ciencia y tecnología del medioambiente

Ingeniera Industrial

Ciencia y Tecnologadel MedioambienteAlfonso Contreras Lpez Mariano Molero Meneses

unidaddidctica

CIENCIA Y TECNOLOGADEL MEDIO AMBIENTE

UNIDADES DIDCTICAS

Alfonso Contreras LpezMariano Molero Meneses

CIENCIA Y TECNOLOGADEL MEDIO AMBIENTE

UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIN A DISTANCIA

UNIDAD DIDCTICA (0152501UD01A01)CIENCIA Y TECNOLOGA DEL MEDIOAMBIENTE

Quedan rigurosamente prohibidas, sin laautorizacin escrita de los titulares delCopyright, bajo las sanciones establecidasen las leyes, la reproduccin total oparcial de esta obra por cualquier medioo procedimiento, comprendidos la reprografay el tratamiento informtico, y la distribucinde ejemplares de ella mediante alquilero prstamo pblicos.

Universidad Nacional de Educacin a DistanciaMadrid, 2006

Librera UNED: Bravo Murillo, 38 - 28015 MadridTels.: 91 398 75 60 / 73 73e-mail: [email protected]

Alfonso Contreras Lpez y Mariano Molero Meneses

ISBN: 978-84-362-5296-5Depsito legal: M. 52.193-2009

Primera edicin: septiembre de 2006Segunda reimpresin: diciembre de 2009

Compuesto e impreso en Fernndez Ciudad S. L.Coto de Doana, 10. 28320 Pinto (Madrid)

Impreso en Espaa - Printed in Spain

NDICE

PRLOGO................................................................................................. 15

CAPTULO 1Medio ambiente: Concepto,

Interdisciplinariedad, Estado actual

1.1. CONCEPTO Y EXTENSIN DEL MEDIO AMBIENTE .......... 19

1.1.1. Medio ambiente fsico ..................................................... 251.1.2. Ciencia y Tecnologa Ambientales ................................... 261.1.3. Qumica e Ingeniera del Medio Ambiente ..................... 271.1.4. Formacin Ambiental ...................................................... 28

1.2. PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALES PENDIENTES ............ 29

1.2.1. La explosin demogrfica o superpoblacin mundial . 301.2.2. La necesidad creciente de alimentos ............................ 321.2.3. Contaminacin atmosfrica .......................................... 331.2.4. Pesticidas ........................................................................ 351.2.5. Metales pesados ............................................................. 371.2.6. Contaminacin del agua ................................................ 391.2.7. Contaminacin por residuos slidos ............................ 401.2.8. Aditivos alimentarios ..................................................... 401.2.9. Necesidad de nuevas fuentes de energa ....................... 421.2.10. Utilizacin creciente de productos qumicos ............... 461.2.11. A modo de resumen ....................................................... 46

EJERCICIOS de autocomprobacin ....................................................... 47

SOLUCIN a los ejercicios de autocomprobacin ................................ 49

CAPTULO 2Contaminacin atmosfrica.

La atmsfera y los contaminantes atmosfricos

2.1. LA ATMSFERA ......................................................................... 59

2.1.1. Regiones de la atmsfera ................................................. 602.1.2. Balance trmico terrestre ................................................ 622.1.3. Qumica de la atmsfera .................................................. 66

2.2. CONTAMINANTES ATMOSFRICOS ....................................... 67

2.2.1. Clasificacin general de los agentes contaminantes ...... 68

2.2.1.1. Clasificacin de los contaminantes qumicos .. 69

2.2.2. Fuentes de contaminantes atmosfricos ........................ 712.2.3. Contaminantes mayoritarios y minoritarios ................... 73

2.2.3.1. Monxido de carbono ........................................ 742.2.3.2. Dixido de azufre ............................................... 752.2.3.3. xidos de nitrgeno ........................................... 782.2.3.4. Partculas en suspensin ................................... 802.2.3.5. Hidrocarburos .................................................... 82

2.2.3.5.1. El smog fotoqumico ......................... 83

2.2.3.6. El Plomo ............................................................. 85

2.2.4. Episodios agudos de contaminacin atmosfrica .......... 86



CAPTULO 3Contaminacin atmosfrica II.

