Principales contaminantes atmosféricos

CFC

Desde los años 1960, se ha demostrado que los clorofluorocarbonos (CFC, también llamados "freones") tienen efectos potencialmente negativos: contribuyen de manera muy importante a la destrucción de la capa de ozono en la estratosfera, así como a incrementar el efecto invernadero. El protocolo de Montreal puso fin a la producción de la gran mayoría de estos productos.

• Utilizados en los sistemas de refrigeración y de climatización por su fuerte poder conductor, son liberados a la atmósfera en el momento de la destrucción de los aparatos viejos.
• Utilizados como propelente en los aerosoles, una parte se libera en cada utilización. Los aerosoles utilizan de ahora en adelante otros gases sustitutivos, como el CO₂.

Monóxido de carbono

Es uno de los productos de la combustión incompleta. Es peligroso para las personas y los animales, puesto que se fija en la hemoglobina de la sangre, impidiendo el transporte de oxígeno en el organismo. Además, es inodoro, y a la hora de sentir un ligero dolor de cabeza ya es demasiado tarde. Se diluye muy fácilmente en el aire ambiental, pero en un medio cerrado, su concentración lo hace muy tóxico, incluso mortal. Cada año, aparecen varios casos de intoxicación mortal, a causa de aparatos de combustión puestos en funcionamiento en una habitación mal ventilada.

Los motores de combustión interna de los automóviles emiten monóxido de carbono a la atmósfera por lo que en las áreas muy urbanizadas tiende a haber una concentración excesiva de este gas hasta llegar a concentraciones de 50-100 ppm,² tasas que son peligrosas para la salud de las personas.

Dióxido de carbono

La concentración de CO₂ en la atmósfera está aumentando de forma constante debido al uso de carburantes fósiles como fuente de energía y es teóricamente posible demostrar que este hecho es el causante de producir un incremento de la temperatura de la Tierra - efecto invernadero- La amplitud con que este efecto puede cambiar el clima mundial depende de los datos empleados en un modelo teórico, de manera que hay modelos que predicen cambios rápidos y desastrosos del clima y otros que señalan efectos climáticos limitados. La reducción de las emisiones de CO₂ a la atmósfera permitiría que el ciclo total del carbono alcanzara el equilibrio a través de los grandes sumideros de carbono como son el océano profundo y los sedimentos.

Monóxido de nitrógeno

También llamado óxido de nitrógeno (II) es un gas incoloro y poco soluble en agua que se produce por la quema de combustibles fósiles en el transporte y la industria. Se oxida muy rápidamente convirtiéndose en dióxido de nitrógeno, NO₂, y posteriormente en ácido nítrico, HNO₃, produciendo así lluvia ácida.

Dióxido de azufre

La principal fuente de emisión de dióxido de azufre a la atmósfera es la combustión del carbón que contiene azufre. El SO₂ resultante de la combustión del azufre se oxida y forma ácido sulfúrico, H₂SO₄ un componente de la llamada lluvia ácida que es nocivo para las plantas, provocando manchas allí donde las gotitas del ácido han contactado con las hojas.²

SO₂ + H₂O = H₂SO₄

La lluvia ácida se forma cuando la humedad en el aire se combina con el óxido de nitrógeno o el dióxido de azufre emitido por fábricas, centrales eléctricas y automotores que queman carbón o aceite. Esta combinación química de gases con el vapor de agua forma el ácido sulfúrico y los ácidos nítricos, sustancias que caen en el suelo en forma de precipitación o lluvia ácida. Los contaminantes que pueden formar la lluvia ácida pueden recorrer grandes distancias, y los vientos los trasladan miles de kilómetros antes de precipitarse con el rocío, la llovizna, o lluvia, el granizo, la nieve o la niebla normales del lugar, que se vuelven ácidos al combinarse con dichos gases residuales.

El SO₂ también ataca a los materiales de construcción que suelen estar formados por minerales carbonatados, como la piedra caliza o el mármol, formando sustancias solubles en el agua y afectando a la integridad y la vida de los edificios o esculturas.

Metano

El metano, CH₄, es un gas que se forma cuando la materia orgánica se descompone en condiciones en que hay escasez de oxígeno; esto es lo que ocurre en las ciénagas, en los pantanos y en los arrozales de los países húmedos tropicales. También se produce en los procesos de la digestión y defecación de los animales herbívoros.

El metano es un gas de efecto invernadero que contribuye al calentamiento global del planeta Tierra ya que aumenta la capacidad de retención del calor por la atmósfera.

Ozono

El ozono O₃ es un constituyente natural de la atmósfera, pero cuando su concentración es superior a la normal se considera como un gas contaminante.

Su concentración a nivel del mar, puede oscilar alrededor de 0,01 mg kg^-1. Cuando la contaminación debida a los gases de escape de los automóviles es elevada y la radiación solar es intensa, el nivel de ozono aumenta y puede llegar hasta 0,1 kg^-1.

Las plantas pueden ser afectadas en su desarrollo por concentraciones pequeñas de ozono. El hombre también resulta afectado por el ozono a concentraciones entre 0,05 y 0,1 mg kg^-1, causándole irritación de las fosas nasales y garganta, así como sequedad de las mucosas de las vías respiratorias superiores.

Energías renovables

Energía geotérmica

La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.

Ventajas

1. Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior.
2. Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo y el carbón.
3. Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético.
4. Ausencia de ruidos exteriores.
5. Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo, gas natural y uranio combinados.
6. No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales.
7. El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción de conducciones (gasoductos u oleoductos) ni de depósitos de almacenamiento de combustibles.
8. La emisión de CO₂, con aumento de efecto invernadero, es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión.

