UNA PEQUEÑA HISTORIA DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE

 

Por Eric Omaña

Introducción

 El planeta Tierra está formado por la litosfera, que es su elemento sólido, la hidrosfera, que es su elemento líquido y la atmósfera, que es su elemento gaseoso. La atmósfera, de abajo hacia arriba tiene varias capas, las dos primeras interesan para este discurso, la troposfera y la estratosfera, luego le siguen mesosfera, termosfera y exosfera.

 En la troposfera predomina el aire que conocemos, al menos el respirable así como el vapor de agua. En la estratosfera tenemos la capa de ozono que nos protege de las radiaciones ultravioletas y garantizan la vida en el planeta.

 El aire es de una mezcla de nitrógeno y oxígeno. Las proporciones para los seres humanos son: 78% de nitrógeno y 21% de oxígeno, pero también contiene gases nobles como el argón, neón, criptón o helio además de dióxido de carbono y vapor de agua.

 Cuando el aire que respiramos contiene material particulado o gaseoso decimos que ese aire está contaminado pudiendo producir efectos adversos a la salud; así, partículas de 2,5 micras de diámetro o menos pueden llevar hasta los alvéolos pulmonares e incorporarse a la corriente sanguínea como sucede con los componentes químicos del cigarrillo, donde se han identificado al menos a 69 sustancias cancerígenas diferentes. Partículas ultrafinas de diámetro menor 0,1 micras terminan formando parte del tejido pulmonar [1].

La importancia del tema nos la da la OMS al afirmar que “una de cada ocho muertes que suceden en el mundo se puede atribuir a la exposición a la contaminación atmosférica”, lo que constituye el riesgo ambiental para la salud más importante del mundo [2].

 La historia del aire

 La tierra se formó hace 4.500 millones de años, un mil millones después aparecen en la superficie de la Tierra las cianobacterias (conocidas antiguamente como "algas verdes-azuladas") que son un grupo de bacterias que obtienen energía a través de la fotosíntesis oxigénica, es decir producen oxígeno, como lo hacen las plantas.

 Estas bacterias son la que le dan el color al azul a nuestros mares y océanos, y con ellos al cielo aún continúan siendo el verdadero pulmón del planeta [3]. Las cianobacterias fueron el resultado de la evolución de bacterias que sólo consumían H2S al lograr colonizar el agua para formar su masa liberando oxígeno.

Hace 2.500 millones de años comenzó la Gran Oxidación dado que las bacterias ancestrales desarrollaron un método para fabricar azúcares del agua a partir del CO2 usando la energía del Sol. Esto es la fotosíntesis, que genera O2 como desecho y así comenzó la biomimesis, que es la estrategia que la naturaleza desarrolló desde un principio para la obtención de energía, producción de materiales, gestión de residuos y eficiencia en el transporte, algo que la especie humana aún no ha podido resolver.

Como las cianobacterias no consumen oxígeno, lo liberaron al aire por millones de años, y transformaron la atmósfera de la Tierra, de tal manera que la vida aeróbica comenzó con la revolución del O2. Los primeros homínidos son de hace sólo 7 millones de años, y los homos sapiens sapiens (nuestra especie) apenas tenemos 315 mil años sobre el planeta.

La historia de la contaminación del aire

Hace 1,5 millones de años, los homínidos empezaron a usar el fuego, siendo las cuevas donde se refugiaron testigos de las primeras escenas de contaminación del aire antropogénica. El fuego sin duda alguna permitió la complejidad de la estructura de la especie que somos hoy en día, pero igualmente nos facilitó un modo de producción diferente a la biomimesis de la naturaleza, donde un desecho de un proceso es la materia prima de otros procesos.

Hace 9 mil años comenzaron los primeros asentamientos humanos y las ciudades como tal son de apenas unos 5 mil años. Desde entonces la concentración de humanos irá paralela a todo tipo de contaminación, tanto del aire, del agua como del suelo. La quema de la madera era la principal fuente de contaminación del aire.

Desde el 1200 se intensifico la deforestación de los bosques para la construcción de naves marinas, además de viviendas, por lo que se recurrió al carbón para la calefacción ensuciando el aire al punto que, en el año 1400 en Inglaterra, el rey Eduardo creó una comisión para el control del uso de la calefacción en Londres.

