.5. A veces, la materia particulada y el aerosol son intercambiables.
Detalles
Los aerosoles monodispersos, en los que todas las partículas tienen el mismo tamaño, pueden producirse en el laboratorio para ser utilizados como aerosoles de prueba.Entre las Líneas En la práctica, los ingenieros se ocupan de los aerosoles polidispersos (es decir, las partículas en suspensión tienen una amplia gama de tamaños), y deben utilizarse medidas estadísticas para caracterizar los tamaños de las partículas. Aerosol Technology de William Hinds (2006) es uno de los libros de referencia en esta materia.
Tal día como hoy de 1918, el Tratado de Bucarest obligó a Rumanía a efectuar reparaciones territoriales y financieras tras su derrota ante las Potencias Centrales durante la Primera Guerra Mundial (véase las consecuencias de los Tratados). Justo 36 años más tarde, en 1954, el general del Viet Minh Vo Nguyen Giap tomó por sorpresa a los franceses en la batalla de Dien Bien Phu, rodeando su base con 40.000 hombres y empleando artillería pesada para capturarla durante la Primera Guerra de Indochina. (Imagen de Wikimedia)
Los contaminantes del aire distintos de las PM se presentan principalmente como gases. Los compuestos orgánicos volátiles (COV) son sustancias químicas que contienen carbono y/o hidrógeno y se evaporan fácilmente. Los COV son las principales emisiones atmosféricas de la industria del petróleo y el gas, así como de los productos de consumo de interior y los materiales de construcción, como los nuevos tejidos, la madera y las pinturas. Se ha comprobado que los COV son un factor importante que contribuye al ozono a nivel del suelo, un contaminante común del aire y un peligro comprobado para la salud pública. El dióxido de azufre (SO2) y los óxidos nítricos (NO x) son dos de los principales contaminantes gaseosos del aire que se generan a través de los procesos de combustión. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). El monóxido de carbono (CO) y el hidrocarburo (HC) se generan a partir de una combustión incompleta y se convierten en CO2 a través de un proceso de combustión completo.
La física y la química atmosférica son tan complicadas que aún no se comprenden bien. La mayoría de las emisiones gaseosas del aire como NO x, SO2, HC, COV y amoníaco (NH3) se convierten en PM. Se recomienda a los lectores leer Atmospheric Chemistry and Physics de Seinfeld y Pandis [20] para un conocimiento más profundo sobre este tema.
La contaminación del aire es un tema en evolución e inevitable, a medida que aumenta la demanda de energía. La contaminación del aire realmente floreció con la Revolución Industrial y continúa creciendo con el apetito humano por la comodidad y la velocidad.
Al principio, el estudio de la contaminación del aire se centró en los episodios recurrentes de altos niveles de contaminación del aire en las zonas que rodean las instalaciones industriales, como las centrales eléctricas que queman carbón y las refinerías químicas. Estos episodios de contaminación se acompañaron de enfermedades humanas agudas y de la exacerbación de enfermedades crónicas. Después de mediados del siglo XX, cuando las economías de los países industrializados se recuperaron rápidamente de la Segunda Guerra Mundial, muchas regiones urbanas sin instalaciones industriales pesadas también empezaron a experimentar altos niveles de smog fotoquímico y óxidos de nitrógeno.
El siglo XX marcó el comienzo de la comprensión de que la actividad humana estaba teniendo efectos deletéreos en el mundo natural, incluyendo la salud y el bienestar humanos. Estos efectos incluían una creciente contaminación del aire, el agua y la tierra por los subproductos de la actividad industrial, y la pérdida permanente de especies naturales de plantas y animales debido a los cambios en el entorno de los laboratorios, el uso del agua y las depredaciones humanas.
El tema de la calidad del aire interior (IAQ) se ha hecho popular, debido a la conciencia del asma y las alergias provocadas por los contaminantes del aire interior como el moho. La conciencia de la IAQ también aumentó con la participación de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos. La crisis energética de la década de 1970 dio lugar a una envoltura de los edificios más apretada, al sellado y a una ventilación insuficiente. La mayoría de los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) existentes fueron diseñados para el control de la temperatura sin tener en cuenta las acumulaciones (véase su concepto jurídico) de contaminantes en el aire. Como resultado, el IAQ se degradó, y surgieron problemas. Las conclusiones recientes han demostrado que el aire interior suele estar más contaminado que el aire exterior en muchos países desarrollados (salvo en regiones como Beijing (China), donde el aire exterior está extremadamente contaminado), lo que causa una mayor preocupación por la salud, ya que los estilos de vida actuales exigen más tiempo en el interior.