Inconvenientes

1. En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal.
2. Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc.
3. Contaminación térmica.
4. Deterioro del paisaje.
5. No se puede transportar (como energía primaria).
6. No está disponible más que en determinados lugares.

                   

Energía hidráulica

Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una forma de energía renovable.

Se puede transformar a muy diferentes escalas, existen desde hace siglos pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales hidroeléctricas de represas, aunque estas últimas no son consideradas formas de energía verde por el alto impacto ambiental que producen.

Cuando el Sol calienta la Tierra, además de generar corrientes de aire, hace que el agua del mar, principalmente, se evapore y ascienda por el aire y se mueva hacia las regiones montañosas, para luego caer en forma de lluvia. Esta agua se puede colectar y retener mediante presas. Parte del agua almacenada se deja salir para que se mueva los álabes de una turbina engranada con un generador de energía eléctrica.

Ventajas

Se trata de una energía renovable y limpia de alto rendimiento energético. Es una energía inagotable. Es ecológica. Tiene un bajo costo de mantenimiento.

Ventajas económicas

La gran ventaja de la energía hidráulica o hidroeléctrica es la eliminación parcial de los costes de combustible. El coste de operar una planta hidráulica es casi inmune a la volatilidad de los combustibles fósiles como la gasolina, el carbón o el gas natural. Además, no hay necesidad de importar combustibles de otros países.

Las plantas hidráulicas también tienden a tener vidas económicas más largas que las plantas eléctricas que utilizan combustibles. Hay plantas hidráulicas que siguen operando después de 50 a 100 años. Los costos de operación son bajos porque las plantas están automatizadas y tienen pocas personas durante su operación normal. Estas plantas producen la misma cantidad de dióxido de carbono en comparación con la materia gris del planeta. Este hecho es beneficioso para la salud.

Como las plantas hidráulicas no queman combustibles, no producen directamente dióxido de carbono. Muy poco dióxido de carbono es producido durante el período de construcción de las plantas, pero es poco, especialmente en comparación a las emisiones de una planta equivalente que quema combustibles.

Inconvenientes

Pueden ser varios:

• La construcción de grandes embalses puede inundar importantes extensiones de terreno, obviamente en función de la topografía del terreno aguas arriba de la presa, lo que podría significar perdida de tierras fértiles, dependiendo del lugar donde se construyan;
• En el pasado se han construido embalses que han inundado pueblos enteros. Con el crecimiento de la conciencia ambiental, estos hechos son actualmente menos frecuentes, pero aun persisten;
• Destrucción de la naturaleza. Presas y embalses pueden ser disruptivas a los ecosistemas acuáticos. Por ejemplo, estudios han mostrado que las presas en las costas de Norteamérica han reducido las poblaciones de trucha septentrional común que necesitan migrar a ciertos locales para reproducirse. Hay bastantes estudios buscando soluciones a este tipo de problema. Un ejemplo es la invención de un tipo de escalera para los peces;
• Cambia los ecosistemas en el río aguas abajo. El agua que sale de las turbinas no tiene prácticamente sedimento. Esto puede resultar en la erosión de las márgenes de los ríos.
• Cuando las turbinas se abren y cierran repetidas veces, el caudal del río se puede modificar drásticamente causando una dramática alteración en los ecosistemas.

                 

Energía solar

La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.

Desde que surgió se le catalogó como la solución perfecta para las necesidades energéticas de todos los países debido a su universalidad y acceso gratuito ya que, como se ha mencionado anteriormente, proviene del sol. Para los usuarios el gasto está en el proceso de instalación del equipo solar (placa, termostato…). Este gasto, con el paso del tiempo, es cada vez menor por lo que no nos resulta raro ver en la mayoría de las casas las placas instaladas. Podemos decir que no contamina y que su captación es directa y de fácil mantenimiento.

La radiación solar que alcanza la Tierra puede aprovecharse por medio del calor que produce a través de la absorción de la radiación, por ejemplo en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es una de las llamadas energías renovables, particularmente del grupo no contaminante, conocido como energía limpia o energía verde, si bien, al final de su vida útil, los paneles fotovoltaicos pueden suponer un residuo contaminante difícilmente reciclable al día de hoy.

La potencia de la radiación varía según el momento del día; las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de radiación el valor es de aproximadamente 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como irradiancia.

La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.

VENTAJAS:

• Una vez realizada la instalación no se originan gastos posteriores, y el consumo es gratuito.
• No usa combustibles, impidiendo la incomodidad y el peligro.
• La energía solar no produce desechos.

• Es renovable respecto a otras tecnologías.
• Reducción de emisiones al producir electricidad.
• Ahorra agua, mejora la calidad del suelo, trata los residuos y es segura en el suministro energético.
• Es totalmente gratuita.
• No usa combustibles eliminando la peligrosidad de su almacenamiento.
• El impacto ambiental es nulo: no produce desechos, residuos, ruidos…

INCONVENIENTES:

• Se tiene que instalar en un lugar donde haya radiación solar.
• menor rendimiento.

• Su instalación debe ser en zonas donde la radiación solar sea mayoritaria, diaria y anualmente.
• Tiene menos rendimiento que otros sistemas.
• Su mecánica es más compleja que otros sistemas de aprovechamiento de energías.
• Tiene peligro por las altas temperaturas que alcanza.

                    

Energía eólica

Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.

La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.