En 1661, John Evelyn publica su panfleto Fumigum donde expone la relación de la “nube funesta” sobre Londres y el número de enfermedades fatales [4]. La revolución industrial, primero en China y luego en el mundo occidental impactó a la atmósfera no solo por la quema de carbón, sino por la deforestación de los bosques para proveer de energía a las ciudades en crecimiento desde la baja Edad Media. Y es entonces que aparecen las clásicas nieblas de Londres, espesas y amarillentas, que comenzaron en la década de 1840. Luego le siguen la invención del automóvil y la mejora del transporte, así como la radiactividad ocasionada por ensayos nucleares y las bombas atómicas de Estados Unidos, en la II Guerra Mundial contra cientos de miles de personas en Japón.

Episodios atmosféricos

Un episodio atmosférico ocurre en un período de tiempo determinado en el cual las condiciones meteorológicas provocan que los contaminantes del aire no puedan dispersarse, acumulándose en niveles peligrosos para la salud. Ya han ocurrido varios, entre los cuales se destacan:

•      1858: Londres (Inglaterra) contaminación de la ciudad por heces humanas y animales muertos.

•      1930: Valle del Mosa (Bélgica). Se producen 63 muertos y centenares de enfermos con afecciones pulmonares agudas por acumulación de compuestos sulfurosos, humos negros y ácido fluorhídrico.

•      1945: Hiroshima y Nahasaki (Japón). Estados Unidos descarga sendas bombas atómicas sobre estas ciudades matando en pocas horas a 300.000 seres humanos por contaminación radiactiva. Cientos de miles más murieron a posterior, pero Japón nunca las informó.

•      1948: Donora, en el estado de Pensilvania (Estados Unidos). Se registran 20 muertos y cerca de 6.000 enfermos sobre una población de 12.000 habitantes. La inversión térmica atrapó la contaminación de dos metalúrgicas del poblado: American Steel and Wire y Donora Zinc Works.

•      1952: Londres (Inglaterra). Fallecen 12.000 personas y se afectan 150.000 por el smog producido por la quema en los hogares de carbón ricos en azufre.

•      1982: Bophal (India). En una noche fallecen 5.000 personas y 500.000 más se intoxicaron por la fuga de isocianato de metilo (MIC) de una planta de Union Carbide (EE. UU.) paralizada. Con el paso de los años morirían 20 mil personas más.

•      1986: Chernobil (Ucrania). Fallecen 30 trabajadores, 200 más junto con personal de bomberos que fueron hospitalizados con secuelas graves, millones de personas del este de Europa recibieron lluvia radiactiva. Miles de niños nacieron con en Europa oriental con malformaciones. 

•      2011: Fukushima (Japón). Luego de un terremoto y su correspondiente tsunami, en la planta nuclear de Fukushima ocurren tres explosiones de hidrógeno y la liberación de contaminación radiactiva que acabó con la vida de más de 15.000 personas y el desplazamiento hacia otros lugares de 450.000 personas.

Para el 2014 Richard Heede publicó Carbon Majors [5] como resultado de una investigación que debe ser considerada en el análisis del problema por cuanto rastreó los registros históricos de producción de las empresas de energía para calcular su responsabilidad de cada una desde los inicios de la revolución industrial hasta 2010.

Desde el Climate Accountability Institute Heede determinó que, de las 90 entidades evaluadas, 50 empresas son privadas (como Chevron, ExxonMobil, BP y Shell), 31 empresas estatales (como Saudi Aramco y Gazprom) y 9 productores gubernamentales de naciones como China y la antigua Unión Soviética, y que todas ellas tuvieron un aporte del 63% de la contaminación global del aire en ese período.

La importancia de este estudio es que dejamos de echarnos la culpa individual y se llegó así a los verdaderos responsables de fenómenos como el cambio climático, que tiene que ver con la quema de combustibles fósiles: el capital industrial y financiero internacional.

Clasificación de los contaminantes del aire: primarios y secundarios. Efectos

 Veamos, los contaminantes atmosféricos primarios se liberan directamente desde distintas fuentes perfectamente identificables, ya sean naturales o antropogénicas.

Los contaminantes primarios interaccionan unos con otros en la atmósfera en función de las condiciones meteorológicas (viento, temperatura, radiación y humedad), formando los contaminantes atmosféricos secundarios, mediante reacciones químicas entre contaminantes ya presentes, llamados precursores, o entre estos y los constituyentes normales del aire.