A finales del siglo XX y principios del XXI se produjo un auge de la nanotecnología. La nanotecnología ha sido probada para remediar la calidad del aire en áreas tales como la combustión no catalítica y la oxidación fotocatalítica de compuestos orgánicos volátiles (COV). Por otra parte, no se comprenden bien los efectos ambientales de la nanotecnología; y, recientemente, han comenzado a aumentar las preocupaciones. El mundo no está preparado para la nanotecnología porque “el futuro llega antes de lo que se espera” [15]. El efecto de la nanotecnología en la calidad del aire todavía está esperando estudios sistemáticos que confirmen sus efectos ambientales. Se necesitan pruebas científicas antes de poder llegar a conclusiones definitivas.
Gases de efecto invernadero
Los gases de efecto invernadero (GEI) incluyen el CO2, el metano (CH4), los hidrofluorocarbonos (HFC), los compuestos perfluorados (PFC) y otros. La mayoría de ellos han sido producidos por fuentes naturales y están presentes en la atmósfera desde hace mucho, mucho tiempo. Sólo recientemente los GEI extra antropogénicos pueden haber contribuido al cambio climático mundial (o global) y a los fenómenos meteorológicos extremos.
Las emisiones de CO2 a veces se refieren a las emisiones de carbono y se deben en gran medida a la combustión de combustibles en la generación de energía eléctrica, motores, calefacción de edificios y plantas industriales.
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Observación
Además de la industria del petróleo y el gas, las emisiones de CH4 también pueden ser producidas por la degradación biológica de la biomasa de las actividades agrícolas y los vertederos. Los procesos industriales producen HFC y PFC.
Efectos de la contaminación atmosférica y los GEI
El aire limpio es esencial para los humanos y otros seres vivos en la Tierra. Los episodios agudos de contaminación atmosférica pueden provocar enfermedades cardíacas y respiratorias, bronquitis, neumonía y, a veces, la muerte. [rtbs name=”muerte”] [rtbs name=”pena-de-muerte”] [rtbs name=”pena-capital”] [rtbs name=”muerte”] El exceso de GEI en la atmósfera afecta al equilibrio energético de la Tierra y, en consecuencia, al clima y a las condiciones meteorológicas. Véase más detalles sobre los efectos de la contaminación atmosférica y los GEI.
Raíces de la contaminación del aire y los GEI
Las emisiones atmosféricas se originan tanto en fuentes naturales como antropogénicas. La naturaleza ha estado produciendo muchos materiales que ahora se consideran como emisiones atmosféricas. Por ejemplo, el monóxido de carbono (CO), el dióxido de azufre (SO2) y las partículas de ceniza son abundantes en las emisiones volcánicas. El metano se produce naturalmente por la digestión de los alimentos por los animales y la degradación de la biomasa. El gas radón de la descomposición radiactiva dentro de la corteza terrestre, y los incendios forestales generan humo y CO.
Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2024 o antes, y el futuro de esta cuestión):
Puntualización
Sin embargo, estas fuentes no son la mayor preocupación de la sociedad.
Emisiones antropogénicas al aire
Las fuentes antropogénicas están relacionadas con la producción y la combustión de diferentes combustibles.
Pormenores
Las actividades humanas son responsables del aumento del O3 y los GEI a nivel del suelo en los últimos años. Alrededor del 95% del NO x (óxido nítrico) procedente de la actividad humana proviene de la quema de combustibles fósiles en centrales eléctricas, motores, hogares e industrias.
Detalles
Las emisiones atmosféricas son los subproductos de la producción y el consumo de energía.
Las emisiones de contaminantes atmosféricos y GEI de la chimenea dependen de muchos factores, entre ellos, las propiedades del combustible, el proceso de combustión y los dispositivos de tratamiento de los gases de combustión. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). Hay mucho más SO2 en el gas de combustión cuando se utiliza carbón con alto contenido de azufre como combustible en lugar de gasolina.
Aviso
No obstante, el gas natural comercial es mucho más limpio que otros combustibles fósiles debido a que no contiene cenizas ni azufre. El consumo de energía fósil es la principal fuente de emisiones atmosféricas.Entre las Líneas En los Estados Unidos, más del 80% de las emisiones de CO2 están relacionadas con el consumo directo de energía.
