CONTAMINACION DEL AIRE

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6. CONTAMINACION DEL AIRE 
6.1 INTRODUCCION 
EJ hombre adulto en promedio intercambia 15 kg de aire al d ia, en compara­
cion con menos de 1,5 kg de alimentos 0 alrededor de 2,5 kg de agua (OMS, 
1976). Durante mucho tiempo el hombre disfruto del aire sin preocuparse 
lo.suficiente por su calidad, ya sea porque Ie parecia que estaba buena 0 por­
que no entendia (ni entiende) muchos de sus efectos. EI proceso de urbaniza­
cion e industrializacion ha concentrado las emisiones de contaminantes atmos­
tericos en unas zonas muy reducidas. Para escapar al "smog" se debe ir al 
campo, lejos de lef "civilizacion" y de la industrializacion. Las residencias 
urbanas tienen altos niveles de concentracion de contaminantes atmosfericos 
provenientes de trilfico automotor, industrias, estufas a gas, cigarrillos, aeroso­
les y productos de limpieza.. A media que la gente se desplaza al campo, hu­
yendo del aire viciado de las ciudades, el problema de la mala calidad del aire 
se va extendiendo mas sin respeto de frontera alguna. 
EI objetivo de este capitulo consiste en describir el aire que nos rodea y su 
fragilidad, identificar algunos de los contaminantes y de sus fuentes, enume­
rar algunos de los efectos que la contaminacion del aire tiene sobre las perso­
nas, los bienes y los ecosistemas, revisar los sistemas de control aplicables. 
AI tener un mejor conocimiento del problema'de la calidad del aire se pueden 
tomar posiciones mas serias con respecto a su mejoramiento. 
6.2 EL AIRE QUE NOS RODEA 
La composicion de la atmosfera terrestre no es fija; hace miles de ailos se 
componia principal mente de hidrogeno, metano y amonfaco gaseoso, Gra­
dual mente la fotosintesis y la respiracion aerobica de los organismos vivos 
cambiaron la composicion del aire de tal manera que su composicion es aproxi­
madamente la que aparece en la Tabla 22. EI aire es una mezcla que consiste 
aproximadamente en un 78% de nitrogeno, 21 % de ox {geno y algo menos del 
1% de argon. Estos elementos, unidos a 0,03% de anh fdrico carbonico, for­
man el 99,99% del aire seco; completan el total vatios elementos gaseosos 
104 Ans, FaG, Nat. Minas, Medellin (Colombia), No. 60,1985. ' AM, Fac. Nal. Minas, Medellin {Colombia), No. 60, 1985. 
105 
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Temperatura (0 K ) 
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Ans. Fae. Nal., M!na~. Medel! in (Colombia). No, 60. 1985. 
centrad ones indeseables de contaminantes. Para un determinado patron de 
vientos la turbulenda sera mayor sobre colinas empinadas oedificios altos 
que en un terreno plano. La condidon meteorologica de inversion de tempe­
ratura en la que una capa de aire relativamente caliente se superponea una 
capa frfa, origina turbulencia mInima y una pronunciaaa estabilidad atmosfe­
rica. Las inversiones pueden afectar a una region bastante extensa y cuando 
persisten durante varias horas, 0 inc1uso dias, tienden a elevar las concentra­
dones de contaminantes debido a la falta de turbulencia. 
6.3 CONTAMINANTESATMOSFERICOS 
La contaminacion del aire es la presencia de solidos, IIquidos, 0 gases en con­
centraciones nodvas para las personas, los animates, la vegetacion 0 los mate­
riates, 0 que interfiere con la comodidad del goce de la vida. Existen dos ti­
pas principales de contaminantes del aire: primarios y secundarios. Un conta­
minante primario es una sustancia que se agrega directamente al aire y sa pre­
senta en una concentradon nociva; puede ser un componente natural del aire 
que sobrepasa la concentracion normal como el dioxido de carbono, 0 puede 
ser algo que no se encuentra normal mente en el aire, como los componentes 
de plomo. Un contaminante secundario es una sustancia qu {mica nociva que 
se forma en la atmosfera a traves de una reaccion qu {mica entre los compo­
nentes del aire. Los problemas serios 0 agudos de contaminacion del aire se 
presentan general mente sobre una ciudad u otra area que emita niveles altos 
de contaminantes durante un perfodo de calma del aire. 
Todos los contaminantes del aire se pueden inc1uir en una de las siguientes 
categorlas: 
- Oxidos de Carbono: CO, CO2 
- Oxidos de azufre: S02' S03 
- Oxidos de Nitrogeno: N2 0, NO, N02 
- Hidrocarburos. (Compuestos orgiinicos que contienen carbonoe hidrogeno): 
metano (CH4 ). butane (C4 Hi 0), benceno (C6 H6 ). . 
_ Oxidantes fotoqu (micos: Ozono (0 3 ). PAN (un grupo de peroxyacetilnitra­
tos), y varios aldeh (dos. . . 
- Part{culas: (partlculas solidas 0 gotas ifquidas suspendidas en airel: humo, 
polvo, hollin, asbestos, partlculas metalicas (berilio, plomo, cad­
mio), aceites, sales y su Ifatos. 
- Otros compuestos inorganicos: asbestos, acido ffuorhldrico (HF), acido 
sulfidrico (H 2 S), amon(aco (NH 3 ), acido 
sulfurico (H 2 S04 !. acido nitrico (HN03 ) . 
Ans. Fae. Nal. Minas. Medellin (Colombia). No. 60. 1985, 107 
centraciones indeseables de contaminantes. Para un determinado patron de 
vientos la turbulencia sera mayor sobre colinas empinadas 0 edificios altos 
que en un terreno plano. La condid6n meteorol6gica de inversion de tempe­
ratura en la que una capa de aire relativamente caliente se superponea una 
capa fda, origina turbulencia minima y una pronunciada estabilidad atmosfe­
rica. Las inversiones pueden afectar a una region bastante extensa y cuando 
persisten durante vadas horas, 0 incluso d ias, tienden a elevar las concentra­
dones de contaminantes debido a la falta de turbulenda. 
6.3 CONTAMINANTES ATMOSF ER ICOS 
La contaminaci6n del aire es la presencia de s61idos, I iquidos, 0 gases en con­
centraciones nocivas para las personas, los animales, la vegetacion 0 los mate­
riales, 0 que interfiere con la comodidad del goce de la vida. Existen dos ti­
pos principales de contaminantes del aire: primarios y secundarios. Un conta­
minante primario es una sustancia que se agrega directamente al aire y se pre­
senta en una concentraci6n nociva; puede ser un componente natural del aire 
que sobrepasa la concentraci6n normal como el di6xido de carbono, 0 puede 
ser algo que no se encuentra normal mente en el aire, como los componentes 
de plomo. Un contaminante secundario es una sustancia qu imica nociva que 
se forma en la atmosfera a traves de una reacci6n qu (mica entre los compo­
nentes del aire. Los problemas serios 0 agudos de contaminacion del aire se 
presentan general mente sobre una ciudad u otra area que emita niveles altos 
de contaminantes durante un perfodo de calma del aire. 
Todos los contaminantes del aire se pueden incluir en una de las siguientes 
categor fas: 
- Oxidos de Carbono: CO, CO2 
/' 
- Oxidos de azufre: 502 , 503 
- Oxidos de Nitrogeno: N2 0, NO, N0 2 
_ Hidrocarburos. (Compuestos organicos que contienen carbonoe hidrogeno): 
metano (CH 4 ), butano (C4 HI 0), benceno (C6 H6 ). . 
_ Oxidantes fotoquimicos: 	Ozono (0 3 ), PAN (un grupo de peroxyacetilnitra­
tos), y varios aldeh{dos. 
- Partlculas: (partlculas s61idas 0 gotas IIquidas suspendidas en airel: humo, 
polvo, hollin, asbestos, part(culas metalicas (berilio, plomo, cad­
mio), aceites, sales y sulfatos. 
- Otros compuestos inorganicos: asbestos, acido fluorh (drico (H F), acido 
sulffdrico (H 2 5), amonfaco (NH 3 ), acido 
sulfurico (H 2 504 ), acido n(trico (HN0 3 ). 
Ans. Fac. Nal. Minas. Medellin (Colombia), No. 60, 1985. 107 
... 
- Otros compuestos organicos: pesticidas, herbicidas, varios alcoholes y aci· 
. dos, y otros qu {micos (tinturas). 
- Sustancias Radioactivas: Tritio, radon. 
- Calor, problematico principal mente en lugares de trabajo. 
- Ruido: Algunos autores 10 consideran como un tipo de contaminacion 
por Sl solo. 
