EL AIRE BY CRISTIAN CORNEJO.

EL AIRE. Nuestra atmósfera se originó hace unos 1.000 millones de años, por medio de la mezcla de gases producto de cambios geológicos. En un primer momento (hace 4.000 millones de años) los constantes choques de meteoros en la tierra provocaron que la mayoría de las sustancias se encontraran en estado líquido o similar, con lo cual se liberaron gases desde la superficie terrestre al ambiente, lo que originó una acumulación de gases en torno al planeta como dióxido de Carbono y vapor de agua, pero no de Oxígeno. Nuestra atmósfera tiene una estructura relativamente definida de acuerdo con la altitud a la que se encuentre.

De acuerdo a esta clasificación se pueden distinguir cinco capas que componen la Atmósfera: la Troposfera Estratosfera Mesosfera ionosfera Exosfera.

LA ATMÓSFERA. La Troposfera: Es la capa más próxima a la corteza terrestre y en ella se encuentran un 90% de los gases atmosféricos. En esta capa se presentan todos los fenómenos atmosféricos, y, a medida que se asciende la temperatura disminuye unos 6ºC por Kilómetro. La Estratosfera: Es la capa que sigue a la troposfera. En ella se encuentra la capa de Ozono, la cual absorbe la Radiación U. V. Al ascender por la Estratosfera, la temperatura aumenta. Es en esta etapa donde circulan los aviones.

La Mesosfera: Se ubica sobre la Estratosfera. Su temperatura es muy inferior a las capas anteriores, llegando a ser decenas de grados Celsius bajo cero a una altitud de 90 kilómetros. La mesosfera o Ionosfera: Es la capa que sigue a la Mesosfera, posee una temperatura que bordea los 1.000ºC y en ella se presentan altísimos valores de radiación solar, lo que provoca que los gases se conviertan en iones.

La Exosfera: Es la capa más externa y se encuentra sobre los 500 kilómetros de altitud. Su temperatura es muy variable, llegando a los 2.500ºC en el día y a los -270ºC en la noche. Presenta una densidad de gases muy baja.

Esta es una imagen de nubes en la Troposfera terrestre…

Nubes en la estratosfera…

la mesosfera en la orilla de la tierra, como la banda azul…

Los trasbordadores espaciales giran en la Termosfera…

La exosfera de color más oscuro es donde continúa el espacio…

GENERALIDADES. El aire, es una mezcla de gases. Los Gases atmosféricos ocupan espacio, La Atmósfera se expande y contrae. Tiene una densidad de aproximadamente 0.001293 g/cm3, ejerce presión, etc. Se ha demostrado que la Atmósfera en su totalidad tiene un peso de 5 × 1018 kg. Al nivel del mar la presión de aire es de 760mm de Mercurio, lo que equivale a un atmósfera, este valor se le denomina Presión Atmosférica Normal. El Agua condensada al llegar a una cierto valor en la Troposfera precipita, por lo cual se dice que se ha alcanzado el Punto de Saturación.

PROPIEDADES FÍSICAS. Compresibilidad: Se tiene que las moléculas en fase gaseosa están separadas por grandes distancias, lo que permite que los gases sean altamente compresibles. La presión dependerá del número de colisiones en un tiempo determinado por unidad de área y de la fuerza con la que las moléculas de gas golpean al recipiente (la temperatura es un indicador del movimiento aleatorio). Difusión: Corresponde a la mezcla gradual de moléculas de un gas a otro.

COMPOSICIÓN DEL AIRE. El Aire se compone principalmente de Nitrógeno, Oxígeno, Argón, Dióxido de Carbono e Hidrógeno. El Gas Oxígeno atmosférico es producto de la Fotosíntesis de vegetales y fitoplancton marino. A temperaturas normales, en Oxígeno es bastante inactivo, pero a temperaturas elevadas es muy reactivo. Es un comburente y oxidante fuerte. El Gas Hidrógeno es inodoro, incoloro e insípido. Es relativamente inerte a temperatura ambiente, pero con un pequeño encendido en presencia de Oxígeno provoca una violenta reacción que libera Vapor de Agua, por lo cual se considera un Combustible.

