jueves, 23 de julio de 2009

EL AIRE

EL AIRE




"EL AIRE ES MUY IMPORTANTE PARA LA VIDA CUIDEMOSLO"





1. Definición de Aire
Se denomina aire a la mezcla de gases que constituye la atmósfera terrestre, que permanecen alrededor de la Tierra por la acción de la fuerza de gravedad. El aire es esencial para la vida en el planeta, es particularmente delicado y está compuesto en proporciones ligeramente variables por sustancias tales como el nitrógeno (78%), oxígeno (21%), vapor de agua (variable entre 0-7%), ozono, dióxido de carbono, hidrógeno y algunos gases nobles como el criptón o el argón, es decir, 1% de otras sustancias.
2. Composición del aire

De acuerdo con la altitud, composición, temperatura y otras características, la atmósfera que rodea a la Tierra y comprende las siguientes capas o regiones:

Troposfera. Alcanza una altura media de 12 km. (es de 7km. En los polos y de 16km. En los trópicos) y en ella encontramos, junto con el aire, polvo, humo y vapor de agua, entre otros componentes.
Estratosfera. Zona bastante mente fría que se extiende de los 12 a los 50km de altura; en su capa superior (entre los 20 y los 50km) contiene gran cantidad de ozono (O3), el cual es de enorme importancia para la vida en la tierra por que absorbe la mayor parte de los rayos ultravioleta del sol.
Mesosfera. Zona que se sitúa entre los 50 y los 100km de altitud; su temperatura media es de 10 °C; en ella los meteoritos adquieren altas temperaturas y en su gran mayoría se volatilizan y consumen..
Ionosfera. Empieza después de los 100km. Y va desapareciendo gradualmente hasta los 500km de altura. En esta región, constituida por oxígeno (02), la temperatura aumenta hasta los 1000°C; los rayos X y ultravioleta del Sol ionizan el aire enrarecido, produciendo átomos y moléculas cargados eléctricamente (que reciben el nombre de iones) y electrones libres.
Exosfera. Comienza a 500km. de altura y extiende más allá de los 1000km; está formada por una capa de helio y otra de hidrogeno. Después de esa capa se halla una enorme banda de radiaciones (conocida como magnetosfera) que se extiende hasta unos 55000km de altura, aunque no constituye propiamente un estrato atmosférico.






El aire limpio y puro forma una capa de aproximadamente 500 000 millones de toneladas que rodea la Tierra, de las su composición es la siguiente:
Componente
Concentración aproximada
Nitrógeno
(N)
78.03% en volumen
Oxígeno
(O)
20.99% en volumen
Dióxido de Carbono
(CO2)
0.03% en volumen
Argón
(Ar)
0.94% en volumen
Neón
(Ne)
0.00123% en volumen
Helio
(He)
0.0004% en volumen
Criptón
(Kr)
0.00005% en volumen
Xenón
(Xe)
0.000006% en volumen
Hidrógeno
(H)
0.01% en volumen
Metano
(CH4)
0.0002% en volumen
Óxido nitroso
(N2O)
0.00005% en volumen
Vapor de Agua
(H2O)
Variable
Ozono
(O3)
Variable
Partículas