Desde el punto de vista del control, los contaminantes gaseosos del aire inclu· 
yen todas aquellas sustancias que son gases a temperatu ra y presion normal 
como tambien los vapores de sustanciasque son I iquidas 0 solidas a condicio· 
nes normales. Entre los contaminantes gaseosos principales se incluyen el 
monoxido de carbono, los hidrocarburos, el acido sulffdrico, los oxidos de 
nitrogeno, el ozono y otros oxldantes, y los oxidos de azufre. Ademas se debe 
agregar el dioxido de carbono debido a su potencial efecto sobre el clima. 
Se considera material particulado en suspension todas las particulas solidas 
o I fquidas que se hallan en laatmosfera. EI diametro es menor de unas 40 
micras y diffcilmente se sedimenta. 
Los contaminantes particulados.se pueden clasificar como: 
Polvos 
Particulas solidas producidas en el manejo 0 procesamiento de material como 
carbon, cenizas y cemento. Tambien se puedegenerar en una operacion meca· 
nica como los trabajos de madera; 0 pulimento de piezas metalicas por medio 
de arena. EI polvo consiste de particulas grandes, por ejemplo, el polvo de 
cementa tiene unas 100 micras de diametro. 
Humos Metalicos 
Unas partfculas solidas, frecuentemente son oxidos metalicos, formados por 
la condensacion de vapores por sublimaci6n, destilaci6n, calcinaci6n 0 proce­
sos de reacci6n qu rmica. Por ejemplo los oxidos de zinc y de plomo se pro· 
ducen en procesos de altas temperaturas. Las particulas en los humos son bas· 
tante pequeFias, con diametro de 0,03 a 0,3 micras. 
Neblina 
Consiste de particulas I iquidas formadas por la condensacion de un vap0.r, y 
quizil por reaccion qu imica. Como un ejemplo se encuentra la formacI on 
de las neblinas de acido sulfurico: 
S03 (gas) __2_20_C_ 
Ans. Fae. Na!. Minas, Medell{n (Colombia), No. 60, 1985', 108 
EI trioxido de azufre se licua porque su punto de roclo es de 22° C y las part(· 
culas de S03 son higroscopicas. Las neblinas van de 0,5 a 3,0 micras en dia­
metro. 
Humo 
Solo se incluye bajo este nombre las particulas producidas en la combustion 
incompleta de materiales carbonaceos Las partlculas de humo tienen diame­
tros desde 0,05 hasta 1 micra aproximadamente. 
Roc(os 
Partlculas Ifquidas formadas por la atomizacion dellfquido generador. El dia­
metro puede.ir de 10 a 500 micras. 
6.4 FUENTES DE CONTAMINACION DEL AIRE 
Si se mira la cantidad de cada uno de los contaminantes principales emitidos 
al aire, el contaminante numero uno es el monoxido de carbono y la fuente . 
principal de contaminaci6n es el automovil, segun se puede observar en la. 
Tabla 23. Se debe hacer la salvedad de que estos datos corresponden a Estados 
Unidos y la situacion puede ser bien diferente en otros paises. No sepuede 
juzgar la importancia de un contaminante atmosferico en la base de la canti­
dad total de emisi6n, sino que se debe considerar que tan nocivo es para la 
salud humana. Cuando se considera esto, los peores contaminantes son los 
, 	 oxidos de azufre y las partlculas, dejando el ultimo lugar para el monoxido 
de carbono. En cuanto a las fuentes las emisiones mas altas provienendel 
transporte, pero los peores efectos sobre la salud provienen de las plantas 
termicas y las industrias. . 
No siempre se puede inspeccionar y medir cada efluente para estimar la cali­
dad del aire en una zona determinada. Algunos procesos individuales se han es­
tudiado y disponen de factores de emision. De esta manera se puede estimar 
la' emision de estos procesos. Los factores de emision son solo estimativos 
para los procesos estudiados, y se deben utilizar con cautela. 
Plantas termicas 
En promedio seestima que una planta termica que queme carbon produce 
SA kilogramos de partlculas por tonelada de carbon quemada. La'A represen­
ta el porcentaje de cenizas del carbon. Si A es 10 por ciento la emision an­
tes del equipo de control sera 8 x 10,0 080 kg de particulas por tonelada 
de carbon. Las plantas termicas producen tambiEf!n contaminantes gaseosos. 
'Para plantas de menos de 10 x 106 BTU/hora (3 MW) se estiman las siguientes 
emisiones en libras por tonelada de carbon quemado: 
Ans, Fac, Nal, Minas. Medellin (Colombia), No. 60, 1985, 109 
http:puede.ir
http:particulados.se
EI trioxido de azufre se lidia porque su punto de roelO es de 22° C y las part'· 
culas de S03 son higroscopicas. Las neblinas van .de 0,5 a 3,0 micras en dia­
metro. 
Humo 
Solo se incluye bajo este nombre las partlculas producidas en la combustion 
incompleta de materiales carbOnikeos Las particulas de humo tienen diame· 
tros desde 0,05 hasta 1 micra aproximadamente. 
Rocios 
Particulas I iquidas formadas por la atomizaciondell iquido generador. EI dia­
metro puedeir de 10 a 500 mieras. 
6.4 FUENTES DE CONTAMINACION DEL AIRE 
Si se mira la cantidad de cada uno de los contaminantes principales emitidos 
al aire, el contaminante numero uno es el monoxido de carbono y la fuente 
principal de contaminacion es el automovil, segun se puede observar en la 
Tabla 23. Se debe hacer la salvedad de que estos datos corresponden a Estados . 
Unidos y la situacion puede ser bien diferente en otros parses. No se puede 
juzgar la importancia de un contaminante atmosferico en la base de la canti­
dad total de emision, sino que se debe considerar que tan nocivo es para la 
salud humana. Cuando se considera esto, los peores contaminantes son los 
oxidos de azufre y las part(culas, dejando el ultimo lugar para el monoxido 
de carbono. En cuanto a las fuentes las emisiones mas altas provienendel 
transporte, pero los peores efectos sobre la salud provienen de las plantas 
termicas y las industrias. .' .. 
No siempre se puede inspeccionar y medir cada efluente para estimar la cali­
. dad del aire en una zona determinada. Algunos procesos individuales se han es­
tudiado y disponen de factores de emision. De esta manera se puede estimar 
la emision de estos procesos. Los facto res de emision son solo estimativos 
para los procesos estudiados, y se deben utilizar con cautela. 
Plantas termicas 
En promedio se estima que una planta termica que queme carbon. produce 
8A kilogramos de particulas por tonelada de carbon quemada. La'A represen· 
ta el porcentaje de cenizas del carbon. Si A es 10 por ciento la emision an· 
tes del equipo de control sera 8 x 10,0 0 80 kg de particulas por tonelada 
de carbon. Las plantas termicas producen tambien contaminantes gaseosos. 
Para plantas de menos de 10 x 106 BTU/hora (3 MW) se estiman las siguientes 
emisiones en libras por tonelada de carbon quemado: 
Ans. Fac. Nal. Minas, Medellin (Colombial. No. 60, 1985. 109 
Aldehfdo (HCHOl 0,005 
MonOxido de Carbono 50 
Hidrocarburos (CH 4 ) 10 
Oxidos de Nitrogeno (N02 l 8 
Oxidos de Azufre (S02 ) 38S 
S es el porcentaje de azufre en el carbOn. La capacidad calorica del carbon 
es de unos 28000 BTU por kilogramo. 
TABLA 23. 	Importancia relativa de los principales contaminantes y sus fuen­
tes en los Estados Unidos en 1975. 
Por contaminante 
Emisiones anuales 
Porcentaje 
del total Rango 
Efecto sobre la salud 
Porcentaje 
del total Rango 
Oxidos de azufre 
Particulas 
Oxudos de Nitr6gerio 
Hidrocarburos 
MonOxido de Carbono 
12,9 
9,7 
8,6 
13,1 
55,7 
3 
4 
5 
2 
1 
34,6 
27,9 
18,6 
17,7 
1,2 
1 
2 
3 
4 
5 
Total 100,0 100,0 
" Por fuente 
Combustion estacionaria 16,9 2 43,0 1 
Industria 15,3 3 25,7 2 
Transporte 54,5 1 22,2 3 
Quemas de agricultura 7,3 4 4,4 4 
DisposiciOn de basuras 4,2 5 3,0 5 
Miscelfmeas 1,8 6 1,7 6 
Total 100,0 	 100,0 
Los otros combustibles utilizados en las plantas termicas son el gas natural y 
el fuel oil. Las emisiones son sustancialmente diferentes de las presentadas 
antes. La capacidad calOrica es de unos 42000 STU/kg para el gas y 39500 
BTU/kg del Fuel oil. Para estimar las emisiones de estas plantas se puede uti­
lizar la informacion disponible en la "Compilation of Air Pollutant Emission 
Factors" (EPA, 1977). 