 Por su parte, hay otra clasificación en función del origen:

 •         Fuentes naturales: se generan por procesos que ocurren en la naturaleza sin influencia directa de los seres humanos, además forman parte de los ciclos propios del planeta. Las emisiones provienen de fuentes que no se pueden controlar, como los volcanes.

•         Fuentes antropogénicas: se generan por nuestras actividades y poseen mayor importancia que las emisiones provenientes de la naturaleza por concentrarse donde está alojada la mayoría de la población. Un factor importante es que estas pueden y deben ser controladas.

Existen muchos tipos de contaminantes atmosféricos químicos que repercuten en la atmósfera y la salud. Diariamente, un humano inhala unos 8.000 litros de aire, y en condiciones de trabajo físico fuertes unos 10.000 litros, y con ellos un coctel de agentes nocivos en forma de gases, vapores y partículas en suspensión, algunos están regulados como indicadores de la calidad del aire, entre ellos:

•         Partículas en suspensión.                   

•         Óxidos de nitrógeno (NO- NO₂)

•         Amoníaco (NH₃) 

•         Dióxido de Azufre (SO₂)

•         Monóxido de Carbono (CO)

•         Ozono troposférico (O₃)

•         Compuestos orgánicos volátiles (COV)   

Algunos efectos sobre la especie humana [6]

Es larga la lista de estos efectos, entre ellos podemos destacar:

•         Enfermedades respiratorias agudas.

•         Asma bronquial y bronquitis.  

•         Efectos fisiológicos y psicológicos.

•         Enfermedades de la piel.

•         Cáncer.

 Algunos efectos sobre el ambiente

Los efectos sobre el ambiente más conocidos son:

•         Smog fotoquímico.

•         Cambio climático.

•         Destrucción de la capa de ozono estratosférico.

•         Eutrofización de los cuerpos de agua.

•         Acidificación de los cuerpos de agua.

•         Destrucción de la vegetación, terrestre y marina.

Algunos efectos sobre los materiales

Algunos efectos sobre los materiales más destacados son:

 •         Corrosión de metales.

•         Corrosión de aleaciones de cuproníquel.

•         Destrucción de contactos eléctricos y sistemas electrónicos.

•         Decoloración y destrucción de fibras textiles.

•         Envejecimiento y agrietamiento de cauchos y elastómeros.

•         Daños en pinturas plásticas, papel y fibras textiles.

•         Cáncer de piedra (en las estatuas de yeso).

Evaluación de la calidad del aire

 Como hemos establecido en nuestro sistema C-E-C (caracterizar, evaluar y controlar), se debe tener la mayor información posible de los contaminantes del aire, para (sentido común) lograr que los procesos que pueden generar contaminantes del aire, emitan tales contaminantes por debajo de las llamadas concentraciones “permitidas”.

 En ese sentido, se cuenta con una serie de arreglos que combinan equipos de campo y equipos de laboratorios. Hagamos referencia solo a los que arriba mencioné como ejemplos:

 •         Partículas en suspensión (PM10, PM2.5, Totales). Se emplea para la toma de muestra la Bomba de muestreo de alto flujo (high vol) con Ciclón o Impactador y filtros de membrana (PVC, Fibra de vidrio o Teflón). Luego las muestras analizadas con Balanza Analítica de Precisión (Método Gravimétrico: pesaje antes y después).

•         Óxidos de nitrógeno (NOx). Muestreo con Tubos absorbentes con trietanolamina o Muestreadores pasivos (difusores), analizados por Espectrofotometría Visible o Cromatografía Iónica.

•         Amoníaco (NH₃). Para el muestreo se emplea Tubos de sílice gel tratados con ácido sulfúrico o Impinger (frasco lavador de gases) con solución ácida, y para el análisis se lleva la muestra a la Espectrofotometría (Método de Nessler) o Electrodo de ion.

•         Dióxido de Azufre (SO₂). La captura se puede lograr con Impinger con solución de tetracloromercuriato de potasio o filtros impregnados. El análisis requiere de Cromatografía Iónica o Valoración (Titulación) química.

•         Monóxido de Carbono (CO). Muestreo con Bolsas Tedlar (muestreo integrado) o Lectores de lectura directa (sensores electroquímicos), y para el análisis empleamos Cromatografía de Gases con detector FID (con metanizador) o Infrarrojo no dispersivo (NDIR).