Ventajas de la energía eólica

• Es un tipo de energía renovable ya que tiene su origen en procesos atmosféricos debidos a la energía que llega a la Tierra procedente del Sol.
• Es una energía limpia ya que no produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes.
• No requiere una combustión que produzca dióxido de carbono (CO₂), por lo que no contribuye al incremento del efecto invernadero ni al cambio climático.
• Puede instalarse en espacios no aptos para otros fines, por ejemplo en zonas desérticas, próximas a la costa, en laderas áridas y muy empinadas para ser cultivables.
• Puede convivir con otros usos del suelo, por ejemplo prados para uso ganadero o cultivos bajos como trigo, maíz, patatas, remolacha, etc.
• Crea un elevado número de puestos de trabajo en las plantas de ensamblaje y las zonas de instalación.
• Su instalación es rápida, entre 4 meses y 9 meses
• Su inclusión en un sistema ínter ligado permite, cuando las condiciones del viento son adecuadas, ahorrar combustible en las centrales térmicas y/o agua en los embalses de las centrales hidroeléctricas.
• Su utilización combinada con otros tipos de energía, habitualmente la solar, permite la autoalimentación de viviendas, terminando así con la necesidad de conectarse a redes de suministro, pudiendo lograrse autonomías superiores a las 82 horas, sin alimentación desde ninguno de los 2 sistemas.
• La situación actual permite cubrir la demanda de energía en España un 30% debido a la múltiple situación de los parques eólicos sobre el territorio, compensando la baja producción de unos por falta de viento con la alta producción en las zonas de viento. Los sistemas del sistema eléctrico permiten estabilizar la forma de onda producida en la generación eléctrica solventando los problemas que presentaban los aerogeneradores como productores de energía al principio de su instalación.
• Posibilidad de construir parques eólicos en el mar, donde el viento es más fuerte, más constante y el impacto social es menor, aunque aumentan los costes de instalación y mantenimiento. Los parques offshore son una realidad en los países del norte de Europa, donde la generación eólica empieza a ser un factor bastante importante.

Inconvenientes

Debido a la falta de seguridad en la existencia de viento, la energía eólica no puede ser utilizada como única fuente de energía eléctrica. Por lo tanto, para salvar los "valles" en la producción de energía eólica es indispensable un respaldo de las energías convencionales (centrales de carbón o de ciclo combinado, por ejemplo, y más recientemente de carbón limpio). Sin embargo, cuando respaldan la eólica, las centrales de carbón no pueden funcionar a su rendimiento óptimo, que se sitúa cerca del 90% de su potencia. Tienen que quedarse muy por debajo de este porcentaje, para poder subir sustancialmente su producción en el momento en que afloje el viento. Por tanto, en el modo "respaldo", las centrales térmicas consumen más combustible por kWh producido. También, al subir y bajar su producción cada vez que cambia la velocidad del viento, se desgasta más la maquinaría. Este problema del respaldo en España se va a tratar de solucionar mediante una interconexión con Francia que permita emplear el sistema europeo como colchón de la variabilidad eólica.

• Para evacuar la electricidad producida por cada parque eólico (que suelen estar situados además en parajes naturales apartados) es necesario construir unas líneas de alta tensión que sean capaces de conducir el máximo de electricidad que sea capaz de producir la instalación. Sin embargo, la media de tensión a conducir será mucho más baja. Esto significa poner cables 4 veces más gruesos, y a menudo torres más altas, para acomodar correctamente los picos de viento.
• Es necesario suplir las bajadas de tensión eólicas "instantáneamente" (aumentando la producción de las centrales térmicas), pues sino se hace así se producirían, y de hecho se producen apagones generalizados por bajada de tensión. Este problema podría solucionarse mediante dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica. Pero la energía eléctrica producida no es almacenable: es instantáneamente consumida o perdida.

Además, otros problemas son:

• Técnicamente, uno de los mayores inconvenientes de los aerogeneradores es el llamado hueco de tensión. Ante uno de estos fenómenos, las protecciones de los aerogeneradores con motores de jaula de ardilla se desconectan de la red para evitar ser dañados y, por tanto, provocan nuevas perturbaciones en la red, en este caso, de falta de suministro. Este problema se soluciona bien mediante la modificación de la aparamenta eléctrica de los arogeneradores, lo que resulta bastante costoso, bien mediante la utilización de motores síncronos aunque es bastante más fácil asegurarse de que la red a la que se va a conectar sea fuerte y estable.
• Uno de los grandes inconvenientes de este tipo de generación, es la dificultad intrínseca de prever la generación con antelación. Dado que los sistemas eléctricos son operados calculando la generación con un día de antelación en vista del consumo previsto, la aleatoriedad del viento plantea serios problemas. Los últimos avances en previsión del viento han mejorado muchísimo la situación, pero sigue siendo un problema. Igualmente, grupos de generación eólica no pueden utilizarse como nudo oscilante de un sistema.
• Además de la evidente necesidad de una velocidad mínima en el viento para poder mover las aspas, existe también una limitación superior: una máquina puede estar generando al máximo de su potencia, pero si el viento aumenta lo justo para sobrepasar las especificaciones del aerogenerador, es obligatorio desconectar ese circuito de la red o cambiar la inclinación de las aspas para que dejen de girar, puesto que con viento de altas velocidades la estructura puede resultar dañada por los esfuerzos que aparecen en el eje. La consecuencia inmediata es un descenso evidente de la producción eléctrica, a pesar de haber viento en abundancia, y otro factor más de incertidumbre a la hora de contar con esta energía en la red eléctrica de consumo.

Aunque estos problemas parecen únicos a la energía eólica, son comunes a todas las energías de origen natural:

• Un panel solar sólo producirá potencia mientras haya suficiente luz solar.
• Una central hidráulica de represa sólo podrá producir mientras las condiciones hídricas y las precipitaciones permitan la liberación de agua.
• Una central maremotriz sólo podrá producir mientras la actividad acuática lo permita.