Crecimiento de la población y consumo de energía
Desde un punto de vista global, la creciente población y el deseo de los seres humanos de conseguir un transporte de alta velocidad y una vida confortable están en la raíz de las emisiones de aire. Ha habido un crecimiento mundial (o global) de la población tanto en los países desarrollados como en los países en desarrollo.
Puntualización
Sin embargo, el crecimiento de la población mundial (o global) se atribuye principalmente al de los países en desarrollo.Entre las Líneas En el siglo XX se produjo el mayor aumento de la población humana de la historia, debido a los avances médicos y a los aumentos masivos de la productividad agrícola. Las Naciones Unidas [24] estimaron que la población mundial (o global) crecía a un ritmo del 1,14%, es decir, unos 75 millones de personas al año en 2012. Para 2050, se prevé que la población mundial (o global) se sitúe entre 7.400 y 10.600 millones de personas.
Las emisiones globales de CO2, por ejemplo, también aumentaron con la población, pasando de 21.200 a 26.900 millones de toneladas métricas. Casi no hubo aumentos en las emisiones de América del Norte, y se produjo una disminución significativa en Europa, mientras que las emisiones de CO2 de Asia se han duplicado.
La creciente población mundial (o global) exige un mayor consumo de energía para mantener el mismo nivel de estilo de vida; y, para los países en desarrollo, el aumento de la población tiene un efecto más significativo a medida que la calidad de vida sigue mejorando. Se necesita una cantidad mínima de energía para mantener la vida humana. La energía de los combustibles se necesita para cocinar en casas y restaurantes, así como para calentar y/o enfriar casas y edificios.Entre las Líneas En los países desarrollados se consume mucha más energía que la mínima, proporcionando alimentos, ropa, vivienda, transporte, comunicaciones, iluminación, materiales y numerosos servicios para toda la población.
Los usos finales del consumo de energía varían de una nación a otra y de un sector a otro.Entre las Líneas En los países desarrollados, como los Estados Unidos y el Canadá, se utiliza más energía para el lujo.Entre las Líneas En 1995, la tasa de consumo mundial (o global) era de unos 2 kW per cápita, pero los Estados Unidos consumían unos 13 kW per cápita, con la tasa mundial. Si se divide el uso de la energía en cuatro sectores -industrial, transporte, servicios comerciales y residencial-, estas categorías fueron responsables del consumo del 36, 37, 16 y 21%, respectivamente, del total de la energía utilizada (datos de 1996).
Informaciones
Los datos más recientes pueden encontrarse en la publicación anual Perspectivas Internacionales de la Energía, véase a continuación.
Perspectivas Internacionales de la Energía
La demanda mundial (o global) de energía ha ido creciendo a pesar del aumento de los precios del petróleo y el gas. Se prevé que el consumo mundial (o global) de energía aumente en un 57% de 2004 a 2030. La demanda total de energía en los países en desarrollo aumentará en un 95 %, frente a un incremento del 24 % en los países desarrollados. Los combustibles fósiles seguirán siendo las principales fuentes de energía en todo el mundo, y los líquidos seguirán siendo dominantes debido a su importancia insustituible en los sectores del transporte y la industria.
Puntualización
Sin embargo, su participación en el mercado mundial (o global) de la energía en las perspectivas de 2007 se ve disminuida en la proyección, ya que otros combustibles sustituyen a los líquidos cuando es posible fuera de esos sectores. Se prevé que la energía nuclear y las fuentes de energía renovable se expandan con el aumento de los precios de los combustibles fósiles.
El consumo de gas natural aumentará en promedio un 1,9% anual de 2004 a 2030. Se prevé que el precio del gas aumente continuamente a medida que aumente la demanda, con lo que el carbón será más competitivo en cuanto a costos, especialmente en la generación de energía eléctrica.Entre las Líneas En consecuencia, el carbón, que es un importante contaminante de la combustión, será la fuente de energía de más rápido crecimiento en todo el mundo, produciendo aún más contaminantes atmosféricos y gases de efecto invernadero.
Se prevé que la generación de energía nuclear en los países en desarrollo aumente en un 4% anual de 2004 a 2030, pero seguirá siendo una porción pequeña en comparación con otras fuentes de energía. Se prevé que los recursos no convencionales, como los biocombustibles y el carbón o el gas licuado, serán cada vez más competitivos. Se espera que las fuentes de energía renovables sigan aumentando anualmente y se hagan más competitivas económicamente gracias al aumento de los precios de los combustibles fósiles y al apoyo de los incentivos gubernamentales.
