Clasificación y Efectos de Contaminantes Químicos
Compuestos Organoclorados
Son tóxicos, persisten durante años en el ambiente, se bioacumulan en los seres vivos y pueden afectar la salud (cáncer, daño neurológico, disrupción hormonal) y el ecosistema (contaminación, daño a fauna y flora).
Compuestos Organofosforados
- Alta toxicidad humana.
- Poca persistencia (días).
- Eliminación por orina.
- Origen: gas nervioso.
- Uso: agrícola, pesticidas.
Carbamatos
- Baja toxicidad humana.
- Poca persistencia.
- Eliminación por orina.
- Uso: doméstico (insecticida Baygon).
Piretrinas
- Toxicidad humana: baja.
- Persistencia: muy baja (degradación rápida por luz y aire).
- Uso: insecticida doméstico y agrícola.
- Tóxico para insectos y peces.
Piretroides
- Toxicidad humana: baja a moderada.
- Persistencia: alta (más estable frente a luz y calor).
- Uso: agricultura y salud pública.
- Tóxico para fauna acuática.
Herbicidas
- Reducción de biodiversidad vegetal.
- Pérdida de alimento (menos semillas, frutos).
- Pérdida de refugio y hábitat.
- Disminución de población de aves.
Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP)
- Alta toxicidad.
- Carcinógenos.
- Mutágenos.
- Teratógenos.
Dioxinas, Bifenilos y Dibenzofuranos
- Altamente tóxicos.
- Cancerígenos.
- Disruptores hormonales.
- Persistentes en el ambiente.
Surfactantes
- Salud: Irritación de piel, ojos y mucosas.
- Medio ambiente: Alteran la tensión superficial (afectando la respiración de peces); algunos no son biodegradables (causando eutrofización); los catiónicos son especialmente tóxicos para organismos acuáticos.
Regulación del pH del Suelo y Contaminación por Metales
Cuando se añaden contaminantes ácidos al suelo, el pH se mantiene constante gracias a la acción de especies reguladoras, como los carbonatos presentes en rocas calizas (principalmente CaCO₃).
Inicialmente, el ácido reacciona con el carbonato cálcico formando bicarbonato (HCO₃⁻), lo que neutraliza la acidez y mantiene el pH estable.
Sin embargo, si se sigue añadiendo ácido, el bicarbonato se transforma en CO₂, y se agota la capacidad reguladora del suelo (ya no quedan carbonatos disponibles). A partir de ese punto, el pH bajará rápidamente y comenzarán a solubilizarse metales tóxicos como el Al³⁺, lo que puede dañar seriamente la vida del suelo y las plantas.
Procesos de Coagulación y Floculación en el Tratamiento de Aguas
Coagulación
Es la adición de un coagulante químico (como sulfato de aluminio o cloruro férrico) que neutraliza las cargas eléctricas negativas de las partículas coloidales presentes en el agua. Al perder su repulsión eléctrica, estas partículas se desestabilizan y pueden comenzar a agruparse.
Floculación
Es el proceso siguiente, en el que se agitan suavemente las partículas desestabilizadas para que choquen entre sí y se agrupen formando flóculos más grandes y pesados que pueden sedimentarse o filtrarse con facilidad.
Determinación de la Cantidad Óptima de Coagulante
Se utiliza el potencial zeta, que mide la carga eléctrica de las partículas en suspensión.
Al añadir coagulante, el potencial zeta disminuye.
La dosis óptima es aquella con la que el potencial zeta se acerca a cero, lo que indica que las partículas se han desestabilizado y pueden agruparse formando flóculos.
Gestión de Residuos Radiactivos
Almacenamiento a Corto y Mediano Plazo
Cuando las barras de uranio gastadas ya no pueden generar energía de forma eficiente, siguen siendo altamente radiactivas y peligrosas. Por eso, en una primera fase se almacenan en piscinas de agua refrigerada, donde su actividad disminuye progresivamente.