Variable

3. Importancia del aire
El aire como viento (movimiento), se utiliza en los llamados molinos de viento, que sirven para elevar agua de los pozos o para moler granos también se utiliza la fuerza para mover embarcaciones a vela y en algunos tipos de trineos.
Importancia Industrial.
Para obtener aire líquido se le comprime a 200 atmósferas y a -200oC.
Por destilación fraccionada se obtiene nitrógeno, Oxígeno y gases nobles.
Se el utiliza para producir bajas temperaturas.
Se debe evitar contacto de la piel con el aire liquido ya que produce ulceraciones y destrucción del tejido en forma irreparable.
Importancia Vital.
Es indispensable en la respiración de los seres vivos.
Los componentes del aire intervienen en los procesos vitales de los seres vivos.
El anhídrido carbónico que contiene el aire es indispensable en el fenomenote la fotosíntesis que realizan las plantas.
El aire esta compuesto por una mezcla de gases, el más abundante es el nitrógeno que se encuentra formando parte de éste en un 78%, el oxígeno en un 21%, el Argón en un 0,93%, el bióxido de carbono en un 0,033% y el resto esta formado por otros gases en cantidades mínimas. Nuestro planeta tiene la atmósfera que su fuerza de gravedad puede sostenerse, esta fuerza es la que hace que los gases antes nombrados no se pierdan en el universo y rodeen a la tierra protegiéndola de algunas radiaciones que harían imposible la vida sobre la tierra. Formar nuestra atmósfera fue un proceso que llevó miles de millones de años (4.500 millones de años). La atmósfera se divide en tres capas principales:
1) TROPOSFERA: es en la que se desarrolla la vida, llega a una altura de más o menos 10 Km.
Su nombre quiere decir zona de turbulencias; dentro de la troposfera se desarrollan los fenómenos climáticos que podemos observar, como vientos, lluvias, temperaturas, y casi toda la formación de nubes, salvo los cúmulos nimbus que son las únicas nubes que superan los 11 Km. de altura.
2) ESTRATOSFERA: alcanza una altura de 80 Km., aquí encontramos al famoso ozono que es una combinación de los radicales libres del oxígeno que nos protege filtrando la radiación ultravioleta.
3) TERMOSFERA: es el límite que nos separa del espacio exterior.
El aire en movimiento
El viento es aire en movimiento, los movimientos del aire a gran escala, horizontales y verticales son importantes en la configuración del tiempo y del clima. Las principales fuerzas que afectan al movimiento horizontal del aire son los gradientes de presión, el efecto Coriolis y la fricción. Los gradientes de presión los provoca el desigual calentamiento de la atmósfera por el sol. El cálido aire ecuatorial es más liviano y ejerce menor presión que el frío y denso aire polar. La fuerza del movimiento del aire desde las zonas de alta presión a las de presión baja es proporcional a la diferencia de presión. El efecto de Coriolis debido a la rotación terrestre desvía los vientos a la derecha en el hemisferio norte y a la izquierda en el hemisferio sur. Tipos de vientos: monzones, huracanes, tornados, etc..
En el aire vivimos todos los seres, porque inclusive la flora y la fauna marina dependen de la presencia de oxígeno para desarrollar su proceso vital, algunas bacterias anaerobias es decir las que se desarrollan en ausencia de oxígeno necesitan algún gas como aceptor final de electrones en sus procesos metabólicos.
Necesitamos un respiro
El hombre en los últimos años de la historia ha desarrollado métodos industriales que han hecho su vida más fácil y agradable en muchos aspectos. Pero no tuvo en cuenta durante mucho tiempo que estos procesos industriales generaban un desecho y que este no desaparecía, como ocurre con todo proceso de la materia. La tierra es capaz de absorber, purificar, reciclar hasta un cierto punto los gases "sucios" que pueden ser perjudiciales para la salud de los diferentes organismos que habitan la biosfera, por ejemplo en este delicado equilibrio la atmósfera puede purificar los gases que emiten los volcanes que tienen grandes concentraciones de cloro, también se purifica el bióxido de carbono que los animales emitimos en nuestro proceso respiratorio. En este proceso son indispensables las plantas y los árboles que con su proceso fotosintético absorben el bióxido de carbono para emitir oxígeno. Pero es absolutamente imposible que la atmósfera purifique la cantidad enorme de monóxido de carbono que emiten los automóviles, o los gases que emiten las chimeneas de las fábricas.
En resumen la naturaleza esta preparada para hacerse cargo de sus propios contaminantes, incluyendo a los emitidos por el hombre dentro de sus actividades naturales, pero no puede absorber los contaminantes artificiales. Dentro de los contaminantes naturales podemos encontrar a los gases emitidos por los volcanes como por ejemplo la erupción del volcán Hudson que cubrió grandes territorios de la Patagonia argentina con cenizas, pastos y arbustos quedaron sepultados, los animales quedaron sin alimento y las personas tuvieron problemas respiratorios y visuales, pérdida de cosechas, etc.; estas fueron en un primer momento las consecuencias inevitables de este fenómeno, pero dos años después esta zona que había quedado cubierta por cenizas muy ricas en minerales dieron las mejores cosechas en muchos años.
Esto nos demuestra que la naturaleza ordena las alteraciones que provoca y vuelve a dejar las cosas en equilibrio. Otro contaminante natural es la radioactividad que emiten los yacimientos de uranio, polonio, radio y otros elementos radioactivos. Uno de ellos el radón emerge de la tierra, se filtra en las casas por la parte inferior y se adhiere sobre las paredes haciendo imposible habitarlas. Estos fenómenos naturales no los podemos evitar, pero si podemos tener control sobre los contaminantes artificiales como la combustión de hidrocarburos, la emisión de monóxido de carbono, el óxido de nitrógeno y el bióxido de azufre. También las partículas de plomo que los escapes liberan a la atmósferas en forma de bromuro o cloruro de plomo son fuentes de intoxicaciones muy peligrosas.
La atmósfera es un vasto reservorio o depósito donde diversos contaminantes se difunden, alcanzan distintas estructuras físicas y químicas y se distribuyen a grandes distancias. Varias escalas espaciales y temporales deben tenerse en cuenta, estudiar los efectos de la alta concentración en ciudades y sus habitantes, analizar los efectos en zonas rurales a escala regional y analizar la contaminación a escala planetaria y sus posibles efectos en el clima.
Los contaminantes se pueden clasificar en primarios y secundarios. Contaminantes primarios: son los emitidos directamente por fuentes identificables. Contaminantes secundarios: son los formados en las atmósferas por interacción física o química entre contaminantes primarios y/o componentes normales de la misma, con o sin interacción de la radiación solar.
4. Contaminación del aire



