Geología y Medioambiente
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Gases emitidos por los aviones

En entradas anteriores vimos que la emisión de óxidos de nitrógeno a gran altitud puede destruir la capa de ozono. Otras emisiones contaminantes producidas por los aviones son: el dióxido de carbono CO2, el monóxido de carbono CO, los óxidos de azufre SOx y los compuestos orgánicos volátiles COV, por volumen de emisión y efectos que causan.

La química atmosférica es muy compleja, las emisiones realizadas por los aviones comprenden una gama de contaminantes primarios muy variada, que pueden transformase o no, mediante una o varias reacciones químicas, en contaminantes secundarios. La altitud es importante por la cercanía de la emisión a la estratosfera, y por la mayor presencia de radiación ultravioleta, que participa de forma activa en la generación de contaminantes secundarios.

Dióxido de carbono y monóxido de carbono

La permanencia de una molécula de monóxido de carbono en la atmósfera es de unos seis meses; esta evoluciona hacia dióxido de carbono por oxidación de un radical hidroxilo. Ambos contaminantes se contabilizan pues, como si fueran CO2.

Las emisiones de CO2 producidas por los aviones y su entorno, son el 2% del total producido por el hombre; cada año las emisiones de CO2 generadas por los aviones, crecen un 2-3% más. El dióxido de carbono es el principal gas de efecto invernadero y es el principal causante del calentamiento global, por volumen emitido.

Todo proceso de combustión, lleva  a la producción de dióxido de carbono y agua. En una combustión «perfecta», este sería el único gas que se emite junto con el vapor de agua.

Existe un cierto equilibrio entre la cantidad de energía que se recibe del Sol y la que emite la Tierra hacia el espacio, parte de la energía procedente del Sol es retenida por la atmósfera terrestre, esto hace que la temperatura sobre el planeta sea más alta de lo que le correspondería por la distancia Tierra-Sol. A esto se le conoce como efecto invernadero natural y es lo que permite que la Tierra sea habitable.

Por el día, la superficie terrestre acumula el calor procedente del Sol; durante la noche, gran parte de este calor se libera  hacia la atmósfera, en forma de radiación electromagnética infrarroja. Una fracción de este calor se libera hacia el espacio, puesto que la atmósfera no lo puede retener, esto se produce en las franjas de radiación del espectro electromagnético de los 8000 y de los 12000 nm, a estas franjas del espectro se las conoce como ventanas de paso. El dióxido de carbono atmosférico puede absorber el calor emitido en estas franjas de radiación (así como el metano y el monóxido de dinitrógeno) por lo que el calor se queda en la atmósfera, provocando lo que se conoce como calentamiento global.

Óxidos de azufre

Estos se producen cuando se quema combustible que presenta átomos de azufre en su composición; se emiten en forma de óxidos, SO2.

El dióxido de azufre en la troposfera alta puede evolucionar hacia sulfuro de hidrógeno, el sulfuro de hidrógeno destruye el ozono atmosférico. No obstante, el H2S suele durar poco en la atmósfera, porque suele oxidarse otra vez a dióxido de azufre, es por esto que el sulfuro de hidrógeno no suele llegar a la estratosfera desde la superficie terrestre, pero sí lo puede hacer cuando la transformación a H2S se produce cerca de la tropopausa (en los futuros vuelos supersónicos estas emisiones se producen en la estratosfera) causando la destrucción de la capa de ozono.

Sin embargo es cuando se transforman en ion sulfato (aerosol) cuando causa efectos contaminantes más evidentes. Por un lado contribuyen a la formación de lluvia ácida. Cuando este ion reacciona con el agua atmosférica, se forma ácido sulfúrico, muy dañino para la vegetación y la fauna acuática.

Por otro lado, estos aerosoles actúan como núcleos de condensación del agua, formando nubes, que impiden la entrada de la radiación procedente del Sol hacia la atmósfera, enfriando el clima.

Óxidos de nitrógeno

En otro post habíamos visto los efectos que causan estos gases en la capa de ozono. También afectan a la temperatura atmosférica al oxidarse a nitratos, participando en la formación de nubes, que enfriarán la atmósfera, y de ácido nítrico, agente causante de la lluvia ácida.

Por otro lado a esta altitud la radiación ultravioleta es más intensa, por lo que el ciclo fotolítico del nitrógeno es más activo, generando ozono en la troposfera alta, muy tóxico, pero que a esta altitud, paradójicamente, nos protege de la radiación ultravioleta incidente del Sol. Este efecto «protector» se produce siempre y cuando los óxidos no atraviesen la tropopausa, ya que atravesada esta, el efecto es el contrario.

Compuestos orgánicos volátiles

Son los hidrocarburos  no quemados durante el proceso de combustión. Estos reaccionan con los óxidos de nitrógeno, y contribuyen a la formación del ozono que comentamos antes; ya que es necesaria la presencia de hidrocarburos para desequilibrar el ciclo fotolítico de los óxidos de nitrógeno, que en condiciones normales, no produce un exceso de ozono. Los hidrocarburos, mediante la acción de radicales libres se transforman en otros oxidantes fotoquímicos y son parte constituyente del smog fotoquímico que se forman en las ciudades, muy perjudicial para la salud.

Agua

Finalmente comentar que el agua condensada en nubes, favorece el enfriamiento del clima, pero si no se condensa actúa justo al revés, ya que el agua es capaz de cerrar las ventanas de paso atmosféricas, de las que hablamos antes, cuando nos referíamos al dióxido de carbono.

Fuentes:

DELGADO, M.N.G., BARRENETXEA, C.O., SERRANO, A.P., BLANCO, J.M.A., VIDAL, F.J.R., 2004. Contaminación ambiental: una visión desde la química. Editorial Paraninfo.

 

GreenAir – Reporting on aviation and the environment [WWW Document], n.d. URL http://www.greenaironline.com/ (accessed 3.1.15).

 

Produced by the Environment Branch, of the International Civil Aviation Organization (ICAO), 2013. ICAO 2013 Environmental Report, Aviation and climate change, Enviromental Report. International Civil Aviation Organization.

 

La aviación y la atmósfera global (Resumen para los responsables de políticas), 1999. . Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático.

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