AutomOviles 
Los factores de emision para automoviles sin ningun control se presentan en 
la Tabla 24. Estas emisiones se basan en velocidades promedias de 40 km/hora 
no 	 Ans. Fac. Nal. Minas, Medell in (Colombia). No, 60, 1985. 
en areas urbanas", ,Las emisiones de los automovilesvarian grandementede­pendiendo de la altura de lacilidad y de las condiciones locales de! trMico. ' 
A velocidades 'mas altas hasta unos 50 km/hora se obtienenlas emisiones 
mas bajas de hidrocarbu ros' y'mon6xido de carbono~' Las emisiones para los' 
motores dieselse dan en la Tabla 25e Indican Que enalgunas cl:jtegoriasson 
mejores que los mCltores a gasolina,' ' , , 
TAB LA 24. F actores de ernisi6n. para automovilessin control 
Tipo de Emis!6n . " kg por 1000 
. km-veh(culo 
kg por 1000 
, galonesde gasolina 
Aldehfdos (HCHO) , .0,1 2 
. Monoxido de carbono .' ' 46,7 1150 
Hidrocarburos (e) 3,5 100 ' 
Oxidos de Nitrogeno (N02 ) 
Oxidos de Aiufre (S02) 
2,4 
0,.2 
55 
5 
Part fcu las' ·0,3 6 
TABLA 25. Factores de emisi6n para motores diesel 
. '. . 
Tipo de Emisi6n , kg porl000 galones 
, de combustible diesel' 
Aldehldos (HCHU) . 	 5 
Mon6xido de Carbono 	 30'·' 
Hidrocarburos 	 70 
Oxidos de Nitr6geno (N02) 	 110 
Oxidos de Azufre (S02 ) 	 20 
Partfculas 	 55" 
Hay factores de emision para muchas otras situaciones y para procesosindus­
triales. ' Estosfactores se pueden consultar en el libro de.la EPA (1977) sobre 
, compilacionde Factoresde Emisi6n). . . . . 
'6.5 NORMAS DE CAUDAD DEL AIF:l E 
Basados en los efectosde Gontaminantes sobre lasalud humana yen el tiempo 
de residencia de los contaminantes en :el.aire los gobiernosestablecenlas nor­
mas de caUdad parael aim ambiental. Estas normas especifican los niveles 
maximos permisibles para cada tipodecontaminarite, porencima de estos nj~ 
veles se .pueden presentar efectos nocivos para la salud.Las. norrnascolombia­
. na5 ,5e 'prE:!sentan en, la Tabla 26.. Las normas primari?s se· han disefiado para 
Ans. Fac. Na!. Minas, Medellin (Colombia). No. 60,1985. 111 
'. 	 en areas urbanas.Las emisiones de los automovilesvarfan grandementede­
pendiendo de la altura de laciudad Y de las condiciones locales deltrMico. 
A velocidadesmas altas hasta unos 50 km/hora se obtienen las emisiones 
mas bajas de hidrocarburos' y'mon6xidode carbono: Las emisiones para los 
motores dieselse dan en la Tabla 25 e indican que en algunas categorias son 
mejores q'ue los motores a gasolina. ". ~ ;, . . ":;... .. 
.: 
TABLA 24. Factores deemisioriparaautombvilessin c6ntrol .' 
~ 
Tipo de Emisi6n . kg por 1000 kg por 1000 
.' km-veh{culo . galones de gasolina 
Aldehfdos (HCHO) .0,1 2 
Mon6xido decarbono 46,7 .1150 
Hidrocarburos (C) . 3,5 100 
, Oxidos de Nitr6geno (N02 ) 2,4 55 
Oxidos de Azufre (50 2 ) 0,2 5 
Particulas' ,0,3 6, 
TABLA 25. Factores de emisi6n para motores diesel 
Tipo d~ Emisi6n kg parl 000 galones 
. de combustible diesel' 
Aldehidos (HCHU) 	 5 
Mon6xido de Carbono 	 30 
'. 	 Hidrocarburos . 70 
Oxidos de Nitrogeno (N02 ) 110 
Oxidos de Azufre (502 ) 20 
Part{culas . 55 • 
Hayfact:6resde emision para muchas otras situacionesy pa;a procesos'indus­
triales. Estosfactores se puedenconsultar en ellibro de.la EPA (1977) sobre 
compilaclonde Factores de Emision)~' '.. . 
.. 	 . 
. 6.5 NORMA5 DE CAUDAD DELAIRE' 
Basadose~ los efectos de contaminantes sobre la salud humana yen el tiempo 
de residencia de los contaminantes en elaire los gobiernosestablecenlas nor­
mas de calidad para el aire ambiental. Estas nornias especifican los niveles 
maximos permisibles para cada tipode contaminarite, por encima de estosni: 
veles se,pueden presentarefectos nocivos para la salud. ·Las norll1ascolombia­
• nas .sepresehtan en. la Tabla 26. Las: normas pdmariasse'han di:enado para 
Ans. Fac. Nal. Minas, Medellin (Colombial. No. 60.1985. 111 
Estas corresponden ados tipos principales de smog, el industrial y el·foto­
qu fmico respectivamente .. Las carac:terfsticas se resumen en la Tabla 27. 
TAB LA 27. Tipos basicos de smog 
rCaracter isti ca gris cafe. 
Industrial Fotoqu i mico 
Ciudades Tfpicas 
Clima 
Contaminantes 
principales 
Fuentes 
Importantes 
Perfodos de 
problemas 
Londres, Chicago 
Frio, humedo 
S02, particulas 
In d u stria y casas, 
combustion de 
petroleo y carbon 
Invierno (manana) 
Medellin, 'Los Angeles 
Templado, seeD . 
0 3 , PAN, aldehfdos, 
NO~, CO 
Veh feu los de 
combustion a 
gasolina 
. Veranos (mediod fa) 
Formacion del Smog Industrial 
Se presenta en las ciudadesdonde se quema carb6n y petr61eo para calefac­
ci6n, manufactura y energfa ehktrica. Estos combustibles desprenden dos ti­
pos de contaminantes: partfculas (solidas 0 IIquidas en suspensi6n en el airel, 
· que Ie dan a las ciudades el aspecto grisaceo, y oxidos de azufre (50 2 y 504 ) . 
Que son los principales ingredientes parael smog industrial. . , 
· EI carbon y el petr6le~ contienen pequenas cantidades (0,5-5 por cientop~r 
peso) de azufre como impurezas. Cuando se.quema el combustible, el azufre 
reacdona con· el oxido para producir S02' Este gas sale de las chimeneas y 
entra a la atmosfera. A los pocos dras se convierte en 50 3 , que reacciona de 
inmediato con el agua del aire paraforinar gotas de acidosulfurico (H 2 S04 ), 
Esta neblina acida se come los metales y otros materiales y puede irr:itar y le­
sionar los pulmones. Tambien produce 10 que se conoce como lIuvia acida co­
· mun en el Nordeste de E EUU yen Escandinavia. Esta precipitacionacida des­
truye parte de la vida acucWca, cosechas y arboles y disuelve algunos nutrien­
tes del suelo. I ronicamente, mejor control de las emisiones de partfcu las puede 
aumentar la Iluvia acida. EI hollfn tiendea ser alcalino y por 10 tanto neutrali­
za el acido sulfurico .. 
Algunas de las gotas de H2 504 reaccionan con NH3 de laatmosfera para for­
mar sulfato de amonio. Gotas de H2 S04 y otros qu{micos que se pueden 
Ans. Fac. Nat Minas. Medellin (Colombia), No:60, 1985. 113 
114 
inhalar se adhieren a estas partlculas de sulfato de amenia produciendo 10 
que se considera la amenaza mas seria de la contaminacion de aire a la salud 
humana. (Desastres de Londres, 1952, 1956; Donora, Pensilvania, 1948; 
. New York, 1965) .. 
Formaci6n del Smog Fotoquimico 
Ciudades de clima cafe, como los Angeles, Ciudad de Mexico Buenos Aires 
Medell in, tienen climas calidos V secas, V la fuente principa( de contamina: 
cion del aire es el motor de combustion interna. A temperaturas normales el 
nitrogeno (N2 } V el ox fgeno (02) que forman la mayor parte de la atm6s­
fera no reaccionan entre sf, pero a las temperaturas que se presentan dentro 
del motor de combustion interna reaccionan para producir el oxido n itrico 
{NO}, que se descarga a la atmosfera. Una vez aliI el oxido nitrico reacciona 
con el ox {geno para formar di6xido de nitrogeno (N0 2 ), un gas cafe amari­
Ilento con un olor pungentee irritante responsable por el color cafe del aire 
de las ciudades. 