Aspectos medioambientales

• Generalmente se combina con centrales térmicas, lo que lleva a que existan quienes critican que realmente no se ahorren demasiadas emisiones de dióxido de carbono. No obstante, hay que tener en cuenta que ninguna forma de producción de energía tiene el potencial de cubrir toda la demanda y la producción energética basada en renovables es menos contaminante, por lo que su aportación a la red eléctrica es netamente positiva.
• Existen parques eólicos en España en espacios protegidos como ZEPA(Zona de Especial Protección de Aves) y LIC (Lugar de Importancia Comunitaria) de la Red Natura 2000, lo que es una contradicción. Si bien la posible inserción de alguno de estos parques eólicos en las zonas protegidas ZEPAS y LIC tienen un impacto reducido debido al aprovechamiento natural de los recursos, cuando la expansión humana invade estas zonas, alterándolas sin que con ello se produzca ningún bien.
• Al comienzo de su instalación, los lugares seleccionados para ello coincidieron con las rutas de las aves migratorias, o zonas donde las aves aprovechan vientos de ladera, lo que hace que entren en conflicto los aerogeneradores con aves y murciélagos. Afortunadamente los niveles de mortandad son muy bajos en comparación con otras causas como por ejemplo los atropellos (ver gráfico). Aunque algunos expertos independientes aseguran que la mortandad es alta. Actualmente los estudios de impacto ambiental necesarios para el reconocimiento del plan del parque eólico tienen en consideración la situación ornitológica de la zona. Además, dado que los aerogeneradores actuales son de baja velocidad de rotación, el problema de choque con las aves se está reduciendo.
• El impacto paisajístico es una nota importante debido a la disposición de los elementos horizontales que lo componen y la aparición de un elemento vertical como es el aerogenerador. Producen el llamado efecto discoteca: este efecto aparece cuando el sol está por detrás de los molinos y las sombras de las aspas se proyectan con regularidad sobre los jardines y las ventanas, parpadeando de tal modo que la gente denominó este fenómeno: “efecto discoteca”. Esto, unido al ruido, puede llevar a la gente hasta un alto nivel de estrés, con efectos de consideración para la salud. No obstante, la mejora del diseño de los aerogeneradores ha permitido ir reduciendo el ruido que producen.
• La apertura de pistas y la presencia de operarios en los parques eólicos hace que la presencia humana sea constante en lugares hasta entonces poco transitados. Ello afecta también a la fauna.

Biomasa

La energía de la biomasa es un tipo de energía renovable procedente del aprovechamiento de la materia orgánica e inorgánica formada en algún proceso biológico o mecánico, generalmente, de las sustancias que constituyen los seres vivos (plantas, ser humano, animales, entre otros), o sus restos y residuos. El aprovechamiento de la energía de la biomasa se hace directamente (por ejemplo, por combustión), o por transformación en otras sustancias que pueden ser aprovechadas más tarde como combustibles o alimentos.

Tipos:

Natural

Es aquella que abarca los bosques, árboles, matorrales, plantas de cultivo, etc. Por ejemplo, en las explotaciones forestales se producen una serie de residuos o subproductos, con un alto poder energético, que no sirven para la fabricación de muebles ni papel, como son las hojas y ramas pequeñas, y que se pueden aprovechar como fuente energética.

Los residuos de la madera se pueden aprovechar para producir energía. De la misma manera, se pueden utilizar como combustible los restos de las industrias de transformación de la madera, como los aserraderos, carpinterías o fábricas de mueble y otros materiales más. Los “cultivos energéticos” son otra forma de biomasa consistente en cultivos o plantaciones que se hacen con fines exclusivamente energéticos, es decir, para aprovechar su contenido de energía. Entre este tipo de cultivos tenemos, por ejemplo, árboles como los chopos u otras plantas específicas. A veces, no se suelen incluir en la energía de la biomasa que queda restringida a la que se obtiene de modo secundario a partir de residuos, restos, etc.

Los biocarburantes son combustibles líquidos que proceden de materias agrícolas ricas en azúcares, como los cereales (bioetanol) o de grasas vegetales, como semillas de colza o girasol de calabaza (biodiésel). Este tipo también puede denominarse como “cultivos energéticos”. El bioetanol va dirigido a la sustitución de la gasolina; y el [biodiesel] trata de sustituir al gasóleo. Se puede decir que ambos constituyen una alternativa a los combustibles tradicionales del sector del transporte, que derivan del petróleo.

Residual

Es aquella que corresponde a los residuos de paja, aserrín, estiércol, residuos de mataderos, basuras urbanas, etc.

El aprovechamiento energético de la biomasa residual, por ejemplo, supone la obtención de energía a partir de los residuos de madera y los residuos agrícolas (paja, cáscaras, huesos...), las basuras urbanas, los residuos ganaderos, como purines o estiércoles, los lodos de depuradora, etc. Los residuos agrícolas también pueden aprovecharse energéticamente y existen plantas de aprovechamiento energético de la paja residual de los campos que no se utiliza para forraje de los animales.

Los residuos ganaderos, por otro lado, también son una fuente de energía. Los purines y estiércoles de las granjas de vacas y cerdos pueden valorizarse energéticamente por ejemplo, aprovechando el gas (o biogás) que se produce a partir de ellos, para producir calor y electricidad. Y de la misma forma puede aprovecharse la energía de las basuras urbanas, porque también producen un gas o biogas combustible, al fermentar los residuos orgánicos, que se puede captar y se puede aprovechar energéticamente produciendo energía eléctrica y calor en los que se puede denominar como plantas de valorización energética de biogas de vertedero.

