1 CONTAMINACIÓN DEL AIRE IIProf. Jesús Olivero Verbel. Ph.D. Grupo de Química Ambiental y Computacional Universidad de Cartagena

2 Contaminación del Aire Prof. Jesús Olivero Verbel. Ph.D.Parte II Prof. Jesús Olivero Verbel. Ph.D.

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4 Peligro para la salud de algunos grupos Muy Peligroso para la saludIndice de calidad de aire para Ozono AIR QUALITY INDEX Valores Descriptores Características 0 to 50 Bueno None. 51 to 100 Moderado Unusually sensitive people should consider limiting prolonged outdoor exertion. 101 to 150 Peligro para la salud de algunos grupos Active children and adults, and people with respiratory disease, such as asthma, should limit prolonged outdoor exertion. 151 to 200 Peligroso para la salud Active children and adults, and people with respiratory disease, such as asthma, should avoid prolonged outdoor exertion; everyone else, especially children, should limit prolonged outdoor exertion. 201 to 300 Muy Peligroso para la salud Active children and adults, and people with respiratory disease, such as asthma, should avoid all outdoor exertion; everyone else, especially children, should limit outdoor exertion.

5 Una humedad relativa entre 30-50% es recomendada.Contaminantes Biológicos Bacteria, Hongos, Virus, Insectos, Polen La proteína en la orina de ratas y ratones es un potente alergeno. Cuando se seca se convierte en un contaminante del aire. Aires acondicionados centrales pueden convertirse en fuente y distribución de contaminantes ambientales biológicos. El control de la humedad relativa en las casas puede limitar la acumulación de contaminantes biológicos. Una humedad relativa entre 30-50% es recomendada.

6 Algunos contaminantes biológicos generan reacciones alérgicas tales como pneumonítis hipersensitiva, rinitis alérgica y algunos tipos de asma. Enfermedades infecciosas tales como la influenza y la varicela son transmitidas por el aire. Hongos y otros microorganismos liberan toxinas al aire. Síntomas asociados con enfermedades causadas por contaminantes biológicos incluyen estornudos, ojos llorosos, toz, dificulatad para respirar, fiebre y problemas digestivos, entre otros. Reacciones alérgicas ocurren sólo después de exposiciones repetidas a un alergeno biológico específico. La reacción puede ocurrir o no en forma inmediata.

7 Síndrome del Edificio Enfermo “Sick Building Syndrome" (SBS)El término es usado para describir situaciones en las que los residentes de un edificio experimentan diferentes efectos agudos en su salud, los cuales parecen estar relacionados con el tiempo de permanencia en el edificio pero las causas específicas no han sido identificadas. Las quejas pueden presentarse en un salón o área en particular. En contraste, el término "building related illness" (BRI) es usado cuando los orígenes de los síntomas son identificados y pueden ser atribuidos a contaminación ambiental. De acuerdo con la WHO, hasta El 30% de los edificios presenta problemas de calidad de aire.

8 SMOG CLÁSICO Y SMOG FOTOQUÍMICO

9 SMOG FOTOQUÍMICO

10 Transformaciones Químicas durantela formación de Smog Fotoquímico

11 Reacciones Químicas Duranteel Smog Fotoquímico

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15 EL OZONO Y LA SALUD HUMANA

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23 MEDIDAS DE LA CALIDAD DEL AIREÍndice Metropolitano de la Calidad del Aire (IMECA) El IMECA consta de dos algoritmos de cálculo fundamentales; el primero, para la obtención de subíndices correspondientes a diferentes indicadores de la calidad del aire; y el segundo, para la combinación de éstos en un índice global.

24 Si el ICA (AQI) es menor a 32, la calidad del aire es buena

25 Efecto Invernadero CH4 H2O CO2 CFCs

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27 Gas Invernadero - Green house GasCualquier gas que absorbe radiación infrarroja en la atmósfera. Gases Invernadero incluyen Vapor de agua CO2 CH4 Oxido nitroso (N2O) Fluorocarbonos (HCFCs) Ozono (O3) Carbonos Perfluorinados (PFCs) Hidrofluorocarbonos (HFCs).