Dispersin de contaminantes y mtodos de control

3.1. METEOROLOGA Y DISPERSIN DE CONTAMINANTES ... 105

3.2. MEDIDA DE LA CALIDAD DEL AIRE ...................................... 110

3.3. CONTROL DE LA CONTAMINACIN DEL AIRE .................... 113

3.3.1. Mtodos utilizados en el control de partculas ............... 1163.3.2. Mtodos y equipamientos utilizados para evitar la emi-

sin de contaminantes gaseosos a la atmsfera ............. 1223.3.2.1. Absorcin ............................................................ 1223.3.2.2. Adsorcin ............................................................ 1243.3.2.3. Condensacin ..................................................... 1273.3.2.4. Oxidacin y Reduccin ...................................... 129

8 CIENCIA Y TECNOLOGA DEL MEDIO AMBIENTE

3.3.3. Control de las emisiones procedentes del escape de au-tomviles ........................................................................... 130

EJERCICIOS de autocomprobacin ....................................................... 134SOLUCIN a los ejercicios de autocomprobacin ................................ 136

CAPTULO 4El agua: estado natural. Propiedades.

Contaminantes. Anlisis

4.1. INTRODUCCIN ........................................................................ 149

4.2. CICLO HIDROLGICO O CICLO DEL AGUA .......................... 153

4.3. COMPOSICIN, ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL AGUA 156

4.4. COMPOSICIN Y CONTAMINACIN DE LAS AGUAS NA-TURALES .................................................................................... 1614.4.1. Residuos con requerimiento de oxgeno ......................... 1624.4.2. Patgenos .......................................................................... 1634.4.3. Nutrientes ......................................................................... 1644.4.4. Salinidad ........................................................................... 1654.4.5. Metales pesados ............................................................... 1654.4.6. Compuestos orgnicos traza ........................................... 1664.4.7. Petrleo ............................................................................. 1674.4.8. Sustancias radiactivas ...................................................... 1684.4.9. Contaminacin trmica ................................................... 1694.4.10. Sedimentos ..................................................................... 170

4.5. CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE EL PROCESOANALTICO DE MUESTRAS ACUOSAS ................................... 170

4.5.1. Toma de muestras ............................................................ 1714.5.2. Mtodos volumtricos de anlisis ................................... 1714.5.3. Espectrofotometras de absorcin .................................. 1724.5.4. Espectrofotometra de absorcin atmica ..................... 1744.5.5. Cromatografa lquida de alta resolucin ....................... 174

4.6. PARMETROS UTILIZADOS PARA DETERMINAR LAS CA-RACTERSTICAS FSICAS Y BIOLGICAS DE UN AGUA ..... 175

4.6.1. Parmetros fsicos ............................................................ 1754.6.2. Parmetros qumicos ....................................................... 1774.6.3. Parmetros microbiolgicos ............................................ 182



NDICE 9

CAPTULO 5Tratamiento de aguas y aguas residuales

5.1. INTRODUCCIN ........................................................................ 197

5.2. TRATAMIENTO DE AGUAS PARA CONSUMO HUMANO ...... 198

5.2.1. Eliminacin de partculas sedimentables ....................... 1985.2.2. Dureza de un agua. Mtodos de ablandamiento de aguas.. 2005.2.3. Desinfeccin de aguas para consumo humano .............. 204

5.3. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES URBANAS ........... 205

5.3.1. Procesos de tratamiento primario .................................. 2085.3.2. Procesos de tratamiento secundario ............................... 2105.3.3. Procesos de tratamiento terciario ................................... 2175.3.4. Gestin de una planta depuradora de aguas residuales

urbanas ............................................................................. 218

5.4. TRATAMIENTO DE AGUAS PARA LA INDUSTRIA Y DE VER-TIDOS INDUSTRIALES ............................................................. 219

5.4.1. Acondicionamiento del agua para uso industrial .......... 2195.4.2. Tratamiento de aguas residuales de efluentes industriales... 221



CAPTULO 6Residuos urbanos, industriales y radiactivos

6.1. LOS RESIDUOS SLIDOS: DEFINICIN, ORIGEN Y CLASI-FICACIN .................................................................................... 245

6.2. RESIDUOS SLIDOS URBANOS .............................................. 246

6.2.1. Cantidades, composicin y propiedades de los RSU ..... 2476.2.2. Gestin de los Residuos Slidos Urbanos ...................... 249

6.2.2.1. Vertedero controlado ......................................... 2526.2.2.2. Tratamientos trmicos de Residuos Slidos Ur-

banos ................................................................... 2546.2.2.3. Separacin y recuperacin de las fracciones de

los RSU para su aprovechamiento o reciclado . 257

6.2.3. Coste de la gestin de los RSU ........................................ 264

6.3. RESIDUOS TXICOS Y PELIGROSOS ................................... 265

6.3.1. Definicin y clasificacin de un RTP .............................. 265


6.3.2. Mtodos de gestin de residuos txicos y peligrosos ..... 2666.3.2.1. Depsitos de seguridad ...................................... 2676.3.2.2. Tratamientos de los RTP .................................... 270