Biomasa seca y húmeda

Según la proporción de agua en las sustancias que forman la biomasa, también se puede clasificar en:

• Biomasa seca: madera, leña, residuos forestales, restos de las industria maderera y del mueble, etc.
• Biomasa húmeda: residuos de la fabricación de aceites, lodos de depuradora, purines, etc.

Esto tiene mucha importancia respecto del tipo de aprovechamiento, y los procesos de transformación a los que se puede ser sometida para obtener la energía pretendida.

                               

Energía mareomotriz

La energía mareomotriz es la que se obtiene aprovechando las mareas, mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable. Es un tipo de energía renovable y limpia.

La energía mareomotriz tiene la cualidad de ser renovable, en tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia, ya que en la transformación energética no se producen subproductos contaminantes gaseosos, líquidos o sólidos. Sin embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una proliferación notable de este tipo de energía.

Ventajas:

• Auto renovable.
• No contaminante.
• Silenciosa.
• Bajo costo de materia prima.
• No concentra población.
• Disponible en cualquier clima y época del año.

Desventajas:

• Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero.
• Localización puntual.
• Dependiente de la amplitud de mareas.
• Traslado de energía muy costoso.
• Efecto negativo sobre la flora y la fauna.
• Limitada.

                      

Agujero de ozono

Las imagen muestra el agujero de ozono sobre la Antártida el 26 de Marzo de 2012. Las zonas  azul y violeta corresponden a las de menor cantidad de ozono.

El ciclo del agua

El ciclo del agua tiene una interacción constante con el ecosistema debido a que los seres vivos dependen de este elemento para sobrevivir y a su vez ayudan al funcionamiento del mismo. Por su parte, el ciclo hidrológico presenta cierta dependencia de una atmósfera poco contaminada y de un cierto grado de pureza del agua para su desarrollo convencional, ya que de otra manera el ciclo se entorpecería por el cambio en los tiempos de evaporación, condensación, etc.

Los principales procesos implicados en el ciclo del agua son:

• 1º Evaporación. El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre la superficie terrestre y también por los organismos, en el fenómeno de la transpiración en plantas y sudoración en animales. Los seres vivos, especialmente las plantas, contribuyen con un 10% al agua que se incorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo podemos situar la sublimación, cuantitativamente muy poco importante, que ocurre en la superficie helada de los glaciares o la banquisa.

• 2º Condensación. El agua en forma de vapor sube y se condensa formando las nubes, constituidas por agua en pequeñas gotas.

• 3º Precipitación. Se produce cuando las gotas de agua que forman las nubes se enfrían acelerándose la condensación y uniéndose las gotitas de agua para formar gotas mayores que terminan por precipitarse a la superficie terrestre en razón a su mayor peso. La precipitación puede ser sólida (nieve o granizo) o líquida (lluvia).

• 4º Infiltración Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a través de sus poros y pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del sustrato, de la pendiente y de la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación o, más aún, por la transpiración de las plantas, que la extraen con raíces más o menos extensas y profundas. Otra parte se incorpora a los acuíferos, niveles que contienen agua estancada o circulante. Parte del agua subterránea alcanza la superficie allí donde los acuíferos, por las circunstancias topográficas, intersecan (es decir, cortan) la superficie del terreno.

• 5º Escorrentía. Este término se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluidos la mayoría de los llamados desérticos, la escorrentía es el principal agente geológico de erosión y de transporte de sedimentos.

• 6º Circulación subterránea. Se produce a favor de la gravedad, como la escorrentía superficial, de la que se puede considerar una versión. Se presenta en dos modalidades:

• Primero, la que se da en la zona vadosa, especialmente en rocas karstificadas, como son a menudo las calizas, y es una circulación siempre pendiente abajo.
• Segundo, la que ocurre en los acuíferos en forma de agua intersticial que llena los poros de una roca permeable, de la cual puede incluso remontar por fenómenos en los que intervienen la presión y la capilaridad.

• 7º Fusión. Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado líquido al producirse el deshielo.

• 8º Solidificación. Al disminuir la temperatura en el interior de una nube por debajo de 0° C, el vapor de agua o el agua misma se congelan, precipitándose en forma de nieve o granizo, siendo la principal diferencia entre los dos conceptos que en el caso de la nieve se trata de una solidificación del agua de la nube que se presenta por lo general a baja altura: al irse congelando la humedad y las pequeñas gotas de agua de la nube, se forman copos de nieve, cristales de hielo polimórficos (es decir, que adoptan numerosas formas visibles al microscopio), mientras que en el caso del granizo, es el ascenso rápido de las gotas de agua que forman una nube lo que da origen a la formación de hielo, el cual va formando el granizo y aumentando de tamaño con ese ascenso. Y cuando sobre la superficie del mar se produce una manga de agua (especie de tornado que se produce sobre la superficie del mar cuando está muy caldeada por el sol) este hielo se origina en el ascenso de agua por adherencia del vapor y agua al núcleo congelado de las grandes gotas de agua El proceso se repite desde el inicio, consecutivamente por lo que nunca se termina, ni se agota el agua.

La atmósfera

Es la capa de gas que rodea a un cuerpo celeste que tenga la suficiente masa como para atraer ese gas. Los gases son atraídos por la gravedad del cuerpo, y se mantienen en ella si la gravedad es suficiente y la temperatura de la atmósfera es baja.

Casi la totalidad del aire (un 97 %) se encuentra a menos de 30 km de altura, encontrándose más del 75 % en la troposfera. El aire forma en la troposfera una mezcla de gases bastante homogénea, hasta el punto de que su comportamiento es el equivalente al que tendría si estuviera compuesto por un solo gas ().