Una vez se reduce su nivel de radiactividad y temperatura, los residuos se trasladan a contenedores blindados (barriles de plomo o acero) para su almacenamiento.
Almacenamiento a Largo Plazo
Debido a que estos residuos seguirán siendo radiactivos durante miles de años, una opción para su gestión es el almacenamiento geológico profundo, en formaciones geológicas estables (granito, sal, arcilla) a cientos de metros de profundidad.
Acreditación Ambiental Integrada (AAI)
Es un instrumento legal y administrativo que regula y supervisa las actividades industriales con impacto ambiental significativo, asegurando que cumplan con las normativas ambientales. Su objetivo es garantizar que dichas actividades previenen, reducen y controlan la contaminación de forma global, teniendo en cuenta todas las emisiones al medio ambiente: aire, agua, suelo y residuos.
Características Principales de la AAI
- Enfoque integrado: Evalúa y controla el impacto ambiental conjunto de una instalación, no solo de manera sectorial (por separado aire, agua, etc.).
- Aplicación del principio de Mejores Técnicas Disponibles (MTD): Obliga a utilizar tecnologías y prácticas que minimicen la contaminación de forma eficiente y viable.
- Incluye límites de emisión: Establece valores máximos autorizados de contaminantes para cada medio (aire, agua, suelo).
- Requiere evaluación ambiental previa: Es un paso fundamental en el proceso de control ambiental industrial.
- Obligatoria para ciertas actividades: Por ejemplo, industrias químicas, energéticas, cementeras, mataderos, etc.
Fundamentos de Toxicología
Definición de Toxicología
La toxicología es la ciencia que estudia los efectos nocivos de las sustancias químicas (naturales o artificiales) sobre los seres vivos, así como los mecanismos de acción, detección, diagnóstico, tratamiento y prevención de las intoxicaciones.
Definición de Tóxico
Un tóxico es cualquier sustancia que, al entrar en contacto con un organismo vivo, puede provocar efectos perjudiciales para su salud, ya sea de forma inmediata o a largo plazo.
Dosis de un Tóxico
La dosis es la cantidad de tóxico a la que un organismo está expuesto. Se suele expresar en miligramos de sustancia por kilogramo de peso corporal (mg/kg), y determina la gravedad del efecto: a mayor dosis, mayor toxicidad potencial.
Principales Efectos de los Tóxicos sobre los Seres Humanos
Cambio biológico causado por la exposición a un contaminante:
- Corrosivo
- Irritativo
- Neumoconiótico
- Asfixiante: efecto asfixiante físico o efecto asfixiante químico
- Sensibilizante
- Cancerígeno
- Mutágeno
- Teratógeno
Exposición a un Tóxico
Índice de suministro o cantidad de contaminantes que llega a un receptor.
La exposición local afecta directamente la zona de contacto (por ejemplo, piel, ojos o mucosas).
La exposición sistémica ocurre cuando el tóxico entra en el organismo, se absorbe y se distribuye por el torrente sanguíneo, afectando órganos internos como el hígado, el riñón o el cerebro.
Reciclaje de Materiales: Papel, Vidrio y Polímeros
Reciclado del Papel
- Pulpación: dispersión mecánica de fibras en agua.
- Destintado con detergente y NaOH.
- Blanqueamiento con peróxidos.
- Filtrado y lavado con adición de surfactantes para flotación de residuos.
- Prensado y secado.
Reciclado del Vidrio
- Separación y trituración.
- Eliminación de residuos orgánicos.
- Fundición.
- Formación de nuevos envases.
Diferencias entre Polímeros Termoestables y Termoplásticos
Los polímeros termoestables no se pueden reciclar, ya que estos materiales tienen un punto de fusión muy alto. Pueden triturarse y servir como material de relleno.
Los termoplásticos con polimerización lineal pueden reciclarse empleando compatibilizadores, y son separables manualmente por su diferente densidad o propiedades ópticas (como la refracción de rayos X).
La Cloración como Proceso de Desinfección del Agua
¿Qué es la Cloración?