La contaminación del aire es uno de los problemas ambientales más importantes, y es resultado de las actividades del hombre. Las causas que originan esta contaminación son diversas, pero el mayor índice es provocado por las actividades industriales, comerciales, domesticas y agropecuarias.
Los principales contaminantes del aire se clasifican en:
Primarios
Son los que permanecen en la atmósfera tal y como fueron emitidos por la fuente. Para fines de evaluación de la calidad del aire se consideran: óxidos de azufre, monóxido de carbono, óxido de nitrógeno, hidrocarburos y partículas.
Secundarios
Son los que han estado sujetos a cambios químicos, o bien, son el producto de la reacción de dos o más contaminantes primarios en la atmósfera. Entre ellos destacan oxidantes fotoquímicos y algunos radicales de corta existencia como el ozono (O3).
A nivel nacional, la contaminación atmosférica se limita a las zonas de alta densidad demográfica o industrial. Las emisiones anuales de contaminantes en el país son superiores a 16 millones de toneladas, el 65% es de origen vehicular.
En la ciudad de México se genera 23.6% de dichas emisiones, en Guadalajara el 3.5%, y en Monterrey el 3%. Los otros centros industriales del país generan el 70% restante.
Partes Por Millón (Ppm)
Para determinar la concentración de una substancia química en un volumen se utilizan las partes por millón de partes iguales. Cada millonésima parte de este volumen, correspondiente a la substancia de nuestro interés, se considera una parte por millón de la substancia.
Las PPM se utilizan para determinar concentraciones muy pequeñas de gases en la atmósfera.
Partes Por Billón (Ppb)
Para determinar la concentración de substancia química en un volumen se utilizan las partes por billón. Se divide el volumen en un billón de partes iguales. Cada billonésima parte de este volumen, correspondiente a la substancia de nuestro interés, se considera una parte por billón de la substancia.
Las PPM se utilizan para determinar concentraciones muy pequeñas de gases en la atmósfera.
Partículas Suspendidas En Su Fracción Respirable (Pm-10)
Criterios para evaluar la calidad del aire
150 ug/m³ (microgramos sobre metro cubico) en un promedio de 24 horas.
Características del contaminante
Partícula sólidas o líquidas dispersas en la atmósfera (su diámetro va de 0.3 a 10 um) como polvo, cenizas, hollín, partículas metálicas, cemento o polen. La fracción respirable de PST, conocida como PM-10, está constituida por aquellas partículas de diámetro es inferior a 10 micras, que tienen la particularidad de penetrar en el aparato respiratorio hasta los alvéolos pulmonares.
Fuentes principales
Combustión industrial y doméstica del carbón, combustóleo y diesel; procesos industriales; incendios; erosión eólica y erupciones volcánicas.
Efectos principales
Salud: Irritación en la vías respiratorias; su acumulación en los pulmones origina enfermedades como silicosis y la asbestosis. Agravan el asma y las enfermedades cardiovasculares.
Materiales: Deterioro en materiales de construcción y otras superficies.
Vegetación: Interfieren en la fotosíntesis.
Otros: Disminuyen la visibilidad y provocan la formación de nubes.
En general los principales contaminantes como: Monóxido de carbono, Ozono, Dióxido de Nitrógeno, Dióxido de Azufre, Hidrocarburos, plomo, y otros provocan demasiados problemas estos se miden en grados imecas lo cual se explicará después del cuadro de los contaminantes.
La contaminación del aire tiene muchos efectos en la salud, desde irritaciones leves, hasta el desarrollo de graves enfermedades
- Monóxido de Carbono: Es un producto de la combustión de materiales fósiles como el petróleo y es común que se forme a partir de los vehículos en movimiento. En consecuencia, este producto se acumula en las zonas urbanas, cerca de las vías rápidas y de calles de gran movimiento y su concentración varía conforme aumenta o disminuye la circulación.
Este gas no parece afectar a las plantas, pero es muy tóxico para los seres humanos, ya que interfiere con el transporte de oxígeno en la sangre. Los efectos en la salud se hacen más graves conforme mayor sea la cantidad de monóxido de carbono en el aire y el tiempo de la exposición.
-Dióxido De Azufre (SO2): Es el derivado del azufre que más frecuentemente contamina el aire. Se produce por la combustión de carbono y petróleo que lo contienen.
La mayor parte proviene de las plantas generadoras de electricidad (carboeléctricas y termoeléctricas) y de otros procesos industriales que contribuyen a la presencia de sulfatos en la atmósfera, como la calcinación de los minerales de sulfuro, la refinación del petróleo, la producción de Óxido Sulfúrico y la de coque a partir del carbón.
Los óxidos de azufre se eliminan del aire mediante su conversión en ácido sulfúrico y sulfatos y de esta forma se depositan en forma de partículas sobre la tierra o en el mar, ya sea con la precipitación pluvial o sedimentándose, contaminando también el agua y el suelo
Los óxidos de azufre pueden inhibir el crecimiento de las plantas y ser letales para algunas de ellas cuando están expuestas a concentraciones moderadas durante largos periodos.
Los efectos tóxicos de los óxidos de azufre para el ser humano son: dificultad para respirar, debido al espasmo o contracción de los bronquios, irritación de la garganta, de los ojos y tos, en cantidades elevadas puede llegar a ser mortal. También se ha encontrado una relación entre la presencia de óxidos de azufre en la atmósfera y el aumento de muertes por enfermedades crónicas, cardiovasculares y respiratorias.
Los Óxidos de Nitrógeno (NO2) se forman mediante la reacción del oxígeno con el nitrógeno en el aire. Esta reacción ocurre a altas temperaturas durante el uso de combustibles fósiles. Algunas bacterias emiten grandes cantidades de óxido de nitrógeno hacia la atmósfera, por lo que es una fuente muy difícil de controlar.
La mayor parte de ellos, provienen de las plantas generadoras de energía eléctrica, en las que la alta temperatura de la combustión de los energéticos facilita su formación.
El dióxido de nitrógeno afecta los pulmones y es tóxico y algunos de los contaminantes que se forman a partir de ellos, son mortales para las plantas.
Los hidrocarburos son contaminantes primarios; su importancia radica en la gran cantidad de fuentes y el volumen de sus emisiones al aire. Se forman por la combustión de productos como la gasolina, el petróleo, el carbono y la madera y la mayor producción se debe a las actividades de la industria petrolera, así como a los vehículos de motor.
Algunos hidrocarburos son tóxicos para las plantas y animales a concentraciones relativamente altas y en el ser humano parece que provoca problemas en vías respiratorias.
Otros contaminantes muy importantes son elementos como el plomo, el cadmio y el fluor, de origen industrial y a los que se ha relacionado con afecciones cardiacas, hipertensión arterial, arterioesclerosis, cáncer broncopulmonar, anormalidades en los huesos y afección de los riñones.
Partículas suspendidas. Otros contaminantes del aire son partículas sólidas y líquidas suspendidas y dispersas. A ellas se debe el aspecto nebuloso y brumoso del aire contaminado.
Se producen junto con los contaminantes gaseosos del aire, debido a diferentes actividades, sobre todo la fabricación de hierro y acero, la producción de cemento, la extracción de rocas y minerales, el almacenamiento y la manipulación de granos y la elaboración de pulpa de papel.
Entre las partículas líquidas, más contaminantes se encuentran los aerosoles, que se manifiestan en forma de vapores, niebla o vahos que en grandes concentraciones pueden llegar a transformarse en un agente letal, como sucedió en Londres en 1940, 1950 y 1952, que se produjeron miles de muertes debido a la presencia de estas nieblas tóxicas.
Los aerosoles son verdaderas nebulizaciones y por su tamaño tan pequeño, penetran en los bronquios y los irritan. Las partículas mayores son detenidas por la mucosa nasal y la laringe causando gran irritación.
5. Que es el viento


