Composición química del aire
El aire seco en la atmósfera baja se compone de manera estable:
- Nitrógeno (N2): ~78.08%
- Oxígeno (O2): ~20.95%
- Argón (Ar): ~0.93%
- Dióxido de carbono (CO2): ~0.03-0.04%
- Otros gases traza: Neón, helio, metano, criptón.
- Vapor de agua (H2O): Variable, generalmente 1-3%.
Dependiendo de la ubicación geográfica
Hidrógeno (H2), monóxido de dinitrógeno (N2O), xenón (Xe), ozono (O3), dióxido de azufre (SO2), dióxido de nitrógeno (NO2), amoníaco (NH3), monóxido de carbono (CO) e iodo (I2).
Propiedades del aire
Propiedades físicas
- Ocupa un lugar en el espacio.
- No posee volumen definido; llena los espacios vacíos uniformemente.
- Se expande y se contrae: Al calentarse ocupa un mayor volumen debido al movimiento de sus partículas, por lo que se expande y asciende. Si se enfría, disminuye su volumen, se contrae y desciende.
- Baja densidad: A mayor altitud, menor densidad.
- Presión atmosférica: Ejerce presión sobre la superficie terrestre.
Propiedades químicas
Es un gas incoloro e inodoro a temperatura ambiente, poco reactivo y ligeramente tóxico. Participa en procesos vitales de plantas y animales, como la fotosíntesis y respiración celular. Reacciona con la temperatura condensándose en hielo a bajas temperaturas y produce corrientes de aire.
Composición del aire puro (Atmósfera)
- Troposfera: Alcanza una altura media de 12 km (7 km en los polos y 16 km en los trópicos). Contiene aire, polvo, humo y vapor de agua.
- Estratosfera: Zona fría de 12 a 50 km de altura; contiene gran cantidad de ozono (O3), vital para absorber la mayor parte de los rayos ultravioleta del sol.
- Mesosfera: Situada entre los 50 y 100 km de altitud; temperatura media de 10 °C. Aquí los meteoritos se volatilizan y consumen.
- Ionosfera: De 100 a 500 km de altura. La temperatura aumenta hasta los 1000 °C; los rayos X y ultravioleta del Sol ionizan el aire, produciendo iones y electrones libres.
- Exosfera: Comienza a 500 km y se extiende más allá de los 1000 km; formada por helio e hidrógeno. Más allá se halla la magnetosfera (hasta 55,000 km).
Contaminantes atmosféricos
Provienen principalmente de la combustión de combustibles fósiles, procesos industriales, actividad volcánica y desintegración de materia orgánica.
Contaminantes representativos
- CO2: Principal gas de efecto invernadero. Aunque necesario para las plantas, su exceso provoca el calentamiento global.
- CO: Gas incoloro e inodoro, altamente tóxico al impedir el transporte de oxígeno en la sangre.
- Material Particulado (PM): Mezcla de partículas sólidas y gotas líquidas (cenizas, polvo, hollín). Las PM2.5 son críticas al entrar directamente al torrente sanguíneo.
- Ozono Troposférico (O3): Contaminante secundario irritante formado por reacciones químicas bajo la luz solar. Daña tejidos pulmonares y plantas.
- Compuestos Azufrados (SO2): Precursores de la lluvia ácida al convertirse en ácido sulfúrico (H2SO4).
- Compuestos Nitrogenados (NO, NO2): Generados por motores de combustión; contribuyen al smog fotoquímico y a la lluvia ácida (ácido nítrico).
- Compuestos Carbonados (COV): Incluyen metano o benceno; participan en la formación de ozono y pueden ser cancerígenos.
Control y normativa en México
El control se rige por Normas Oficiales Mexicanas (NOM) de la SEMARNAT (fuentes fijas y móviles) y la Secretaría de Salud (límites de exposición).
Fuentes fijas (Industrias)
- NOM-085-SEMARNAT-2011: Regula emisiones de humo, partículas, CO, SO2 y NOx en equipos de combustión indirecta.
- NOM-043-SEMARNAT-1993: Regula partículas sólidas.
- NOM-148-SEMARNAT-2006: Recuperación de azufre en refinerías.
- NOM-166-SEMARNAT-2014: Control de emisiones en fundición secundaria de plomo.
Fuentes móviles (Vehículos)
- NOM-042-SEMARNAT-2003: Límites para vehículos nuevos.
- NOM-045-SEMARNAT-2014: Opacidad en vehículos diésel.
- NOM-047-SEMARNAT-2014: Verificación vehicular.
Monitoreo
- NOM-156-SEMARNAT-2012: Establece condiciones para sistemas de monitoreo de calidad del aire (SMCA).
- NOM-172-SEMARNAT-2023: Lineamientos para el Índice de Calidad del Aire.
Clasificación de contaminantes
- Según su origen:
- Primarios: Emitidos directamente (CO, NO2, plomo, mercurio).
- Secundarios: Requieren transformación química (ej. ácido sulfúrico).
- Según su naturaleza:
- Químicos: Gases, COV, metales pesados, ácidos, plásticos.
- Físicos: Radiaciones, ruido y calor.