Tipicamente eldioxido de nitrogeno permanece en la atmosfera por cerca de 
. tres dras. De la misma manera que el 502 se convierte en H2 S04 , pequenas 
cantidades de N02 forman HN0 3 que se puede precipitar como lluvia acida. 
EI acido n itrico de la atmosfera puede reaccionar con el amon faco para for· 
mar part feu las de nitrato de amonio, que caen a la superficie terrestre 0 se 
lavan con las lIuvias. 
La mayor parte de los problemas de contaminacion del aire con los oxidos 
de nitrogeno se presentan cuando la radiacion ultravioleta del sol hace que 
reaccionen con los hidrocarburos gaseosos provenientes de gasolina derramada 
o parcial mente quemada. Esta reaccion forma una mezcla compleja de conta­
minantes nuevos que se Haman oxidantes fotoqu imicos. Estos oxidantes 
forman con otros compuestos, 10 que se llama smog fotoqu imico. Esta mez­
cia incluve ozono V un numero de compuestos similares al gas lacrimogeno, 
que se conocen colectivamente como PAN (peroxi-acetilnitratos). Trazas de 
estos compuestos en el aire producen irritacion en los ojos V danos a las cose­
chas; 
A pesar de que es conveniente distinguir entre el smog fotoqu imico V el in· 
dustrial, la mayor parte de las ciudades sufren de ambos tipos de contamina· 
cion del aire. 
6.7 CLlMA, TOPOGRAFIA Y CONTAM INACION DEL AIR E 
La frecuencia V gravedad delsmog industrial V fotoqu fmico en una area de· 
terminada depende del clima, la topografia, el trafico, la densidad de la po­
bladon V la industria. La tabla 28 presenta un resumen de los efectos del cli­
rna V la topograffa en la contaminacion del aire. 
Ans. Fac. Nal. Minas; Medellfn (Colombia). No. 60,1985. 
TABLA 28. Efectos del Clima V la Topografla en la Contaminacion del Aire. 
Caracterfstica Efecto 
Precipitacion Limpia el aire. 
Humedad Disuelve muchos contaminantes. 
Brillo solar . I nicia la formacion del smog fotoqu imico. 
Viento Disminuve contaminacion cerca de la fuen­
te pero. la puede lIevar a otras regiones. 
Presion Atmosferica Presiones atmosfericas altas mantienen la 
contaminacion en una area. 
Montafias V Colinas Afecta dispersion de contaminantes por re­
duccion de vientos . 
Valles Atrapa los contaminantes· 
Un efecto climatico que intensifica mucho los efectos de los contaminarites 
d:1 aire es la inversion termica. EI aire caliente se enfrfa al ascender Vexpan­
dlrse. Pero bajo ciertas condiciones climaticas V topograficas el aire fresco V 
denso puede quedar atrapado debajo de una capa de aire caliente. En efecto 
se conforma una tapa 0 cubierta termica sobre la region V los contaminantes 
se pueden acumular lentamente hasta niveles peligrosos, V adn fatales. La ma­
vor parte de los desastres de contaminacion de aire se presentan debido a 
inversiones termicas prolongadas. Los rayos solares no pueden penetrar a las 
capas inferiores para crear una capa de aire caliente que pueda ascender V 
ademas hay una gran produccion de contaminantes en el valle. Generalmente 
las inversiones termicas duran unas pocas horas {en la manana}, pero ocasio­
nalmente sistemas de alta presion atmosferica permanecen sobre una ciudaeJ 
durante varios dias. 
6.8 EFECTOS DE LA CONTAIVlINACION DELAIRE 
De una manera similar a la contaminacion de agua los efectos de la contamk 
nacion del aire se pueden clasificar en las siguientes categorias: . , 
Efectos Esteticos 
Reduccion de la visibili.dad ~ue noes solo antiestetico sino que es peligroso 
para el transporte por alre, tierra V agua. Las manchas V decoloracion de es· 
tatuas, textiles V edificios crean muchas veces reclamos por parte de la pobla­
ci.on. Ciertos gases malolientes interfierEm con el disfrute de la vida V 'Ia pro­
pledad. Entre estos gases se incluven iJcido sulfidrico aldehfdos fenoles 
polisulfuros V algunas olefinas. ' . . ' , , 
Ans. ~ac. Nal. Minas, Medellin {Colombia}, No. 60,1985. 115 
"TABLA 28. Efectos del Clima y la Topografla en la Contaminacion del Aire. 
Caracteristica Efecto 
Precipitacion 
Humedad 
Brillo solar 
Vienta 
Presion Atmosterica 
Montanas y Colin as 
Valles 
Limpia el aire. 
Disuelve much os contaminantes. 
Inicia la formacion del smog fotoqu(mico. 
Disminuye cantaminacion cerca de la fuen­
te perQ. la puede Ilevar a otras regiones. ' 
Presiones atmosfericas altas mantienen la 
contaminacion en una area. 
Afecta dispersion de contaminantes por re­
duccion de vientos. 
Atrapa los contaminantes' 
,Un efecto climatico que intensifica mucho los efectos de los contaminfmtes 
del aire es la inversion termica. EI aire caliente se enfria al ascender y expan­
dirse. Pero bajo dertas condiciones climaticas y topogrMicas el aire fresco y 
dense puede quedar atrapado debajo de una capa de, aire caliente. En efecto 
se conforma una tapa 0 cubierta termica sobre la region y los contaminantes 
5e pueden acumular lentamente hasta niveles peligrosos, y aun fatales. La rna· 
yor parte de los desastres de contaminacion de aire se presentan debido a 
inversiones termicas prolongadas. Los rayos solares no pueden penetrar a las 
capas inferiores para crear una capa de aire caliente que pueda ascender y 
ademas hay una gran produccion de contaminantes en el valle. Generalm'ente 
lasinversianes termicas duran unas pocas haras (en la manana), pero ocasio.· 
nalmente sistemas de alta presion atmosferica permanecen sabre una ciudad 
durante varios dias. 
6.8 EFECTOS DE LA CONTAMINACION DEL AIRE 
De una manera similar a la contaminacion de agua los efectos de la contami­
nacion del aire se pueden clasificar en las siguientes categorias: 
Efectos Esteticos 
Redu.ccion de la visibilidad que noes solo antiestetico sino. qu~ es peligroso 
para el transporte par aire, tierra y agua. Las manchas y decaloracion de es­
tatuas, textiles y edificios crean muchas veces reclamas por parte de la pobla­
cion. Ciertos gases malolientes interfierim con el disfrute de la vida y'la pro­
piedad. Entre estos gases se incluyen aeido sulffdrico, aldeh fdos, fenoles, 
polisulfuras y algunas olefinas. ' 
Ans. ~ac. Nal. Minas, Medellin (Colombia), No. 60, 1985: 115 
116 
Efaetos Econbmicos . 
Dano a la propiedad. Corrosion de metales; deterioracion acelerada de edifi­
cios y monumentos. EI mayor dano a los materiales y a la propiedad 10 produ­
cen los oxidantes fotoqufmicos, particulas y oxidos de azufre. Elprincipal 
dana ocurre cuando los oxidos de azufre se convierten en gotas de acido sulfu· 
rico altamente destructivas. Por ejemplo, las estatuas de marmol y los materia· 
les de construccion como caliza, marmol, granito y pizarras se decoloran y son 
atacadas por el acido sulfurico (y el n{trieo). Esto ha hecho que algunos de 
los monumentos histodcos mas bellos del mundo se hayan deteriorado mas 
durante los ultimos 40 anos que en los 2000 anos pasados. TambiE~n se presen­
tan manchas de hoflin y polvo debido a la contaminacion presente en el aire. 
EI acido sulfurico, al dioxido de azufre, los oxidos de nitrogeno, el acido n f­
trieo y algunas partfculas aceleran grandemente la corrosion de metales es­
pecialmente acero, hierro y zinc. EI acido sulfurico y el ozona atacan y dete­
rioran el caucho, el cuero, papel, algunas fibras textiles (algodon, rayon y 
nylon) y pintura. 