El viento es aire en movimiento producido por diferencias de presión atmosférica, atribuidas sobre todo a diferencias de temperatura. La variación de la presión atmosférica y de la temperatura se debe a la distribución desigual del calentamiento solar y a las propiedades térmicas de la superficie continental y marina. Como el peso del aire caliente es menor, éste asciende sobre el aire mas frío y pesado. El aire que sube forma lo que se llama un sistema de baja presión, mientras que el aire cuando se enfría en las capas superiores de la atmósfera desciende formando un sistema de alta presión.
Los sistemas de baja presión en los cuales los vientos se mueven en sentido contrario a las agujas del reloj, reciben el nombre de ciclones (en el hemisferio norte) y si se mueven en sentido contrario se llaman anticiclones. En el hemisferio sur todas estas direcciones del viento se invierten. Los ciclones son conocidos comúnmente como borrascas.
Los vientos pueden alcanzar a veces velocidades muy altas (más de 119 kph) que tienen efectos destructivos, formados por sistemas de baja presión y que, según donde se formen, reciben el nombre de huracanes (océano Atlántico) o tifones (noroeste del Pacífico). Otro sistema parecido son los tornados, los cuales son remolinos fuertes que se forman en el interior de una nube de tormenta y que llegan hasta el suelo y que tienen consecuencias igualmente catastróficas.
6. Ideas para cuidar el aire