28 POTENCIAL DE CALENTAMIENTO GLOBAL (GWP)Indice empleado para transformar las emisiones de varios gases en una medida común a fin de comparar la capacidad relativa de los mismos de generar efecto invernadero sin calcular en forma directa los cambios en las concentraciones atmosféricas. GWPs son calculados como la relación de la capacidad de generar efecto invernadero que resultaría de las emisiones de un kilogramo de un gas invernadero con respecto a la generada por un kilogramo de dióxido de carbono en un período de tiempo (100 años).

29 Valores de GWP para diferentes gasesCO2 1 Methane 22 21 Oxido Nitroso 270 310 HFC-134a 1,200 1,300 HFC-23 10,000 11,700 HFC-152a 150 140 HCF-125 NA* 2,800 PFCs** 5,400 7,850 SF6 23,900 * Not Applicable. GWP was not yet estimated for this gas.

30 Hexafluoruro de Azufre (SF6) (Este es el compuestos copn mayor capacidad para generar efecto invernadero) Gas incoloro soluble en alcohol y éter Ligeramente soluble en agua Utilizado principalmente en transmisión eléctrica Compuesto dieléctrico empleado en electrónica El GWP es 23,900

31 Compuestos Perfluorocarbonados (PFCs)Grupo de compuestos sintéticos compuestos sólo de C y F CF4 and C2F6 PFCs NO dañan la capa estratosférica de ozono pero son poderosos gases invernadero CF4 posee un (GWP) de 6,500 C2F6 posee un GWP de 9,200

32 descargadas en la atmósfera. –Inventario de Emisiones La caracterización y seguimiento de los gases que son liberados a la atmósfera es realizada mediante inventarios de emisiones Un inventario de emisiones es la relación de las cantidades de contaminantes del aire descargadas en la atmósfera. – Un inventario de emisiones debe incluir Identidad química y física de los contaminantes Area geográfica cubierta Entidades institucionales involucradas El período de tiempo en el cual se estiman las emisiones El tipo de actividades que causa las emisiones

33 Ojo: Porqué si mercurio está más cerca al sol, es menos caliente que Venus?Marte: 1.1. Venus: 92

34 Tierra g = 1.7

35 EL EFECTO INVERNADERO

36 Adding CO2 to the air increases the greenhouse effectRemoval of CO2 from the air by photosynthesizing plants and algae decreases the greenhouse effect GREENHOUSE EFFECT: CO2 lets sunlight through but retains the heat generated by the sun Light CO2 Heat CO2 CO2 Figure 38.4B

37 Radiación Solar Recibida en la Tierra

38 GASES GENERADORES DE EFECTO INVERNADERO

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40 Dióxido de Carbono Captura Radiación IR

41 El Ciclo del Carbono

42 Cada año la tierra recibe 3Gt de Carbono

43 La Gasolina es 85.5% Carbono.125 Galones = 1 Tonelada de CO2 Cada año: 1 Ciudadano Americano Produce 20 Toneladas de CO2.

44 Concentración TroposféricaConcentraciones de Gases Invernadero Concentración Pre-Industrial (1860) Concentración Troposférica Actual GWP Vida Atmosférica (Años) CO2 (ppm) 288 364.3 1 120 Metano (CH4) (ppb) 848 1805/ 1683 21 12 Óxido Nitroso (N2O) (ppb) 285 311 / 310 310 CFC-11 (CCl3F) (ppt) Cero 265 / 261 3,800 50 CFC-12 (CF2Cl2) (ppt) 535 / 524 8,100 102 CFC-113 (C2F3Cl3) (ppt) 84 / 82 4,800 85 CCl4 (ppt) 100 / 98 1,400 42 CH3CCl3 (ppt) 94 / 85 36010 5 HCFC-22 (CHClF2) (ppt) 126 / 110 1,500 Hexafluoruro de azufre (SF6) (ppt) 3.6 NH/ 3.4 SH 23,900 3,200 Perfluoroetano (C2F6) (ppt) 4 9,200 10,000 Ozono superficial (ppb) 25 26/ 25 17 hours

