El clima en las ciudades

Bases

Causas de la contaminación atmosférica de origen humano

La mayoria de los contaminantes atmosféricos de origen humano llegan a la atmósfera gracias a la combustión de combustibles fósiles en centrales eléctricas, industrias o transportes. Sin embargo, en las ciudades de los paises desarrollados son los transportes los que producen las mayores emisiones.

Fuentes de contaminación atmosférica antropogénica

El proceso básico durante el que se emite contaminación atmosférica antropogénica es la quema de combustibles fósiles en plantas de generación de energía, tanto en sistemas de calefacción organizados e individuales como el tráfico de vehículos. La contaminación atmosférica tambien es emitida por la industria y por la agricultura.

Al principio, en la civilización humana, el humo procedente de las chimeneas era la única fuente de contaminación atmosférica antropogénica.. Sin embargo, la importancia del problema creció gradualmente. Ya en 1273 el rey de Inglaterra, Eduardo I, prohibió usar carbón en Londres ya que causaba una enorme contaminación atmosférica.

En el siglo XX, el desarrollo dinámico de la industria y los servicios causaron una elevada concentración de instituciones y fábricas en zonas urbanas e industrializadas. Esto estuvo acompañado por el aumento significativo del número de habitantes, coches y edificios que también causaban dicha concentración. El tráfico de vehículos es de especial importancia en las ciudades donde la densidad de calles y carreteras es mucho mayor que en las zonas no urbanas. En muchas ciudades de países desarrollados el tráfico es actualmente la principal fuente de contaminación atmosférica. Todos los factores mencionados empeoran las condiciones de vida de las ciudades. Además, la contaminación atmosférica urbana contribuye al problema del efecto invernadero y el calentamiento global.

Emisión e inmisión

En áreas urbanas, existen muchas fuentes (=emisores) de contaminación atmosférica, pero la emisión de contaminantes aéreos se da también en otros lugares. Los gases perjudiciales y los aerosoles pueden ser transportados por el viento a lugares localizados lejos del emisor. Por tanto, cuando medimos la calidad del aire urbano, por ejemplo la concentración de una sustancia determinada en el aire, tenemos que tener en cuenta que se trata del resultado de la inmisión, esto quiere decir que la sustancia encontrada en un lugar determinad puede provenir de diferentes fuentes y áreas.

Unidades

Mientras que las emisiones se suelen dar en grandes cantidades (p.e. miles de toneladas por año) y se dividen en fuentes y zonas de orígen, las inmisiones, o las concentraciones en el aire, normalmente se dan en unidades mucho menores como µg/m³ de aire, y hablamos de concentraciones para toda la Tierra, como en el caso de dióxido de carbono (CO₂), o para un lugar y tiempo determinado, por ejemplo, dióxido de azufre (SO₂) en Londres en diciembre de 1952. El contenido global en el aire (tasa de mezcla) se suele expresar en ppm (partes por millón) o ppb (partes por billón). Para saber más sobre la tasa de mezcla ver la parte "Alta atmósfera" (Bases, Entendiendo la estratosfera, Composición).

Emisiones antropogénicas

Como se explicaba en la parte "¿Qué es la contaminación atmosférica?", algunas emisiones producen un impacto global sobre el clima, mientras que otras sólo tienen un impacto local. Las principales zonas con elevada contaminación atmosférica debida a la actividad del hombre son: costas del Este de EEUU y Canadá, Europa, Sur y Sureste de Asia y Sureste de Australia. También son conocidas por su alta emisión de contaminación atmosférica. Las emisiones de dióxido sulfúrico (SO₂) y óxidos de nitrógeno (NO_X) se tratan en la parte sobre lluvia ácida. Otros contaminantes que se emiten en grandes cantidades, significativas en el sistema de funcionamiento del clima, son el dióxido de carbono (CO₂) y los Compuestos Orgánicos Volátiles (VOCs); el CO₂ y algunos de los VOCs (p.e. metano y CFCs) son gases del efecto invernadero. Las emisiones de VOCs se presentan en la parte que trata el impacto de la industria sobre la contaminación atmosférica. La tabla y los gráficos (Fig. 5) muestran las emisiones de contaminación en algunos países. Las emisiones varían mucho, debido a numerosas razones, que se explican debajo para CO₂ como ejemplo.