La cloración es un proceso de desinfección del agua que consiste en añadir cloro o compuestos clorados para eliminar microorganismos patógenos (bacterias, virus, protozoos).
Características de un Buen Desinfectante de Aguas de Consumo
- No generar subproductos o que estos sean inocuos, y que no alteren el sabor ni el olor.
- Rapidez de actuación, independiente de las condiciones (pH, temperatura).
- Facilidad de uso.
Ventajas de la Cloración
- Es un método económico y fácil de aplicar.
- Tiene efecto residual, es decir, el cloro sigue actuando durante el almacenamiento y distribución.
- Elimina la mayoría de bacterias y virus comunes del agua.
Inconvenientes de la Cloración
- Puede formar subproductos tóxicos (como trihalometanos y ácidos haloacéticos) al reaccionar con materia orgánica.
- Tiene menor eficacia frente a ciertos protozoos como Cryptosporidium o Giardia.
- En exceso, puede alterar el olor y sabor del agua.
Alternativas a la Cloración
- Ozono (O₃): muy eficaz y sin residuos, pero más caro y sin efecto residual.
- Radiación ultravioleta (UV): desinfecta sin productos químicos, aunque sin efecto residual.
- Dióxido de cloro (ClO₂): eficaz y con menos subproductos, pero más complejo de manejar.
Clasificación de Partículas en Suspensión y su Impacto en la Salud
Las partículas en suspensión se clasifican según su tamaño aerodinámico, lo que determina su comportamiento en el aire y su impacto sobre la salud. Se distinguen tres grandes grupos:
- Partículas Aitken o finas: tienen un diámetro inferior a 0,1 μm. Son ultrafinas y pueden penetrar profundamente en el sistema respiratorio.
- Partículas medias: con un diámetro entre 0,1 y 10 μm, permanecen en suspensión durante más tiempo y pueden alcanzar los pulmones.
- Partículas gruesas o sedimentables: con diámetro superior a 10 μm, caen rápidamente por gravedad y sufren procesos de coagulación en el aire.
También se utiliza la clasificación PM, muy común en normativa ambiental:
- PM10: partículas con un diámetro igual o inferior a 10 μm.
- PM2.5: partículas finas con diámetro igual o inferior a 2,5 μm, más peligrosas por su capacidad de penetrar en los alvéolos pulmonares.
- PM0.1: partículas ultrafinas, con diámetro ≤ 0,1 μm. Pueden atravesar los alvéolos e ingresar al torrente sanguíneo.
A menor tamaño, mayor penetración en el cuerpo y mayor riesgo para la salud.
Formación de Ozono Troposférico a partir de NO₂
El dióxido de nitrógeno (NO₂) contribuye a la formación de ozono troposférico (O₃) mediante una serie de reacciones fotoquímicas.
Bajo la luz solar, el NO₂ llega a un estado excitado (NO₂*). Este estado excitado sufre una disociación, descomponiéndose en óxido nítrico (NO) y oxígeno atómico (O):
NO₂ + luz solar → NO₂*
NO₂* → NO + O
El oxígeno atómico (O) reacciona rápidamente con el oxígeno molecular (O₂) presente en el aire para formar ozono:
O + O₂ → O₃
Este ozono no es el de la capa alta (estratosférica), sino un contaminante a nivel del suelo que contribuye al smog fotoquímico y puede ser perjudicial para la salud.
Contaminantes Primarios y Secundarios
Los contaminantes primarios son aquellas sustancias que se emiten directamente a la atmósfera desde una fuente identificable. Ejemplos: dióxido de azufre (SO₂), óxidos de nitrógeno (NOₓ), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO₂), partículas en suspensión (PM₁₀ y PM₂.₅), metano, entre otros.
Por otro lado, los contaminantes secundarios no se emiten directamente, sino que se forman en la atmósfera como resultado de reacciones químicas entre contaminantes primarios y otros componentes atmosféricos, como la radiación solar o la humedad.