El dióxido de Carbono, es generado por la respiración celular y por las combustiones, es muy poco reactivo. Se le considera un óxido ácido, ya que al combinarse con agua forma ácido carbónico, acidificando la disolución. El Ozono (O3) es un gas incoloro de olor penetrante. Se produce en la Estratosfera por la radiación U.V. sobre las moléculas del Gas Oxígeno. Tiene un gran poder oxidante, por lo que se le utiliza como desinfectante de aguas y como decolorante de aceites y ceras. Es un contaminante en otras capas.

El nitrógeno es el gas que más abunda El nitrógeno es el gas que más abunda. Tiene una función de disminuir el poder oxidante del gas Oxígeno. Es importante para la síntesis de proteínas y en algunos casos reacciona con metales.

COMPOSICIÓN DEL AIRE Gas % de Volumen Nitrógeno N2 78% Oxígeno O2 20% Argón Ar 0.9% Dióxido de Carbono CO2 0.03% Hidrógeno H2 0.089%

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. La contaminación del aire comprende un cambio o variación en las sustancias que presenta disuelto. Esta contaminación es producto de erupciones volcánicas y otros fenómenos naturales, pero se deben principalmente a actividades humanas. Los Principales contaminantes corresponden a Óxidos de Carbono (COx), Óxidos de Azufre (SOx), Óxidos de Nitrógeno, Hidrocarburos (RH) y el Ozono (O3). También están presentes en el aire contaminado materiales particulados, los cuales corresponden a contaminantes de 0.01μm y 100μm de diámetro.

Estas partículas provienen de combustiones de motores e industrias, residuos de fertilizantes, polvo, cenizas, etc. Todos estos se consideran fuentes Antrópicas. La liberación de estos contaminantes originan una mezcla entre el material particulado y los gases contaminantes denominada Smog.

El SMOG. El Smog industrial es una mezcla rica en dióxido de azufre, cenizas y compuestos orgánicos que forman una densa capa gris en el cielo, la cual afecta la salud. El Smog Fotoquímico, es ocasionado principalmente por las emisiones vehiculares. Esta mezcla se forma cuando los Óxidos de Nitrógeno y los hidrocarburos (RH) liberados por los automóviles reaccionan con la radiación U.V. En estas reacciones el dióxido de Nitrógeno absorbe radiación U.V., con lo cual produce Ozono en la troposfera, un serio contaminante.

SMOG Y LA INVERSIÓN TÉRMICA. Los efectos del SMIG Fotoquímico se ven aumentados por el efecto de la Inversión Térmica, la cual consiste en la depositación de una masa de aire frío sobre las aglomeraciones urbanas como Santiago que impide una buena ventilación.

LA LLUVIA ACIDA. Ésta se forma por la disolución en el agua de lluvia del dióxido de Carbono acumulado, con lo cual se forma Ácido Carbónico, lo que disminuye drásticamente el pH de las precipitaciones. También se puede combinar con Dióxido de Azufre acumulado en el aire con Oxígeno, formándose Trióxido de Azufre, el cual posteriormente reacciona con Agua para formar Ácido Sulfúrico, compuesto que acidifica en gran parte la lluvia.

ADELGAZAMIENTO DE LA CAPA DE OZONO. La acumulación de gases contaminantes en la atmósfera producen el adelgazamiento de la capa de Ozono. Compuestos como los CFC (Clorofluocarbonos) utilizados en refrigeraciones y en la fabricación de espumas y propelentes de aerosoles, y los Haluros (compuestos formados por Cloro, Bromo y Flúor) son responsables de reacciones fotoquímicas que destruyen la capa de Ozono.

EL EFECTO INVERNADERO. El efecto de mayor escala de la acumulación de contaminantes atmosféricos es el Efecto invernadero. Éste consiste en que gases denominados Gases de invernadero como Dióxido de Carbono, Vapor de Agua, Metano, Óxido nitroso, Ozono y CFC reabsorben la radicación que la tierra devuelve al espacio (en forma de radiación infrarroja) y la devuelven a la tierra, provocando un aumento de temperatura en la atmósfera.

CONTAMINACIÓN DEL AIRE GAS ORIGEN EFECTO CO2 Combustiones completas Efecto invernadero y calentamiento global CO Combustión incompleta del petróleo y derivados Asfixia SO2 y SO3 Quema de combustibles sulfurados Irritante y Lluvia ácida NO y NO2 Combustiones en el aire Irritante RH Volatilización de combustibles Generan cancerígenos O3 Conversión catalítica Irritante y cancerígeno