6.3.3. Gestin de los residuos industriales en Espaa ............. 271

6.4. RESIDUOS RADIACTIVOS ........................................................ 273

6.4.1. Disposicin final de los residuos radiactivos ................. 276EJERCICIOS de autocomprobacin ....................................................... 279SOLUCIN a los ejercicios de autocomprobacin ................................ 281

CAPITULO 7Contaminacin por agentes fsicos

7.1. CONTAMINACIN SONORA ..................................................... 293

7.1.1. Introduccin ..................................................................... 2937.1.2. Caractersticas fsicas del sonido .................................... 2947.1.3. Fisiologa de la audicin .................................................. 3017.1.4. Evaluacin del nivel de ruido. Legislacin ..................... 303

7.1.4.1. Ambientes laborales ........................................... 3047.1.4.2. Ambientes no laborales ...................................... 305

7.1.5. Prevencin y proteccin frente a la exposicin al ruido 307

7.2. CONTAMINACIN ELECTROMAGNTICA ............................ 308

7.2.1. Introduccin ..................................................................... 3087.2.2. Radiaciones ionizantes .................................................... 310

7.2.2.1. Efectos biolgicos de las radiaciones ................ 3127.2.2.2. Tipos de riesgos de exposicin a radiaciones

ionizantes ............................................................ 3147.2.2.3. Magnitudes y unidades ...................................... 3147.2.2.4. Lmites mximos permisibles ............................ 3157.2.2.5. Medidas preventivas ........................................... 3167.2.2.6. Medida de la dosis de radiacin ........................ 3187.2.2.7. Plan de emergencia ............................................ 318

7.2.3. Radiaciones no ionizantes ............................................... 319

7.2.3.1. Radiaciones ultravioleta (UV) ........................... 3197.2.3.2. Radiacin visible ................................................ 3207.2.3.3. Radiacin infrarroja (IR) ................................... 3207.2.3.4. Evaluacin de riesgos por exposicin a radia-

ciones pticas y medidas de prevencin y pro-teccin ................................................................ 321

NDICE 11

7.2.4. Microondas (MW) ............................................................ 3227.2.5. Campos electromagnticos (CEM) .................................. 3227.2.6. Radiaciones Lser ............................................................ 326



CAPITULO 8Evaluacin del impacto ambiental

8.1. INTRODUCCIN ........................................................................ 337

8.1.1. La evaluacin del impacto ambiental y el desarrollo sos-tenible ............................................................................... 339

8.1.2. Significado del trmino impacto ambiental ................... 3398.1.3. Otras definiciones relacionadas con la evaluacin del im-

pacto ambiental ................................................................ 3418.1.4. Conceptos tcnicos que aparecen el Real Decreto Legis-

lativo 1302/1986 de 28 de junio de Evaluacin del Im-pacto Ambiental. (BOE de 30 de junio de 1986) ............ 342

8.1.5. Qu es la Evaluacin de Impacto Ambiental? .............. 343

8.2. MARCO LEGAL DE LA EIA ....................................................... 344

8.2.1. Antecedentes ..................................................................... 3458.2.2. Legislacin nacional ........................................................ 347

8.2.2.1. Procedimiento Administrativo .......................... 348

8.3. ESTUDIOS DE IMPACTO AMBIENTAL ................................... 349

8.3.1. Elaboracin de los Estudios de Impacto Ambiental ...... 350

8.3.1.1. Descripcin del proyecto ................................... 3518.3.1.2. Anlisis de alternativas y justificacin de la so-

lucin adoptada .................................................. 3528.3.1.3. Inventario ambiental y descripcin de las interac-

ciones ecolgicas o ambientales clave ................ 3528.3.1.4. Identificacin y valoracin de impactos .......... 3538.3.1.5. Establecimiento de medidas correctoras o pro-

tectoras ................................................................ 3548.3.1.6. Plan de seguimiento y control ambiental ......... 3568.3.1.7. Documento de sntesis ....................................... 356

8.4. EVALUACIN AMBIENTAL ESTRATGICA ............................ 356




BIBLIOGRAFA ................................................................................... 363

GLOSARIO DE TRMINOS ............................................................... 367

UNIDADES Y FACTORES DE CONVERSIN .................................. 377

ACTUALIZACIONES LEGISLATIVA ESPAOLA Y COMUNITARIAMS RELEVANTES RELATIVAS AL MEDIOAMBIENTE (2006-2009) ................................................................................................. 383

NDICE 13

PRLOGO

El estudio del medio ambiente, entendido como el conjunto de inte-rrelaciones entre el hombre y su entorno, necesita del concurso de lasciencias naturales y las tecnologas tanto como de la antropologa, lahistoria, la economa, la filosofa y el derecho, lo que confiere a dicho es-tudio un carcter interdisciplinar evidente.