•         Ozono troposférico (O₃). Captura con Muestreadores pasivos o filtros de fibra de vidrio recubiertos con nitrito. Para el análisis se emplea Espectrofotometría de Absorción UV o Cromatografía Iónica.

•         Compuestos orgánicos volátiles (COV). Muestreo con Tubos de Carbón Activado o Tenax (desorción térmica) y bombas de bajo flujo. Análisis con Cromatografía de Gases acoplada a Espectrometría de Masas (GC-MS). 

Como podemos apreciar no son nada fáciles estos sistemas de evaluación, pero si muy costosos por lo que significan los equipos, en especial los de laboratorio.

 Equipos de control

 Las normativas que se sucedieron luego de la Conferencia de NN. UU. sobre el Ambiente Humano realizada en Estocolmo en 1972 generaron leyes para el control de la contaminación en todo el mundo, Venezuela no escapó a esa tendencia, creando por esos años un Ministerio del Ambiente.

 En EE. UU. para el año 1963 se promulgó una ley del aire limpio (Clean Air Act), siguiendo el ejemplo de Reino Unido que promulgó una ley similar en 1956, luego del episodio de Londres de 1952, arriba mencionado, en el cual murieron más de 12.000 personas. Esas leyes y otras reglamentaciones locales obligaron a introducir equipos de control de la contaminación del aire. Menciones algunos de los más usados:

 Para la contaminación generada por fuentes fijas como los contaminantes particulados (sólidos o líquidos) con diámetro menores a una de micras o inferiores (polvo, smog, humo, aerosoles) y para contaminantes gaseosos se emplean lavadores húmedos, en el cual las corrientes de aire poluído entran en contacto con neblinas de agua que separan los materiales de esas corrientes de aire. Al final, a su vez el agua deberá recibir un tratamiento para separar los contaminantes en las aguas servidas.

 Para la contaminación generada por fuentes fijas de contaminantes particulados mayores a una micra, se han desarrollado los sedimentadores gravitacionales (para partículas de 50 y más micras de diámetro), separadores centrífugos, incluyendo los ciclones, filtros de tela y el precipitador electrostático (para partículas de 2 micras, aproximadamente) [7].

 El diseño e instalación de estos sistemas de control de la contaminación del aire proveniente de fuentes fijas, requiere de personal experimentado, pero sucede muchas veces, que alguna gente, porque cree que ser ingeniero basta para diseñar, se aventura y logra por lo general sistemas altamente ineficientes.

Propuesta académica para ampliar el tema

Esta pequeña historia invita a revisar los artículos de este blog que se complementan entre ellos y con este nuevo aporte al blog, ellos son: La pequeña historia de la química [8] y Una pequeña historia de la contaminación [9]. Les aseguro que estas lecturas le motivaran a profundizar en el tema y adoptar una postura militante para contribuir a detener la próxima extinción de las especies,  

Normativa de control

Como país, Venezuela es prolija en normativas jurídicas y técnicas para la evaluación y control de la contaminación del aire, desde la carta republicana en adelante, incluyendo convenios internacionales refrendados por la república. Hagamos el listado correspondiente, quizás no completo:

q  Constitución de la República Bolivariana de Venezuela. Capítulo IX de los derechos ambientales.

q  Convenio de Ginebra sobre la Contaminación atmosférica transfronteriza a gran distancia (1979).

q  Convenio de Viena sobre Protección de la capa de Ozono (1985).

q  Convenio de Kyoto sobre Limitación y reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (aprobado en 1997 y entro en vigor 2005).

q  Convenio de Estocolmo sobre Contaminantes orgánicos persistentes (2001).

q  Acuerdo de París sobre Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (2015).

q  Ley Orgánica para la Ordenación del territorio publicada en la Gaceta Oficial  N° 3.238 del 11-08-1983.

q  Ley Orgánica del Ambiente. Gaceta Oficial de la República de Bolivariana de Venezuela Extraordinaria No. 5.833 del 22-12-2006. (Deroga la Ley Orgánica del Ambiente publicada en Gaceta Oficial de la República de Venezuela No. 31.004 del 16-06-1976).