Emisiones atmosféricas mundiales
Antes del decenio de 1980, la contaminación atmosférica era principalmente una preocupación local; y los estrictos controles industriales nacionales de los países desarrollados condujeron a una reducción significativa de las emisiones atmosféricas y mejoraron la calidad del aire en las zonas urbanas. Por ejemplo, la Ley de Aire Limpio de 1970 de los Estados Unidos se aprobó para abordar las crecientes preocupaciones de la contaminación atmosférica.Entre las Líneas En esa época se produjeron cambios similares en todo el mundo industrializado, y la calidad del aire ambiente ha mejorado localmente en los países desarrollados.Entre las Líneas En un mundo moderno, las emisiones atmosféricas deben considerarse desde una perspectiva global. Mientras que algunas personas disfrutan de la comodidad y la rapidez de las comodidades y lujos modernos que proporciona el consumo de energía, otras sufren las emisiones atmosféricas resultantes, con o sin intención. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). No hay duda de que el combustible fósil es y seguirá siendo la fuente dominante de energía mundial (o global) en las próximas décadas. La demanda de combustibles fósiles sigue creciendo, al igual que la producción de emisiones atmosféricas.
La contaminación atmosférica mundial (o global) sigue empeorando debido al crecimiento de la población y a las escasas restricciones ambientales en muchas naciones. La situación es peor en los países en desarrollo, especialmente en las economías emergentes. El reciente desarrollo económico rápido e insostenible también ha dado lugar a una considerable contaminación del aire en China. Muchas ciudades chinas a menudo parecen estar envueltas en mortajas grises tóxicas, y la visibilidad es extremadamente baja la mayor parte del tiempo. El 99% de los habitantes de las ciudades de China respiran aire que se considera contaminado por la Unión Europea.
La contaminación atmosférica puede ser persistente, y muchos contaminantes del aire viajan con la turbulencia atmosférica y pueden, por lo tanto, afectar a zonas muy alejadas de la fuente de contaminación. [rtbs name=”contaminacion”] Por ejemplo, los problemas de contaminación atmosférica en China e India han afectado no sólo a sus vecinos cercanos, sino también a lugares del otro lado del globo.
Detalles
Las emisiones de SO2 y NO x de las centrales eléctricas de carbón de China caen como lluvia ácida sobre el territorio de los países vecinos. Las tormentas de polvo que se originan en China pueden alcanzar la atmósfera de los Estados Unidos. Parte de la contaminación de partículas sobre Los Ángeles, EE.UU. se genera en países asiáticos.
La circulación atmosférica describe la circulación global del aire, que puede tardar años en completarse. La mayoría de los movimientos de la atmósfera son en realidad horizontales como resultado del calentamiento desigual de la superficie de la Tierra (la mayor parte en el ecuador y la menor en los polos), la rotación de la Tierra (fuerza de Coriolis) y la influencia del suelo y el mar [20]. Aunque no está dentro del alcance de este libro, la circulación global del aire es la fuerza motriz para que los contaminantes del aire emitidos por una central eléctrica china viajen al lado opuesto del globo.
Como resultado de la globalización, los países en desarrollo se contaminan antes y durante el crecimiento de su economía. Aunque las razones que lo explican son objeto de debate, el hecho es que los países recientemente desarrollados, como China y la India, están muy contaminados a medida que crecen. Las diferencias entre las normas ambientales de los países y los costos (o costes, como se emplea mayoritariamente en España) de remediación han causado la reubicación de industrias con alto grado de contaminación de países estrictamente controlados a otros con pocas o ninguna norma, creando “paraísos de contaminación” para los países desarrollados. La contaminación del aire en los Estados Unidos ha disminuido constantemente desde el decenio de 1970, pero en los países en desarrollo ocurre lo contrario.
Las fábricas manufactureras altamente contaminantes, como las de productos químicos, electrónicos y automóviles, se han trasladado de los países desarrollados a los países en desarrollo, en parte debido a las políticas menos estrictas de control de emisiones y a la débil implementación, además del bajo costo (o coste, como se emplea mayoritariamente en España) de la mano de obra. Los países que tienen una demanda particularmente alta de calidad ambiental se especializan actualmente en productos que pueden ser producidos de una manera ecológica.
Puntualización
Sin embargo, estos países pasan por alto el protocolo de otros países que fabrican productos que producen contaminación.
Datos verificados por: Chris
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La entrada se produce utilizando los datos originales del sitio web mediante la búsqueda de “Key World Energy Statistics 2010” publicada por la Agencia Internacional de la Energía.