Efeetos sobre la Vida Vegetal y Animal 
Manchas en las hojas y caida de las mismas; disminucion en los rendimlentos 
de las cosechas en la tasa de fotosfntesis; efectos nocivos en el sistema nervio­
so central y respiratorio de los ani males. 
lVluchas plantas son sensibles a concentraciones altas y bajas de S02, ozono y 
PAN. Frutales, vegetales, citricos, papas, tomates, arvejas, marz, lechugas 
son algunos ejemplos de plantas que sufren mucho con Is contaminaciol) del 
aire. Ha habido casos de destruccion de grandes extensiones de bosques en 
areas muy amplias alrededor de plantas industriales muy contaminantes. Uno 
de los contaminantes atmosfericos que mas afectan la vida animal es el fluor 
el cual causa deterioro de los dientes y de los huesos. Tambien se sabe de en­
venenamiento de ganado, caballos y ovejas con plomo y arsenico. 
Efeetos en la Salud Humana 
Deficiencia de ox fgeno en la sangre, irritacion de los ojos; irritacion y danos 
al sistema respiratorio; cancer. La contaminacion del aire coloca una gran 
amenaza y exige un gran esfuerzo del sistema respiratorio, 10 cual aumenta la 
morbilidad y mortalidad. 
Oficialmente casi nadie muere por contaminacion del aire. Son muy contados 
los desastres como el de Bhopal (I ndia) a fines de 1984 cuando mas de 2500 
personas murieron directamente por una emanaci6n de gases t6xicos de una 
planta industrial. l'Jormalmente los certificados de defuncion dicen bronquitis 
cronica, enfisema, cancer del estomago, 0 ataque del corazon a pesar de que 18 
contaminacion del aire haya sido el factor principal. La correlacion entre la 
contaminacion de aire y la saludse dificulta par: 
~ns. Fac. Nal. Minas, Medellrn (Colombia). No. 60,1985. 
- La cantidad y variedad de contaminantes . 
- La dificultad de detectar contaminantes nocivos a concentraciones extre­
madamente bajas. 
- La interacci6n sinergetica de los contaminantes. 
- La dificultad de aislar factores nocivos unicos cuando Is geme se expone a 
tantos qu fmicos daninos durante tanto tiempo. 
- La paca confiabilidad de los registros de enfermedad y muerte. 
I 
- Las causas multiples y los largos tiempos de incubacionde enfermedades 
tales como enfisema, bronquitis, cancer y deficiencias cardiacas. 
Problemas en la extrapoblacion de datos de laboratorio a los humanos. 
La contaminacion del aire sa ha relacionado directamente con sufrimientos 
y n;uertes por enf?rmedades del corazon, enfermedades cronicas respiratorias, 
y cancer del pulmon. Todas estas enfermedades se acentuan grandemente con 
el habito de fumar de amplios sectores de la poblacion. Tambien se sabe • 
de dafios gemHicos producidos por la contaminacion del aire (radiacion 
pesticidas, herbicidas y otras sustancias toxicas). , 
Disrupeion de Eeosistemas 
La calima, el polvo, el humo y el holl in reducen la cantidad de energfa solar 
(luz ultravioleta) que alcanza la superficie terrestre. Las emisiones de aeraso­
les de los aviones jet tambh~n interceptan algunos de los rayos solares y des­
truyen la capa de ozono. Sin embargo, la radiacion solar que alcanza la tie­
rra como energfa lum (nica se absorbe e irradia nuevamente a la atmosfera 
como energfa calorica (jnfrarroja). Pera el dioxido de carbono de la parte 
inferior de la atmosfera tiende a atrapar esta radiacion infrarroja, produciendo. 
U(l calentamiento de la atmosfera (efecto del invernadero). Por 10 tanto la 
reducci6n en la radiacion solar 0 efecto deenfriamiento de las part(culas en 
suspension es contrarrestado por el efecto de calentamiento del dioxido de 
carbono. Todavfa no se sabe cual de estos dos efectos prevalecera. 
La contaminacion del aire, natural 0 antropogenica, afecta el clima de otras 
maneras. EI polvo y otro material particulado del aire provee los nucleos 
alrededor de los cuales se realiza la condensacion, formando las gotas de"agua 
y jugando un papel importante en las distribuciones de las lIuvias. 
6.9 MEDICION DE LA CAUDAD DEL AIRE 
La medicion de la calidad del aire se complica debido a la carencia del cono­
cimiento de 10 que es aire limpio. En la naturaleza no se encuentra aire puro 
Ans. Fae. Nal. Minas, Medellin (Colombia), No. 60, 1985: 117 
- La cantidad y variedad de contaminantes . 
- La dificultad de detectar contaminantes nocivos a concentraciones extre· 
madamente bajas. 
- La interaccion sinergetica de los contaminantes. 
- La dificultad de aisJar factores nociV05 unicos cuando la gente se expone a 
- tant05 qUlmlcos daninos durante tanto tiempo. _ __ 
La poca confiabilidad de los registros de enfermedad y muerte. 
, 
- Las causas multiples y los largos tiempos de incubacion de enfermedades 
tales como enfisema, bronquitis, cancer y deficiencias card iacas. 
- Problemas en la extrapoblacion de datos de laboratorio a los humanos. 
La contaminacion del aire se ha relacionado directamente con sufrimientos 
y muertes por enfermedades del corazon, enfermedades cronicas respiratorias, 
y cancer del pulmon. Todas estas enfermedades se acentuan grandemente con­
-el habito de fumar de amplios sectores de la poblacion. Tambien se sabe 
-dedafios geneticos producidos por la contaminacion del aire (radiacion, 
pesticidas, herbicidas y otras sustancias toxicas). 
Disrupcion de Ecosistemas 
La calima, el polvo, el humo y el holl in reducen la cantidad de energia solar 
{Iuz ultravioletal que alcanza la superficie terrestre. Las emisiones de aeroso­
.Ies de los aviones jet tambien interceptan algunos de [os rayos solares y des­
truyen la capa de ozono. Sin embargo, la radiacion solar que alcanza la tie­
rra como energfa luminica se absorbe e irradia nuevamente a la atmosfera 
como energfa caloriea (infrarroja). Pero el dioxido de earbono de la parte 
inferior de la atmosfera tiende a atrapar esta radiaci6n infrarroja, produciendo 
un calentamiento de la atmosfera (efeeto del invernadero). Por 10 tanto la 
-reduccion enla radiacion solar 0 efecto de'enfriamiento de las part (culas en 
suspension es contrarrestado por el efeeto de calentamiento del dioxido de 
carbono. Todavfa no se sabe cual de estos dos efeetos prevaleeera. 
La contaminacion del aire, natural 0 antropogenica, afecta el clima de otras 
maneras. EI polvo y otro material particulado del aire provee los nucleos 
alrededor de los cuales se realiza la condensacion, formando las gotas de agua 
y jugando un papel importante en las distribuciones de las lIuvias. 
6.9 MEDICION DE LA CAUDAD DEL AIRE 
La ll1edicion de la cali dad del ai re se complica debido a la carencia del eono­
cimiento de 10 que es aire limpio. En la naturaleza no se encuentra aire puro 
Ans. Fac. Nal. Minas. Medellin {Colombia!. No. 60.1985: 117 
pues se encuentra polen, niebla, etc. Las mediciones de la calidad del aire 
caen en una de las tres clases siguientes: 
6.9.1 Mediciones de las Emisiones 
Esto se llama muestreo de chimenea cuando se analiza una fuente estaciona· 
ria. Se perfora un agujero en la chimenea v·se toman las muestras de material 
particufado V los gases para someterlos a ammsis. Es una labor que requiere 
personal altamente calificado se si desea obtener resultados satisfactorios y 
muestras representativas pues se requiere que la muestra sea tomada isocine· 
ticamente, esto es la velocidad del aire en el muestreador debe ser igual a su 
velocidad en la chimenea. EI muestreo de las fuentes moviles es mas dificil 
aun porque las emlsiones son muv variadas, los focos son multiples V la fuente 
se mueve. 
6.9.2 Mediciones Meteorol6gicas. 
Estas mediciones se necesitan para estimar como V por. que los contaminan· 
tes viajan desde la fuente hasta el receptor. Se mide la velocidad V direccion 
del viento con 10 cual se preparan las rasas de viento. Una rosa de ,tiento es 
una representaciongrafica de las frecuencias que tienen los vientos soplando 
desde una direccion determinada. Tambien se mide el perfil de temperatura 
de la atmosfera. Normalmente la atmosfera se enfrfa 1° C/1 OOm, V las desvia­
ciones de este gradiente dan una indicacion de una dispersion mejor 0 peor de 
los contaminantes del aire. Cuando el gradiente de temperatura es menor de 
1° C/100 m se tienen 10 que se denomina una inversion termica. Las inversio­
nes termicas dificultan la dispersion de contaminantes hacia arriba. La distan­
cia del piso ala capa de inversion termica se llama altura de mezcla, cuando 
esta es corta los niveles de contaminacion son mas pronunciados. 