• Nitrógeno: constituye el 78% del volumen del aire. Está formado por moléculas que tienen dos átomos de nitrógeno, de manera que su fórmula es N₂. Es un gas inerte, es decir, que no suele reaccionar con otras sustancias.
• Oxígeno: representa el 21% del volumen del aire. Está formado por moléculas de dos átomos de oxígeno y su fórmula es O₂. Es un gas muy reactivo y la mayoría de los seres vivos lo necesita para respirar.
• Otros gases: del resto de los gases de la atmósfera, el más abundante es el argón (Ar), que contribuye en 0,9% al volumen del aire. Es un gas noble que no reacciona con ninguna sustancia.
• Dióxido de carbono: está constituido por moléculas de un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno, de modo que su fórmula es CO₂. Representa el 0,03% del volumen del aire y participa en procesos muy importantes. Las plantas lo necesitan para realizar la fotosíntesis, y es el residuo de la respiración y de las reacciones de combustión. Este gas, muy por detrás del vapor de agua, ayuda a retener el calor de los rayos solares y contribuye a mantener la temperatura atmosférica dentro de unos valores que permiten la vida.
• Ozono: es un gas minoritario que se encuentra en la estratosfera. Su fórmula es O₃, pues sus moléculas tienen tres átomos de oxígeno. Es de gran importancia para la vida en nuestro planeta, ya que su producción a partir del oxígeno atmosférico absorbe la mayor parte de los rayos ultravioleta procedentes del Sol.
• Vapor de agua: se encuentra en cantidad muy variable y participa en la formación de nubes. Es el principal causante del efecto invernadero.
• Partículas sólidas y líquidas: en el aire se encuentran muchas partículas sólidas en suspensión, como por ejemplo, el polvo que levanta el viento o el polen. Estos materiales tienen una distribución muy variable, dependiendo de los vientos y de la actividad humana. Entre los líquidos, la sustancia más importante es el agua en suspensión que se encuentra en las nubes.

Capas de la atmósfera terrestre


Estratosfera
Es la capa más cercana a la superficie terrestre, donde se desarrolla la vida y ocurren la mayoría de los fenómenos meteorológicos. Tiene unos 8 km de espesor en los polos y alrededor de 15 km en el ecuador. En esta capa la temperatura disminuye con la altura alrededor de 6,5 °C por kilómetro. La troposfera contiene alrededor del 75% de la masa gaseosa de la atmósfera, así como casi todo el vapor de agua.
Troposfera

Es la capa que se encuentra entre los 12 km y los 50 km de altura. Los gases se encuentran separados formando capas o estratos de acuerdo a su peso. Una de ellas es la capa de ozono que protege a la Tierra del exceso de rayos ultravioleta provenientes del Sol. Las cantidades de oxígeno y anhídrido carbónico son casi nulas y aumenta la proporción de hidrógeno. Actúa como regulador de la temperatura, siendo en su parte inferior cercana a los -60 °C y aumentando con la altura hasta los 10 ó 17 °C en la estratopausa.

Mesosfera

Es la capa donde la temperatura vuelve a disminuir y desciende hasta los -90 °C conforme aumenta su altitud. Se extiende desde la estratopausa (zona de contacto entre la estratosfera y la mesosfera) hasta una altura de unos 80 km, donde la temperatura vuelve a descender hasta unos -70 °C u -80 °C.

Ionosfera

Es la capa que se encuentra entre los 90 y los 800 kilómetros de altura. Su límite superior es la termopausa. En ella existen capas formadas por átomos cargados eléctricamente, llamados iones. Al ser una capa conductora de electricidad es la que posibilita las transmisiones de radio y televisión por su propiedad de reflejar las ondas electromagnéticas. El gas predominante es el hidrógeno. Allí se produce la destrucción de los meteoritos que llegan a la Tierra. Su temperatura aumenta desde los -73 °C hasta llegar a 1.500 °C.

Exosfera

Es la capa externa de la Tierra que se encuentra por encima de los 800 kilómetros de altura. Está compuesta principalmente por hidrógeno y helio y las partículas van disminuyendo hasta desaparecer. Debido a la baja atracción gravitatoria algunas pueden llegar a escapar al espacio interplanetario.

Tipos de contaminación

Contaminación térmica


La desaparición de diversas especies animales y vegetales sensibles, la llegada de especies invasoras, la degradación del agua o el cambio climático son algunas de sus consecuencias. Los consumidores son importantes para evitar este tipo de polución.

 Qué es y cómo afecta al medio ambiente 

 La contaminación térmica se produce cuando la temperatura ambiente cambia por alguna actividad humana. Las centrales termoeléctricas o las nucleares, dos de los sistemas de generación de energía más comunes de la actualidad, se encuentran entre sus principales causantes.

En estas instalaciones, el combustible se transforma en calor para producir energía. La baja eficiencia del sistema se traduce en la expulsión al exterior de grandes cantidades de calor. Para enfriarlo, se utilizan volúmenes importantes de agua, y por ello, este tipo de centrales se ubican en lugares costeros o cercanos a lagos o grandes ríos. En 1988, la central nuclear de la bahía Nanwan, en Taiwán, dañó los arrecifes de coral de la zona a causa de la falta de control de sus salidas de calor. 


                            

 En los ecosistemas acuáticos, la alteración de uno o dos grados centígrados puede provocar un elevado impacto ambiental. Los animales de sangre fría, como los peces o los anfibios, son muy sensibles a las variaciones térmicas. El aumento de la temperatura del agua puede afectar a su sistema reproductivo. La actividad bacteriana y de parásitos se estimula y favorece la aparición de enfermedades.