El libro que presentamos pretende integrar en un solo texto las tresreas ms importantes de la ingeniera ambiental aire, agua y resi-duos a las que hemos aadido el estudio del ruido como un contami-nante atmosfrico ms, as como el de las radiaciones que cada vez tienenms inters y el de una herramienta utilizada muy ampliamente para lagestin medioambiental como es la Evaluacin del Impacto Ambiental.

A lo largo de todo el texto hemos tratado de mantener un suficiente yuniforme rigor teniendo en cuenta todos los contenidos que debamos in-cluir y el espacio que previamente nos habamos fijado para ello. No ol-videmos que el libro est pensado en su forma actual para servir de textobase a la asignatura cuatrimestral Ciencia y Tecnologa del Medio Am-biente, que figura como troncal en el Plan de Estudios de la carrera de In-geniero Industrial (quinto curso, 1.er cuatrimestre), por lo que hemosenfatizado en lo que son conceptos y definiciones y hemos incluido nu-merosas figuras y tablas que resultan muy adecuadas para condensarinformacin diversa.

Para un mejor aprovechamiento del tiempo que se dedique a su estu-dio, as como para facilitar la asimilacin de contenidos, cada captulo dellibro incluye al final algunas cuestiones y ejercicios prcticos con su re-solucin para que el alumno pueda apreciar su grado de asimilacin delos contenidos tericos previamente estudiados.

La bibliografa de los diferentes captulos se ha agrupado y se pre-senta al final del libro en forma de breve seleccin de textos, algunos cl-sicos y otros ms modernos, as como abundantes direcciones de Inter-net, puesto que este medio permite una aproximacin a numerosascuestiones relacionadas con los temas que se tratan en el texto que pre-sentamos, siendo especialmente tiles para mantener al da la legislacinque sea de aplicacin. Tambin se incluye un glosario de trminos, mu-chos de los cuales aparecen en el libro, y un anexo sobre unidades y fac-tores de conversin.

Para finalizar esta presentacin, indicar que nos daramos por satis-fechos si contribuimos a crear en los alumnos inquietud por lo temas am-bientales, condicin necesaria para enfrentarnos con posibilidades dexito a la resolucin de los problemas de nuestro medio ambiente que en-tre todos hemos creado, y que entre todos, estamos seguros, vamos a re-solver.

Los autores quieren, por ltimo, expresar su agradecimiento a todoslos compaeros del Departamento de Qumica Aplicada a la Ingeniera:M.a Jos Caselles, Pilar Contreras, Francisco Gomis, Rosa Gmez, Ci-priano Martn y Jess Sard, por el apoyo y comprensin demostrados entodo momento, y de modo especial a Mario Grau por sus aportaciones enel captulo 7, as como agradecer a Luca Arias su extraordinaria labor detrasladar al ordenador todo el texto.


Captulo 1

MEDIO AMBIENTE: CONCEPTO,INTERDISCIPLINARIEDAD,

ESTADO ACTUAL

Objetivo general:

En este tema se estudia el concepto del Medio Ambiente, se hace hincapien su carcter interdisciplinar, y se pasa revista a algunos de los problemas me-dioambientales actuales.

Objetivos especficos:

1. Establecer el concepto y extensin del Medio Ambiente.

2. Distinguir entre los factores fsicos, biofsicos, sociales y culturales que in-tervienen en la definicin del Medio Ambiente.

3. Resaltar el carcter multidisciplinar del estudio del Medio Ambiente.

4. Establecer las principales categoras de los problemas medioambientalespendientes.

5. Esquematizar el ciclo de un contaminante atmosfrico tipo.

6. Clasificar las principales fuentes de contaminantes atmosfricos.

7. Explicar el significado medioambiental de los principales contaminantesdel agua.

8. Justificar el origen de los metales pesados en el medioambiente.

9. Evaluar los problemas medioambientales relacionados con las diferentesfuentes energticas.

10. Explicar los aspectos positivos y negativos que se derivan de la utilizacincreciente de productos qumicos en el mundo actual.