6.9.3 Calidad del Aire Ambiental 
La mayor preocupacion debe ser por la calidad del aire ambiental. Casi.toda 
la evidencia de efectos sobre la salud se basa en estas medici ones. La observa­
cion V medicion de la calidad del aire puede dar.la voz de alarma para impe­
dir mavores efectos sobre la salud. En terminos generales la calidad del aire 
se mide por medio de instrumentos que detectim particulas 0 gases. . 
lVledici6n de Partfculas 
Las mediciones de la deposicion de polvos son las mas sencillas para evaluar 
la calidad del aire. EI polvo se recoge en unas vasijas parecidas a tazones 0 
baldes. EI periodo de muestreo para estos tazones de deposicion generalmen­
te es de 30 dras. Los resultados se reportan como tonelada de polvo deposi­
tada/kilometro cuadrado-3D dias. Estas cifras suministran informacion del pro­
medio general de la calidad de aire, V tambien localizan las areas problema­
ticas. 
118 Ans. Fac. Nal. Minas, Medellin (Colombia), No. 60,1985. 
EI Reflectometro es el metodo utilizado p~r la Red Panaire V el que se usa ge: 
. neralmente en Medel! In. EI aparato se disei'io para pasar entre 1,5 V 2,25 m2 
de aire a. traves del·filtroen las 24 haras que generalmente dura el muestreo 
(WHO, 1976).' Despu.es de tomada la muestra se mide la"reflectancia en un 
reflectometroque ha sido calibrado para leerl00cuando usa un 'filtro'limpio·. 
En algunos ensavos realizados en Medellin se ha conclufdo que este metoda 
subestima considerablemente las concentraciones comparadas con el metoda 
del Hi-vol (Arenas, 1984).' >:, ,'" .. , . .'. " .' ". " ' 
Ejemplo 
Se ha tornado una muestrade partfculas p~r medio del reflectometro. La lec­
tura dio una reflectancia de 60 por ciento. EI flujo total de aire fue de 2,0 m3en 24 horas V el area del filtro es de 20cm 2 ;, Para una reflect<.incia del 60 p~r 
"ciento se tienen'una concentracion superficial (S) de 45.ug/cm2 (este valorse 
obtiene en una'cUnia de calibracion quees diferente para cad a reflectometro). 
La con'centracion ,superficial se relaciona,con laconcentracion ambii:mtal par 
medio dela,siguente ecuacion. ' ,. '.~.' .' .' :, . 
"'... " " j
" ",'" 
45 x 20 -. . 
=----'-. -= 450.u g/m3. 
~ 2 jO" 
(Esta' concerhraci6n 'ex cede la norma colombiana' de 400 .ug/m3 en24 horas). 
• • ';' , , ' : '.' 'I'" " r , "..... .. " .,' I • f ~ ~ " ".:'.'.,.' ".," • . , 
E~istelialgunos' 6tros metodos paraeI' muest'reode material particul~do, que 
nose detallaran.:Son estos los'muestreadoresde cinta de pa'pel V los colee: 
tofesi!!erclal~s.,~, .,;' ,:' -;"," ' .. ' 
Medicion de los Gases 
La co~centracion de gases se expresa como microgramos de gas p~r metro cu­
bico de volumen de muestra, a presion V temperatura nc>rmal. Otro m.etodo 
dE! gran .acep~acion. paraexpre,sar. las ,c:;onqentr!lciiones, de gases, en el'~ire es 
partes'po'r millon'por-volumen (ppm). En estudiosde calidad deagua tam­
boen seutilizan ppm'pero por peso' {mg!l= ppm):" " , .. , , ", ". 
Es posible realizar la conversion de ppm a .ug/m3 si se conoce'la for~ula'qu'r-' 
mica'?!,se,tiene 1 mol ?eun gas,a t~,mperatur? ambil:mt~ (25~G:I.y ~}j;tm~sfe~a 
de preSion, este ocupara un volumende 24,5 htros. Se tlenelo slgulente: 
Peso molecular x 1000/24,5 = (pg/m3) /(ppm) 
Ejemplo .. 
';~~frma colombiana pj'jra.S02 ; esdEL~~d.ug/~S~'lcJ,~l esesta Q'brin~ e,':l 
120 Ans. Fae. Nat Minas, Medellin (Colombia). No. 60,1985, 
(32 + 16 + 16) x 1000/24,5::: 100/(ppm) 
100 x 24,5 
= 0,038 ppm 
64 X 1000 
Los gases se pueden recolectar de la atmosfera va sea p~r adsorcion 0 absor­
cion. La adsorcion es un fenomeno superficial; y general mente se utiliza car­
bon activado como el adsorbente. Casi siempre el carbon se cu bre can un qu (­
mico que reeolecta el gas para amilisis posterior 0 sufre una reaccion quimica 
con cambio de color suministrando de esta manera una estimacion directa de 
la concentracion del gas. 
La absorcion disuelve 0 atrapapor algun otro medio quimico el gas en un Ii­
qui do. EI equipo mas usado es un "burbujeador" ya que los gases burbujean 
a traVElS de los Ifquidos recolectores. 
Algunos. gases se pueden recolectar p~r simple disolucion en un I fquido y 
analizando este despues por medios qu imicos. Por ejemplo, S02 se disuelve 
facilmente en agua, mientras que el nitrogeno y el CO2 son poco solubles. 
No tiene sentido utilizar agua para capturar el nitrogeno y el CO2 por diso: 
lucion. . 
Muchos gases se recolectan por el burbujeo a traves de un qu fmico que reac­
ciona con el gas. P~r ejemplo, el bu rbujeo de SO 2, a traves de peroxido de 
hidrogeno produce la siguiente reaccion: 
502 + H2 0 2 -+ H2 S04 
quees muy fuerte, rapida e irreversible. Ademas, el addu sulfurico no es vola-. 
til y muy facil de medir (titulacion con una solucion basica conocida). 
La mayor ia de los burbujeadores no son 100% eficientes. En otras palabras 
el I iquido no absorbe todo el gas y alguno escapa. Obviamente esto crea pro­
blemas Va que general mente se necesita determinaciones cuantitativas. La ma­
VOrla de los burbujeadores se calibran para determinar sus eficiencias, vestos 
valores se utilizan para corregir los resultados. 
Las tecnicas de absorcion tambien se utilizan para anal isis continuo. EI gas 
que se. evalua se mezcla con reactivos y automatica y continuamente pasaa 
traVElS de una seccion de medicion que generalmente es una determinacion 
fotometrica. Casi todos los contaminantes del aire se pueden medir continua­
mente. Sin embargo, estos sistemas, sin excepcion, son mas costosos que los 
burbujeadores.. . . . '. 
6.10 CONTROL DE LA CONTAMINACION DELAIRE 
No es diflcil ver como el airese ha convertido en el cesto ubicuo para muchos 
desechos. Por anos el hombre ha estado arrojando desechos al aire, y estos 
Ans. Fae. Nal. Minas. Medellin (Colombia), No. 60,1985. 121 
http:Despu.es
(32 + 16 + 16) x 1000/24,5 = 100/(ppm) 
100 x 24,5 
----- = 0,038 ppm 
64 x 1000 
Los gases se pueden recofectar de fa atmosfera ya sea· por adsorcion 0 absor­
cion.. La adsorcion es un fenomeno superficial; y general mente se utiliza car- . 
bon activado como el adsorbente. Casi siempre el carbon se cubre con un qu (­
mico que recolecta el gas para amilisis posterior 0 sufre una reaccion qu fmica 
con cambio de color suministrando de esta manera una estimacion directa de 
la concentracion del gas. 
La absorcion disuelve 0 atrapa por algun otro medio qufmico el gas en un If­
quido. El equipo mas usado es un "burbujeador" ya que los gases burbujean 
a traves de los IIquidos recolectores. 
Algunos gases se pueden recolectar por simple disolucion en un I fquido y 
analizando este despues por medios quimicos.· Por ejemplo, S02 sedisuelve 
facilmente en agua, mientras queel nitrogeno y el CO2 son poco solubles. 
Notiene sentido utilizar agua para capturar el nitrogeno y el CO2 por diso­
lucion. 