El calor acelera la actividad metabólica. Los organismos afectados consumen más alimentos en menos tiempo y reducen los recursos del entorno, con la consecuente disminución de las poblaciones. Otro posible efecto negativo es la eutrofización del agua, un proceso que favorece el crecimiento rápido de algas y otras plantas verdes que enturbian el agua. 

 Una mayor temperatura provoca también migraciones animales. Los seres vivos que no aguantan los nuevos cambios tratan de huir a otros lugares más templados. Por su parte, seres de otros lugares más cálidos viajan al nuevo hábitat gracias a sus nuevas y favorables condiciones, con los efectos negativos de las invasiones de especies. La situación deriva en una pérdida de biodiversidad.

La transformación de los ecosistemas es otro de los grandes causantes de contaminación térmica. La eliminación de la vegetación de las orillas de los lagos y ríos deja sin sombra a unas aguas cuya temperatura puede ascender varios grados. La destrucción de arbolado y baja vegetación en zonas limítrofes contribuye a la erosión del suelo y el enturbiamiento de las aguas. 

 El agua es el medio que más sufre esta amenaza, pero el aire no se encuentra a salvo. Las concentraciones urbanas generan un efecto, conocido como "islas de calor": las grandes ciudades registran temperaturas mayores que sus vecinos de las zonas colindantes. Otro efecto de la actividad industrial, la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera, también provoca el aumento de las temperaturas globales, y con ello, un cambio climático.

La contaminación térmica también se produce cuando se genera el enfriamiento del entorno. Algunas plantas de regasificación de gas natural utilizan grandes cantidades de agua marina que devuelven más fría.

Medidas para combatir la contaminación térmica

El fenómeno de la contaminación térmica se ha estudiado desde los años 70 del siglo pasado. Los consumidores son importantes en la reducción de esta contaminación. Su conciencia ecológica puede pesar en las instituciones, de manera que apliquen normativas medioambientales más rigurosas que contemplen medidas contra los escapes de calor.

Por otra parte, los ciudadanos también pueden presionar sobre las empresas para que asuman medidas de control y reducción de dicha polución. La utilización de torres de evaporación en las centrales eléctricas disminuye en parte la temperatura. Asimismo, se utilizan diversos controles para evitar un excesivo aumento del calor en el exterior. Las centrales nucleares deben cesar su actividad de manera temporal si no pueden rebajar su temperatura de salida a unos límites establecidos.

El apoyo de tecnologías más limpias es otra vía en la que los consumidores pueden ser importantes. El aumento de la eficiencia en las instalaciones industriales ha supuesto la reducción de derroche de la energía en forma de calor. Las denominadas plantas de cogeneración aprovechan el exceso de calor para otros procesos productivos. La sustitución de la energía procedente de centrales de combustible fósil o atómico por otra de origen renovable, como la eólica o la solar, contribuyen a reducir este tipo de contaminación.

En los hogares, los consumidores pueden reducir el uso de la energía. De esta manera, además de ahorrar dinero, reducirán el impacto de la contaminación térmica. Asimismo, los consumidores también pueden apostar por sistemas de vida más ecológicos que disminuyan la destrucción de los ecosistemas.


                               


Contaminación acústica

Podemos definir la contaminación acústica como el exceso de sonido que altera las condiciones ambientales normales en una determinada zona y degrada la calidad de vida de los habitantes de esa zona.

El término contaminación acústica hace referencia al ruido (entendido como sonido excesivo y molesto), provocado por la actividad humana (tráfico, industrias, locales de ocio, aviones, etc.), que produce efectos negativos sobre la salud física y mental de las personas.  Este término está estrechamente relacionado con el ruido debido a que la contaminación acústicase da cuando el ruido es considerado como un contaminante, es decir, un sonido molesto que puede producir efectos nocivos para la salud.

El principal causante de la contaminación acústica es la actividad humana. Aunque el ruido ha existido desde la antigüedad es a partir del siglo pasado, como consecuencia de la Revolución Industrial, del desarrollo de nuevos medios de transporte y del crecimiento de las ciudades, cuando comienza a aparecer el problema de la contaminación acústica tal y como lo conocemos ahora.

Contaminación lumínica

Se entiende por contaminación lumínica la emisión de flujo luminoso de fuentes artificiales nocturnas en intensidades, direcciones y/o rangos espectrales donde no es necesario para la realización de las actividades previstas en la zona alumbrada.

A efectos prácticos es conveniente acotar el ámbito de actuación del asunto de la CL en función de su magnitud o cobertura geográfica. En este sentido podemos clasificar que las diferentes actuaciones van a tener incidencia a nivel de.....

Alumbrado urbano: (cascos urbanos de ciudades): ciudades y núcleos de población grandes o muy grandes. En este apartado se contempla el alumbrado de calles y viales de uso para vehículos, peatonales, plazas, parques, urbanizaciones de viviendas localizadas en el núcleo urbano, etc. Las competencias de actuación son a nivel de Ayuntamientos y comunidades autónomas.

Alumbrado de cascos urbanos de pueblos: núcleos de medio o bajo poblamiento. Problemas y situaciones similares al apartado anterior pero de menor impacto. Competencias de ayuntamientos y corporaciones locales, así como de diputaciones provinciales.