                        Los valores de la tabla se expresan en miles de toneladas.

¡Pincha en los iconos de abajo para ver los datos de la tabla en gráficos!

Emisiones de contaminación                      Emisiones de CO₂                   Emisiones de contaminación
atmosférica en 1997                                              en 1997                              atmosférica en EEUU en 1997

5. Emisiones de contaminación atmosférica en países elegidos
Por favor, ¡pincha el icono para ver más grande el gráfico! (15-30 K)
Autores: Anita Bokwa, Pawel Jezioro
Fuente de datos: Carbon Dioxide Information Analysis Center, United Nations Framework Convention on Climate Change
http://webdab.emep.int

Ejemplo:
Emisiones de impacto global: Dióxido de carbono (CO₂)

Las emisiones de CO₂ producen un impacto global en nuestro clima, como se discutía en la parte de "Gases de efecto invernadero". Veamos quién emite las mayores cantidades de CO₂ en el mundo. De acuerdo con la Administración de Información sobre Energía, la emisión global de CO₂ en 2001 llegó a 6567.82 millones de toneladas de carbono equivalente. Las "unidades de carbón equivalente" se definen como los equivalentes de dióxido de carbono multiplicado por el contenido de carbono del dióxido de carbono (p.e. 12/44).

Emisiones por continentes

Por continentes y regiones, Asia con Australia y Oceania emiten un tercio del CO₂ mundial, y las emisiones de Norteamérica son de más del 28%, por lo que esas dos regiones pruducen casi el 60% de las emisiones globales de CO₂. Sin embargo, aunque ambas regiones producen casi la misma cantidad de CO₂ al año, las causas son algo diferentes. Cerca de 3882 millones de personas viven en Asia, Australia y Oceanía, es decir, el 61% de la población mundial, pero sólo el 5% de la población (cerca de 323 millones de personas) viven en Norteamérica. Mientras que en Asia, Oceanía y Australia lo que causa elevadas emisiones es la gran cantidad de personas que habitan en la zona; en Norteamérica la razón es un elevado consumo de energía de formas diversas.

Un vistazo más de cerca a las emisiones por continetes

La Figura 7 presenta qué pais en cada continente o región emite mayor cantidad de CO₂. Por ejemplo, el 46% para EEUU significa que EEUU emite el 46% de las emisiones totales de Norteamérica. En total, el 33% de la población mundial vive en esos 7 países, pero emiten el 51% de las emisiones mundiales de CO₂ (3352 millones de toneladas de carbono equivalente). Sin embargo, las emisiones per cápita son muy diferentes (ver Figura 9).

Emisiones por países

La Figura 8 muestra los paises que emiten mayores cantidades de CO₂ en el mundo, por ejemplo 23.2% para EEUU significa que este país emite el 23.2% de la emisión del mundo entero. Como podemos ver, algunos países de la figura 7 aparecen de nuevo, pero otros no. Estados Unidos, China y Rusia emiten juntos más del 42% de la emisión global de CO₂, aunque allí sólo habite el 27% de la población mundial. Entre los 7 mayores emisores del mundo no hay ningún país del Hemisferio Sur; tres de ellos están en Europa, tres en Asia y uno en Norteamérica (Nota: Rusia es tanto Europa como Asia, pero normalmente se incluye dentro de los países europeos).

Emisión per capita 

La Figura 9 muestra cuánto CO₂ se emite en algunos países por persona, por ejemplo 19.7 toneladas por un habitante de EEUU, mientras que en India es sólo 1.1 toneladas. Esta gran diferencia es el resultado de diversos niveles de desarrollo económico. Cuanto más cómoda sea la vida (p.e. uso del coche, aire acondicionado, diversos electrodomésicos, etc.) más energía se utiliza, y mayor es la emisión de CO₂ por la alta producción de energía.