Muchos gases se recolectan por el bu rbujeo a traves de un qu im ico que reac­
ciona con el gas. Por ejemp/o, el burbujeo de SO 2, a traves de peroxido de 
hidrogeno produce la siguiente reaccion: 
S02 + H2 O2 -l> H2 S04 
que es muy fuerte, n:ipida e irreversible. :Ademas, el acido sulfUrico no es vola­
til y muy facil de medir (titulacion con una solucion oasica conocidaL 
La mayoria de los burbujeadores no son 100% eficientes. En otras palabras 
el I fquido no absorbe todo el gas y alguno escapa. Obviamente esto crea pro­
blemas ya que general mente se necesita determinaciones cuantitativas. La rna­
voda de los burbujeadores se calibran para determinar sus eficiencias, vestos 
valores se utili zan para corregir los resultados. . 
Las tecnicas de absorcion tambien se utilizan para analisis continuo. EI gas 
que se. evalua se mezcla con reactivos y automatica y cOf:1tinuamente pasa a 
traves de una seccion de medicion que generalmente es una determinacion 
fotometrica. Casi todos los contaminantes del aire se pueden medir continua­
mente. Sin embargo, estos sistemas, sin excepcion, son mas costosos que los 
bu rbujeadores. 
6.10 CONTROL DE LA CONTAMINACION DELAIRE 
No es diffcil ver como el aire se ha convertido en el cesto ubicuo para muchos 
desechos. Por anos el hombre ha estado arrojando desechos al aire, y estos 
Ans. Fae. No!. Minas, Medellin (Colombia), No. 60,1985. 121 
122 
, contaminantes han "desaparecido" con el viento. Por 10 tar:to! es ~na t!~n. 
sidon muy diHcil forzar repentinamente a la gente para que limite las emiSIO­
nes. yes casi imposible conseguir que paguen por ello. 
Se necesita reducir las emisiones de S02 y part leu las debido a sus efectos n~­
Givos para el smog industrial. Son medidas costosas y a vece? .muy c0!llph­
cadas por la interrelacion con otros facto res tales como la cnsls energetlca. 
Hay solo una ciudad que ha obtenido ur: buen exito en la lucha contra la 
contaminacion del aire: Londres. Otras cludades han hecho grandes esfuer­
zos pero no han obtenido los frutos deseados. 
6.10.1 Correcci6n en la Fuente 
Frecuentemimte la solucion mas facil para· un problema de contaminacion 
del aire consiste en parar el proceso cu Ipable. Un.:: vez de que se. ha tomado 
la decision de que el proceso es necesario, el ,ingemero debe consldera.r la po­
sibilidad de controlar las emisiones p~r camblos en el proceso. Por eJemp~o, 
si los' automoviles son los culpables de los alto~ niv~les de plomo en .el .alre 
de las ciudades, la solucion mas razonable conslste slmplemente en ellmmar 
el plomo de la gasolina. 5e ha corre~ido~a fuente y s~ ~a r~~uelto el proble­
ma Ademas del cambio en la matena prima, una modlflcaclon en el. pr~ceso 
pu~de producir los resultados deseados. Por ejemplo, se sabe que los Inclme~~. 
dores municipales apestan por sus malos olores. Estos se pueden .c~mtro ar a· 
cilmente si los incineradores se operan a una temperatura 10 suflclentementealta para oxidar completamente el material organico que prod~ce los olores. 
Sajo el supuesto de que esta operaci6n a alta temperatura es poslble, entonc~s ' 
es muy razonable cambiar el proceso para obtener el control deseado en a 
contaminacion de aire . 
Para el control de las emisiones de oxidos sulfurosos y partfculas se recomien· 
dan una de las siguientes acciones. . 
- Reducir el mal usa de la energfa. 
- Cambiarde combustibles fosiles a otras fuentes de energia tales como la 
nuclear, solar, viento, hidnJulica. 0 geotermica. 
- Uso de carbon gaseoso y Ifquido en vez del carbon solido, 
- Usar transporte masivo. 
- Cambiar a carros menos contaminantes. '. 
- Cambiar a combustibles fbsiles de mas bajo contenido de azufre 0 remover· 
do antes de la combustion. 
EI smog fotoqu (mico se reduce con el control de e~isi.ones de I.::s automovi· 
les y otras fuentes moviles.Se recomiendan las sigulentes acclones en las 
fuentes. ' 
Ans. Fee. Nal. Mines; Medell(n IColombia!. No. 60. 1985, 
- Reducir utilizacion del automovil. 
- Desarrollo de sistemas de transporte masivo. 
- Desarrollo de motores menos contaminantes y mas eficientes: ,elEktrico, 
de turbina, Rankine y Stirling. 
Uso de combustibles mas limpios para los motores de combustion interna: 
gas natural, baterfas, hidrogeno I fquido. 
- Mejorar la eficiencia del combustible con buenos disefios y tamafios meno­
res. 
Modificar el motor de combustion interna: buena carburaci6n inyecci6n 
de combustible, y motores de carga"estratificada (Honda). 
l 
6.10.2 Recolecci6n de Contaminantes 
A menudo el problema mas serio en el control de la contaminacibn del aire es . 
la recoleccion de los contaminantes para poder tratarlos. Los carros son con-. 
taminadores notorios, pero solo porque las emisiones no se pueden recolec­
tar. Si se pudiera recoger todas las emisiones en una estaci6n central su trata­
miento serla mas razonable que el control para cada carro individual.' 
Una de las soluciones al problema de gases contaminados consiste en recir­
cularlos y quemarlos nuevamente. Esto se ha utilizado en carros con moto­
res de combustion interna, 10 que ha eliminado la necesidad de instalar apara­
tos de tratamiento. 
Uno de los problemas mas serios para controlar la contaminacion del aire 
proviene de las emisiones fugitivas; contaminantes a traves de las ventanas, 
puertas, techos, y hendiduras de las paredes. No siempre se resuelve el pro. 
blema por la instalacion de un equipo de control, sino que muchas veces se 
necesita extraer un flujo total de aire de la planta. 
6.10.3 Sistemas de Tratamiento de Contaminantes 
La seleccion del sistema de tratamiento requiere el acoplamiento entre las 
caracterfsticas del contaminante y las capacidades del aparato de controL 
Es importante tener en cuenta que los tamafios de los contaminantes de! aire 
tie'nen un rango de muchos ordenes de magnitud, y p~r 10 tanto no es razo­
nable esperar que un aparato de control sirva para todos lostipos de conta­
minantes. Ademas, las caracterfsticas de las emisiones determinaran el usc de 
algunos aparatos. Por ejemplo el 503 se puede lavar con rociados de agua, 
pero el acido sulfurico que se produce presenta serios problemas de corrosion. 
Aparatos nuevos aparecen todos los d fas en el mercado. La siguiente es una 
lista de aquellos que mas se utilizan. 
Ans. Fee. Nal. Minas. Medellin (Colombia), No~ 60,1985. 123 
http:moviles.Se
r 
- Reducir utilizacion del automovil. 
- Desarrollo de sistemas de transporte masivo. 
- Desarrollo de motores menos contaminantes y mas eficientes: ehktrico, 
de turbina, Rankine y Stirling. 
- Uso de combustibles mas Iimpios para los motores de combustion interna: 
gas natural, baterias, hidr6geno I fquido. 
- Mejorar la eficiencia del combustible con buenos disefios y tamafios meno­
res. 
Modificar el motor de combustion interna: buena carburacion, inyeccion 
de combustible, y motores de cargaestratificada (Honda). 
6.10.2 Recoleccion de Contaminantes 
A menudo el problema mas serio en el control de la contaminacion del aire es . 
la recoleccion de los contaminantes para poder tratarlos. Los carros son con· 
taminadores notorios, pero solo porque las emisiones no se pueden recolec­
tar. Si se pudiera recoger todas las emisiones en una estacion central, su trata­
miento seria mas razonable que el control para cada carro individual. 
Una de las soluciones al problema de gases contaminados consiste en recir­
cularlos y quemarlos nuevamente. Esto se ha utilizado en carros con moto­
res de combustion interna, 10 que ha eliminado la necesidad de instalar apara­
tos de tratamiento. 
Uno de los problemas mas serios para controlar la contaminacion del ai re 
proviene de las emisiones fugitivas; contaminantes a traves de las ventanas, 
puertas, techos, y hendiduras de las paredes. No siempre se resuelve el pro· 
blema por la instalacion de un equipo de control, sino que muchas veces se 
necesita extraer un flujo total de aire de la planta. 
6.10.3 Sistemas de Tratamiento de Contaminantes 
La seleccion del sistema de tratamiento requiere el acoplamiento entre las 
caracteristicas del contaminante y las capacidades del aparato de control. 