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46 Projected atmospheric temperatures indicate an increase in greenhouse gasesFigure 38.4C

47 IMPACTO DE LOS GASES DE INVERNADERO SOBRE EL CLIMA DE LA TIERRA

48 Las regiones más frías reciben mayor impacto

49 Los Extremos del VeranoThese maps show the projected increase in average daily July heat index relative to the present. The largest increases are in the southeastern states, where the Canadian model projects increases of more than 25°F. For example, a July day in Atlanta that now reaches a heat index of 105°F would reach 115°F in the Hadley model, and 130°F in the Canadian model.

50 A lot Earth’s thermal momentum is in the oceans..

51 The Gulfstream is the rhythm meister of our part of the planet.

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53 Expected sea level increase 21st Century:+ 1.2 meter Florida + 5 meter, unavoidable w/out action Courtesy: PBS

54 Florida +5meter, very likely unavoidable.Expected sea level increase 21st Century: + 1.2 meter Courtesy: PBS

55 CONSECUENCIAS AMBIENTALESDEL EFECTO INVERNADERO

56 El Efecto Invernadero en FloridaCambios en la Temperatura 5 ~10°F En Julio: Incremento de ~ 15°F Cambios en estaciones. Cambios en dinámica del suelo: Incendios. Vectores Enfermedades Tropicales. Incremento el el nivel del mar. Tormentas Intensas.

57 Summers will be hot!!

58 What can you do? Petition for Green Buildings!Lights vs Natural Light Solar Electricity Rain Water Geo Cooling and Heating Energy Star Products

59 U.S. commitment under KyotoRegardless, somebody has to initiate action.

60 Climate Change and Animal Populations - The golden toad, last seen in Costa Rica’s cloud forest in 1989, is believed to be extinct. The ecology of the cloud forest depends on the frequent formation of clouds and mist. Warming of the oceans and atmosphere has contributed to declines in mist formation. This has, in turn, affected species native to the area. Source: The Instituto Nacional de Biodiversidad (INBio)

61 This map displays the projected risk of malaria transmission in the year 2020, compared with the average risk in the years 1961 to This projection assumes a global temperature increase of 2ºF and no human efforts to contain the spread of malaria. Source: Pim Martens, Maastricht University

62 Atmospheric Carbon Dioxide Records from Mauna Loa, Hawaii (1958–2000) This graph shows changes in the atmospheric concentration of carbon dioxide from 1958 to Source: Carbon Dioxide Information Analysis Center

63 Colapso de una porción del Glaciar Larsen Península AntárticaAnimación creada a partir de imágenes satelitales. Enero-Marzo, Fuente: Nasa.

64 Journal of Geophysical Research.Phytoplankton implicated in global warming Researchers at the Scripps Institute of Oceanography in La radiación absorbida por el Phitoplancton incrementa las temperaturas globales en 0.1 to 0.6 Grados Fahrenheit (0.06 to 0.33 Grados Centígrados) comparado con modelos computacionales sin Fitoplancton. Journal of Geophysical Research. The “Iron Hypothesis"

65 EL PAPEL DE LOS OLIGOELEMENTOS EN EL CLIMASeaWiFS Project, NASA/Goddard Space Flight Center, and ORBIMAGE

66 TRATADOS INTERNACIONALES ESTAMOS CUMPLIENDO?

67 Much reduction is needed to reach stabilityHuman emission rate in billion tC/yr 8 Equilibrium Emissions the earth absorbs in billion tC/yr 4.7 t Latent atmospheric C is about 188 billion ton

68 U.S. commitment under Kyoto

69 UNA GOLONDRINA HACE VERANO?QUE HACEMOS? UNA GOLONDRINA HACE VERANO?

70 Estrategias para frenar el Calentamiento Global:• Adaptación Estratégica (Nos movemos!) • Energía Nuclear • Energía Renovable • Eficiencia en el consumo de energía • Captura de gases invernadero • Incremento en precios de hidrocarburos. Estrategias Locales