Emisiones antropogénicas por sectores 

La contaminación atmosférica antropogéncia proviene de numerosas fuentes. Una fuente suele emitir distintos tipos de contaminantes. Pero podemos ver que algunas actividades humanas, p.e. transporte, son decisivas para determinados contaminantes, es decir, son los principales responsables de la emisión de determinados contaminantes. Los datos de UNECE/EMEP (Comisión Económica de Naciones Unidas para Europa/programa cooperativo para la monitorización y evaluación de transmisones de contaminantes atmosféricos de alto rango en Europa) muestran los sectores de la economia (es decir, las distintas actividades humanas) que fueron los principales responsabes de las emisiones de monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx) y óxidos de azufre (SO2) en Europa, en 2001. Las emisiones se expresan en una unidad del SI Gg; 1Gg = 1000 toneladas.

Monóxido de carbono (CO)

En Europa, en 2001, se emitió 30 679 Gg de CO. La principal fuente de CO antropogénco en en aire fue el transporte (60%), y la industria contribuyó con el 36% de la emisión total. La gestión de residuos y la agricultura fueron de mínima importancia. Para saber más sobre emisiones de CO ver la parte "Baja Atmósfera" (Bases, Invernadero, Incendios).

Óxidos de nitrógeno (NO_x)

El transporte fue también la principal fuente de NO_x  ya que liberó el 63% de la emisión total que llegó a 10 056 Gg en 2001. La industria contribuyó con un 35% de la emisión total. De nuevo, las emisiones procedentes de la gestión de residuos y la agricultura fueron de mínima importancia.

Óxidos de azufre (SOx)

A diferencia del caso del CO y el NO_x, la principal fuente de emisiones de SO_x  fue la industria. Ésta liberó el 93% de la emisión total de SOx en 2001, que alcanzó la cantidad de 5.949 Gg. Todos los demás sectores liberaron el 7% restante. Lee más sobre emisiones de SO₂ y NO_x en la sección sobre lluvia ácida.

Emisiones en las ciudades

Para cada ciudad, las fuentes de emisión y los principales contaminantes atmosféricos pueden ser diferentes. Depende de cosas como: qué tipo de industria hay en la ciudad, la intensidad del tráfico, qué tipos de sistemas de calefacción se utilizan, etc. La contaminación atmosférica en las ciudades se emite a la atmósfera por fuentes de baja emisión (p.e. sistemas de calefacción individuales de las casas), fuentes alta emisión (p.e. altas chimeneas de fábricas) y fuentes móviles (coches, autobuses). Por ejemplo: Cracovia es una ciudad de tamaño medio en el sur de Polonia (800.000 haitantes), con una gran industria pesada (una fábrica de acero, una gran central eléctrica) y tráfico intenso. La industria libera la mayor parte de dióxido de azufre (SO₂), así como el monóxido de carbono (CO) y el transporte, pero muchos más óxidos de nitrógeno (NO_x) y polvo. El resto de las fuentes de contaminación atmosférica tienen muy poca importancia. Sin embargo, en muchas de las ciudades de Europa del Este, el transporte es la principal fuente de contaminantes atmosféricos como CO o NO_x, porque la industria pesada se cambió de lugar o se sustituyó por tecnologías nuevas y limpias. 

14. Emisiones de monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx) y polvo por sectores en Cracovia, Polonia, en 2001.
Fuente: Inspectorate of Environmental Protection in Cracow

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Sobre esta páginoa::

Autores: Pawel Jezioro, Anita Bokwa - Jagiellonian University - Cracovia / Polonia
Colaborador: Grzegorz Wawrejko
1. Supervisor científico: Prof. Barbara Obrebska-Starkel - Jagiellonian University - Cracovia / Polonia - 20-06-2003
2. Supervisor científico: Dr. Marek Nowosad - Maria Curie-Sklodowska University - Lublin / Polonia - 160-06-2003
3. Supervisor científico: Prof. Wilhelm Kuttler - University of Essen / Alemania - 12-09-2003
4. Supervisor científico: Dr. Ulrich Reuter - Stuttgart / Alemania - 03-09-2003
corrección pedagógica: Michael Seesing - University of Duisburg - Duisburg / Alemania
última actualización: 25-05-2004