Es importante tener en cuenta que los tamanos de los contaminantes del aire 
tienen un rango de muchos ordenes de magnitud, y por 10 tanto no es razo­
nable esperar que un aparato de control sirva para todos lostipos de conta· 
minantes. Ademas, las caracterfsticas de las emisiones determinarfm el uso de 
algunos aparatos. Por ejempfo el S03 se puede lavar con rociados de agua, 
pero el acido sulfurico que se produce presenta serios problemas de corrosion. 
Aparatos nuevos aparecen todos los d fas en el mercado. La· siguiente es una 
!ista de aquellos que mas se utilizan. 
Ans. Fac. Nal. Minas, Medellin (Colombia), No. 60,1985. 123 
Adsorcion: Es el uso de material tal como carbon activado para capturar con­
taminantes. Tales adsorbentes puedenser muy costosos de regenerar (0 impo-. 
sible). La mayor parte .delos adsorsores trabajan bien con sustancias orga­
nicas pero tienen uso limitado para contaminantes inorganicos. 
, . 
Incineracion: Es el metodo de remover contaminantes por medio de su com­
bustion a CO2 , H2 0 e inertes. Obviamente este sistema solo trabaja con ga­
ses combustibles. 
Combustion Catalitica: Involucra el uso de un catal !tico para absorber 0 cam­
biar.quimicamente los contaminantes. Los cataHticos son muy susceptibles 
de deterioro por quimicos tates como el plomo. 
Es importante enfatizar de nuevo la dependencia de la eficiencia del sistema 
de tratamiento con el tamano de la particula. La Figura 32 muestra los rangos 
aproximados de adaptabildad para los diversos mt'ltodos discutidos anterior~ 
mente.. 
lncineradar I I --­ Comor~de Asentomiento 
Lavador de Gases 
I-----­
A dsorso res . Ciclones -­
I 
Lavadores de Portl cu 10 s 
-­ -­ -·-1-­ I I 
Filtros de Tolegos 
I I I 
Precipitodor Electrostotico 
--­ -1­
0,00001 0,000 I 0,00 I 0,01 t;1 .1 10 100 '1000 10.000 
..Didmetro de Contominante (en micros) 
FIGURA 32. Seleccio'n del Equipo de Control se'gun el Tomono de 10 
Pedicule . 
6.10.4 Control de Fuentes M6viles 
Aunque muchas de las tecnicas de control vistas antes se' pueden aplicar a 
las fuentes en movimiento, una fuente especial - el automovil - requiere de 
Ans. Fac. Nal, Minas, Medellin (Colombia). No: 60,1985. 125 
126 
] JiZ'; 
atencion especial. EI automovil tiene muchas fuentes potenciales de contami· 
nacion. La mayor parte de las emisiones del automovil proviene del escape, ya 
que las otras fuentes se, han minimizado con nuevos disenos de los carros. 
Las emisiones de los automoviles se miden en condiciones simuladas de igni­
cion, aceleracion y crucero. Se utiliza un dinamometro para simular las car­
gas en las IIantas en las diferentes condiciones. 
Las tecnicas de control para el motor de combustion interna incluye cali­
bracion, reactores catalfticos y modificaciones en el motor. Una buena ca­libracion . tiene un efecto significativo en las emisiones de contaminantes. 
Por ejemplo, una relacion alta aire/combustible (mezcla debil) reducira a la 
vez el CO y los HC, pero aumentara los NOx ' Sin embargo, un carro bien 
calibrado es el primer paso para controlar las emisiones. 
La segunda estrategia de control no existente en Colombia, pero utilizada 
ampliamente en los Estados Unidos, es el reactor catal itieo que ox ida el CO 
y el HC a CO2 y H2 O. Un segundo reactor reduce el NOx a N2. EI catal i­
tico mas popular es el platino, que tiene que ser regenerado periodicamente. 
Los reactores catal iticos tienen dos grandes problemas, Primero, el plomo 
afecta f.kilmente y la gasolina comun contiene altos niveles de este. EI segun­
do problema es que los compuestos de azufre se oxidan para formar S03, 
y de esta manera se aumentan los niveles de azufre en los ambientes urbanos. 
Es poco probable que los convertidores catal iticos sean equipo estandar para 
los carros del futuro. 
La solucion obvia, y la tercera tecnica de control, es la modificaci6n del mo­
tor. EI motor de carga estratificada, por ejemplo, ha cumplido con estandares 
rigurosos son tener que uti lizar convertidores catal !ticos. En estos motores los 
cilindros tienen dos compartimientos, con un comportamiento para una mez­cia rica, de ignicion, y despues de un llama amplia para una eficiente combus­
tion en el comportamiento principal del cilindro. Hay algunas otras modifi· 
caciones bajo investigacion. 
Aun con grandes inversiones en investigacion e ingenierfa, es dificil hacer un 
motor de combustion interna totalmente limpio. Gran parte de la investiga­
cion y el esfuerzo se dirigen al desarrollo de alternativas que puedan cumplir 
con los requerimientos de contaminacion del aire. EI motor Wankel tiene un 
futuro promisorio, 10 mismo que los carros .electricos. 
Los motores diesel de los buses y camiones son una fuente importante de can­
taminacion. .Los problemas principales de estos motores son el humo y los 
olores. Estas dos caracterfsticas son los que producen un mayor rechazo 
del publico, aunque se piensa que no son tan nocivas como las emisiones de 
los carros a gasolina. 
Ans. Fac. Nal. Minas, Medellfn (Colombia). No. 60, 1985. 
REF ER ENCIAS BIBLIOGRAF ICAS 
ARENAS, G. Evaluaci6n de la caUdad de Aire en Medellrn. Revista AINSA I 4 N 7
1984. ' vo . 0 •• 
BUTCHER, S. y CHARLSON, R.J., An introduction to Air Chemistry, Academic Press, 
New York" 1972. 241 p. 
EPA. Compilation of Air Pollutant Emission Factors U.S. EPA AP-42 R h T . 
Park. NC 27711. 1977. " , esearc nangle 
MILLER G T L'" .
• •• IVlng In the EnVironment, 2da. edici6n Wadsworth Publishing C B I 
mont. CA. 1979.659 p. ' 0., e-
ORGANI.zA~.ION. M~r:dial de fa Sa Iud. Rie.gos del Ambiente Humano para la Salud 
PubhcactOn Clentlflca No. 329 de la OMS Washington. D.C. 1976,359 p. . 
SALVATO. J.A .• Environment Engineering and Sanitation 2da ed W'/' . 
New York. 1972.919 p. ' . ., J eY-Intersclence, 
REA, Modern Pollution Control Technology, vol. I,. Research and Educaf A " 
New York, N.Y. 10017.1978. . Ion SSOclatlon, 
VESI LI NO, P. Aarne. Environmental Pollution and control Ann A b S· . A 
Arbor. 1975.232 p. ' r or Clence, nn 
WARK, K., y WARNER, C.F. Air POllution its Origin and Control Harper and Row N 
York. 1976.519 p. . " ew 
WH~·9;~.e~;e~ p~ethods of Measuring Air Pollutants, World Health Organization, Gen'ova. 
Ans: Fac. Nat. Minas. Medell{n (Colombia), No. 60,1985. 
127 
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 
ARENAS, G. Evaluaci6n de la caUdad de Aire en MedelHn. Revista AI NSA, vol. 4 No.7. 
1984. 
BUTCHER, S. y CHARLSON, R.J., An introduction to Air Chemistry, Academic Press, 
New York .• 1972.241 p. 
EPA. Compilation of Air Pollutant Emission Factors, U.S. EPA, AP·42, Research Triangle 
Park, NC 27711. 1977. 
MILLER, G.T. Living in the Environment, 2da. edici6n, Wadsworth Publishing Co., Bel· 
mont, CA. 1979.659 p. 
ORGANIZACION Mundial de la Salud. Riesgos del Ambiente Humano para la Salud • 
. Publicaci6n Cient(fica No. 329 de la OMS Washington. D.C. 1976,359 p. 
SALVATO, J.A., Environment Engineering and Sanitation, 2da. ed., Wiley·interscience, 
New York. 1972.919 p. 
REA, Modern Pollution Control Technology, vol. I, Research and Education Association, 
New York, N.Y. 10017. 1978. . 
VESI LI NO, P. Aarne, Environmental Pollution and control, Ann Arbor Science, Ann 
Arbor. 1975.232 p. 
WARK, .K., y WARNER, C.F. Air Pollution its Origin and Control, Harper and Row, New 
York. 1976.519 p. 
WHO. Selected Methods of Measuring Air POllutants, World Health Organization. Genova. 
1976. 112 p. . 
Ans. Fac. Nal. Minas. Medell(n (Colombial. No. 60,1985. 127