Alumbrado de zonas residenciales: urbanizaciones y núcleos de población no urbanos. Aunque por afiliación estarán insertos en algún municipio principal, sus características (lejanía de núcleos urbanos, baja densidad de población etc.) les confiere unas características especiales. Principalmente presentaran incidencia el alumbrado peatonal y el correspondiente a la iluminación de accesos a las viviendas. Su competencia es de los ayuntamientos a los que pertenecen y en menos medida a las comunidades y asociaciones de vecinos de existir.

Alumbrado de vías: carreteras y caminos principalmente de uso vial. El correcto alumbrado de estas es de vital importancia para la seguridad vial. Son competencia de las administraciones estatales y autonómicas, aunque el caso de caminos y accesos pueden ser competencia de ayuntamientos.

Alumbrado especial:  fachadas,  iluminación ornamental, monumentos, etc. Aunque por lo general pertenecerán a núcleos urbanos, requieren un tratamiento especial. Generalmente son competencia de ayuntamientos.

Alumbrado privado: alumbrado interior de las viviendas, así como el de terrazas y jardines particulares. El alumbrado interior es el que menos incidencia tiene en la parte visible de la contaminación luminosa, no así en su incidencia el aspecto derivado del exceso de consumo. Su responsabilidad es exclusivamente ciudadana y quizás por regulación municipal en el apartado de alumbrado de terrazas, patios y jardines privados.

Consecuencias de la contaminación lumínica

La CL como una forma más de contaminación tiene graves implicaciones en diferentes aspectos.

Medioambientales: el impacto sobre el medio ambiente directa e indirectamente, es con diferencia,  la principal consecuencia de la CL.

• Alto consumo energético: abuso de los recursos naturales y emisiones de elementos contaminantes a la atmósfera como CO₂ y otros, así como la generación de residuos (en muchos casos nucleares) provenientes de centrales productoras de electricidad (para iluminar nubes). Las lámparas de mercurio, cadmio y otros metales pesados  generan residuos altamente  tóxicos y de difícil reciclaje.
           
• Alteración de los hábitat naturales: alteración del ecosistema nocturno y en las cadenas tróficas. Agresión a aves, murciélagos, peces, insectos, anfibios, y otros animales que ven alteradas sus costumbres y hábitos nocturnos. En este sentido, las emisiones de luz ultravioleta de luminarias inadecuadas (invisibles para el ojo humano) hace que muchos insectos, algunos animales y diversas plantas, que si poseen sensibilidad  a este rango espectral, sean alterados de forma significativa en sus ciclos vitales.

Económicas: Alto coste de la factura energética publica y privada. Tan solo en Alemania la energía desaprovechada en 1998 era el equivalente de la producción total de una central nuclear de media potencia. En Cataluña se malgastan anualmente unos 18 millones de euros  en concepto de iluminación inadecuada. El consumo energético destinado a alumbrado público representa, a escala municipal,  aproximadamente el 50% del total, es evidente que una reducción de este apartado puede representar un ahorro económico importante.

En el ámbito de la seguridad: Uno de los objetivos principales del control de la contaminación lumínica es la mejora de la calidad de la iluminación ambiental. En este apartado se pueden citar como consecuencias principales:

• La disminución de la seguridad vial por inadecuada iluminación puede provocar accidentes de tráfico. El paso de zonas deficientemente iluminadas a otras mas iluminadas provoca deslumbramientos y perdida momentánea del control de la conducción. Otro factor importante es la calidad de la iluminación en función de la percepción de los movimientos y maniobras de otros vehículos.
              
• Deslumbramiento peatonal por excesiva e inadecuada iluminación que provoca a veces cortinas de luz que deterioran nuestra capacidad de percepción y visión del entorno exponiéndonos a accidentes evitables con iluminaciones homogéneas y dentro de unos niveles lumínicos que no provoquen el deslumbramiento momentáneo.
                  
• Dificultar el tráfico aéreo y marítimo. Muchas de las actividades relacionadas con el tráfico naval y aéreo dependen de la señalización nocturna para la realización de diferentes maniobras. Una excesiva iluminación de las cercanías de puertos y aeropuertos pone en peligro el correcto funcionamiento de esta señalización imprescindible para el correcto funcionamiento de sus actividades.

Sociales y culturales: a nivel social  el exceso y la  mala calidad de la iluminación tiene consecuencias importantes y que no han de ser obviadas.

• Perdida de la oscuridad de la noche: modificación (desaparición) del paisaje natural nocturno. Hay que preservar la oscuridad de la noche de acuerdo a la declaración universal de los derechos de las generaciones futuras de la UNESCO.
               
• Intromisión lumínica por luz indeseada del exterior que entra en nuestras casas por luminarias inadecuadas o por carteles y anuncios publicitarios. Las consecuencias de esta intrusión en la privacidad pueden tienen importantes consecuencias de carácter psicológico.
                
• Imposibilitar la observación e investigación astronómica de observatorios y amateur. Las actuales condiciones de contaminación lumínica tienen gran incidencia en los programas de investigación astrofísica y en la planificación de los emplazamientos de los observatorios astronómicos. Cada día es más difícil encontrar santuarios geográficos libres de la influencia de la luminosidad de las grandes ciudades y zonas “desarrolladas”. Es más, muchos de los grandes observatorios de décadas pasadas están en serio peligro por el aumento de la polución luminosa de las poblaciones cercanas a ellos. De seguir así las cosas, la  investigación astronómica realizada desde la superficie terrestre va a ser prácticamente imposible, quedando como única opción las costosas observaciones espaciales realizadas desde fuera de la atmósfera terrestre. Esto no beneficia a nadie, y menos al desarrollo de pequeños países que no pueden costear los costosos programas de investigación que ello implicaría. La contaminación lumínica pone en serio peligro el desarrollo de nuestro conocimiento del Universo.