clean air
El aire es un recurso natural que necesitan los seres vivos para vivir. Un ser humano puede pasar cerca de un mes sin comida, unos pocos más sin agua, pero moriría en unos cuantos minutos si se le quitara el aire. El aire es el medio en el que se desarrollan naturalmente organismos terrestres como algunas plantas, las aves, los insectos y los seres humanos.
Si no hubiera aire en la Tierra no habrían seres vivos. Todo se vería como un gran desierto, haría muchísimo calor durante el día y un intenso frío por la noche. El aire también actúa como un escudo que protege de los rayos solares a plantas, animales y personas. Los vehículos emiten una serie de contaminantes aéreos que afectan de forma adversa a la salud del ser humano, ya que contaminan el aire que respiramos.
Las emisiones de dióxido de carbono e hidrocarburos, dos de los principales contaminantes liberados por los automóviles, contribuyen al calentamiento global. La presencia de niveles elevados de estos productos hacen que la radiación reflejada quede atrapada en la atmósfera, haciendo subir lentamente la temperatura de la misma.
Ideas para cuidar el aire:
Usar la bicicleta siempre que sea posible, o ir caminando a los lugares cercanos.
Compartir los viajes en automóvil con vecinos o amigos.
Preferir el transporte público (metro, colectivos, buses, micros) por sobre el auto particular
Mantener el encendido y la carburación del automóvil a punto, para no producir cantidades innecesarias de gases tóxicos.
No quemar hojas o basuras, ya que su combustión origina contaminantes hacia la atmósfera.
Colocar filtros especiales en las chimeneas para evitar la emanación de contaminantes.
Evitar tener vehículos motorizados detenidos con su motor funcionando.
Respetar la restricción vehicular.
Al barrer, no levantar polvo, porque este se incorpora a la atmósfera.
Evite fumar en recintos cerrados o cerca de ancianos, mujeres embarazadas y niños.
Mantener en buen estado artefactos de uso doméstico como estufas a gas o parafina y calefonts.

7.MAPAS DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA ATMOSFERA

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