q  Ley de la calidad de las aguas y aire publicada en la Gaceta Oficial N°6.207 del 28-12-2015.

q  Decreto No. 1.257 de fecha 13-03-96, por el cual se dictan las Normas sobre Evaluación Ambiental de Actividades Susceptibles de Degradar el Ambiente.

q  Decreto No 4.335 relativo a las Normas para Regular y Controlar el Consumo, la Producción, Importación, Exportación y Uso de Sustancias Agotadoras de la Capa de Ozono, Gaceta Oficial Nº 38.392 del 7-03-2006.

q  Decreto No 638 de fecha 26/04/95, por el cual se dictan las Normas sobre Calidad del Aire y Control de la Contaminación Atmosférica. Gaceta Oficial de la República de Venezuela No. 4.899 Extraordinario del 19-05-1995.

q  Decreto No. 2.673, por el cual se dictan las Normas sobre Emisiones de Fuentes Móviles. Gaceta Oficial de la República de Venezuela N° 36.532 del 4-09-1998.

q  Resolución N°334 de fecha 30-11-98, emanado del Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables, por la cual se dictan Normas Relativas a la Certificación de Emisiones Provenientes de Fuentes Móviles. Gaceta Oficial de la República de Venezuela No. 36.594 del 2-12-1998.

q  Decreto N°1.235 de fecha 28-02-96, por el cual se dicta el Reglamento del Aire. Gaceta Oficial de la República de Venezuela No. 35.917 del 11-03-1996.

q  COVENIN 2060:1996 Determinación de la concentración de las partículas totales suspendidas en la atmósfera.

q  COVENIN 2635:89 Partículas sedimentables en la atmósfera. Determinación de la concentración.

q  COVENIN 3159:1995 (ISO 42226:1993). Calidad del aire. Aspectos Generales. Unidad de medición.

q  COVENIN 1649:1996. Chimeneas y Ductos. Determinación de la ubicación y número mínimo de puntos de muestreo.

q  COVENIN 1831:1998. Chimeneas y Ductos. Determinación de humedad de los gases.

q  COVENIN 1832:1989. Gases de combustión. Determinación de las concentraciones de dióxido de carbono, oxígeno, monóxido de carbono y peso molecular.

q  COVENIN 1833:1998. Chimeneas y Ductos. Determinación de la velocidad promedio y el flujo volumétrico de las emisiones gaseosas.

q  COVENIN 1671:1988. Fuentes estacionarias. Determinación de ruido

Referencias

[1] OIT. (1988). Enciclopedia de Salud y Seguridad en el Trabajo, 4.ª Edición. Disponible en línea.

[2]. OMS. (2014). 7 millones de muertes prematuras anuales relacionadas con la contaminación del aire. Disponible en https://www.who.int/es/news/item/25-03-2014-7-million-premature-deaths-annually-linked-to-air-pollution

[3] Michael Marshall (2015) ¿Cómo se creó el aire que respiramos? BBC.

https://www.bbc.com/mundo/noticias/2015/07/150709_vert_earth_oxigeno_tierra_lp

[4]. Evelyn, John (1661). Fumifugium o la inconveniencia del aire y del humo diseminado de Londres. Disponible en https://es.scribd.com/doc/269308732/05070025-EVELYN-Fumifugium-o-La-Inconveniencia-Del-Aire-y-Del-Humo-Diseminado-en-Londres

[5] Heede, Ricard. (2014). "Tracing anthropogenic carbon dioxide and methane emissions to fossil fuel and cement producers, 1854–2010" Climatic Change. Volume 122, pages 229–241, disponible en https://link.springer.com/article/10.1007/s10584-013-0986-y

[6] Boldo, Elena (2016). La contaminación de aire. Ed. Catarata, Madrid. Disponible en línea.

[7] Omaña, Eric. (2007). Salud, Seguridad y Ambiente. Mimeografiado. Universidad Bolivariana de Venezuela. Caracas

[8] Omaña, Eric (2025). Pequeña historia de la química o como el capitalismo eliminó la “neutralidad” científica, disponible en: https://naturaytrabajo.blogspot.com/2025/03/pequena-historia-de-la-quimica-o-como.html

[9] Omaña, Eric (2024). Una pequeña historia de la contaminación, disponible en:https://naturaytrabajo.blogspot.com/2024/06/una-pequena-historia-de-la-contaminacion.html