1.1. CONCEPTO Y EXTENSIN DEL MEDIO AMBIENTE

Puesto que las pginas que siguen se van a ocupar del estudio de lacontaminacin ambiental y los medios para corregirla, parece adecuadocomenzar ocupndonos de lo que significa y abarca el trmino medioambiente.

Se entiende por medio ambiente un complejo entramado de relacio-nes entre factores fsicos, biofsicos, sociales y culturales en el que ocu-rren las relaciones que conlleva la actividad humana y social. Los factoresfsicos se refieren a todo lo inerte presente en el planeta, los biofsicosabarcan todos los seres vivos, lo social se refiere a las estructuras organi-zativas de las especies, y lo cultural engloba finalmente todo lo hecho porel hombre. Podramos por tanto resumir diciendo que el medio ambien-te es el entorno en el que el hombre desenvuelve su vida, por lo que nadaes absolutamente extrao al concepto de medio ambiente.

Debido a su amplitud, el medio ambiente es una de las unidades deestudio ms complejas que el hombre se puede plantear, ya que al abarcarlos tres niveles epistemolgicos conocidos, inerte, biofsico y comporta-mental, necesita del concurso de todas las ciencias y disciplinas existentespara su estudio.

Una caracterstica que conviene resaltar del concepto de medio am-biente es la de su globalidad. Existe, efectivamente, un nico medioambiente, pero esto no est reido con que puedan considerarse am-bientes especficos relacionados entre s y con el todo global como con-secuencia de las interrelaciones que, como ya hemos dicho, existen entretodos los integrantes del ambiente total.

Quizs una aproximacin ms sencilla al concepto de medio am-biente la podamos obtener a travs de nuestra Constitucin. El artculo 45de nuestra Carta Magna incluido en el Ttulo I De los Derechos y Debe-res Fundamentales captulo III De los principios rectores de la polticasocial y econmica, dice as:

1. Todos tienen el derecho a disfrutar de un ambiente adecuado parael desarrollo de la persona, as como el deber de conservarlo.

2. Los poderes pblicos velarn por la utilizacin racional de todoslos recursos naturales, con el fin de proteger y mejorar la calidadde vida y defender y restaurar el medio ambiente, apoyndose en laindispensable solidaridad colectiva.

3. Para quienes violen lo dispuesto en el apartado anterior, en lostrminos que la ley fije, se establecern sanciones penales o, en sucaso, administrativas, as como la obligacin de reparar el daocausado.

Qu entiende, por tanto, la Constitucin espaola por medio am-biente? Segn el primer prrafo se tratara del objeto de un derecho y undeber de todos, que abarcara cuanto sirva para el desarrollo de la perso-na tanto mediata como inmediatamente.

Una vez considerado el segundo prrafo, nos quedara que el medioambiente es una realidad a defender y a restaurar de la que tenemos elderecho a disfrutar y el deber de conservar correspondiendo a los po-deres pblicos su defensa y restauracin, que tiene sentido en funcindel desarrollo de la persona y de la proteccin y mejora de la calidad devida, y que posee un marcado contenido econmico que se concreta en lautilizacin racional de todos los recursos naturales. Por ltimo, al consi-derar los prrafos segundo y tercero, resulta que corresponde a los po-deres pblicos imponer sanciones penales o administrativas a quienesviolen lo expuesto en el apartado dos.

Adems, del artculo de la Constitucin comentado, se infiere unapreocupacin de todas las fuerzas sociales de nuestro pas por el medioambiente, hecho que es extrapolable, con matices, a todos los pases delplaneta. Baste como ejemplo el artculo 130 R del Acta nica de la UEque indica que la accin de la Comunidad tendr por objeto:

Conservar, proteger y mejorar la calidad de vida.

Contribuir a la proteccin de la salud de las personas.

Garantizar una prudente y racional utilizacin de los recursos na-turales.

La preocupacin medioambiental a la que nos hemos referido se hapuesto tambin de manifiesto en diversos informes y reuniones. Refir-monos brevemente a los ms importantes.

El Informe 72 del MIT (Massachussets Institute of Technology) alClub de Roma titulado Los lmites del crecimiento, basado en la dinmica


de sistemas estableci interrelaciones a lo largo del tiempo entre las cin-co grandes variables: nmero de habitantes, contaminacin ambiental, re-servas de materias primas, produccin industrial y necesidades de ali-mentos, adems de algunos otros supuestos igualmente razonados sobreel previsible crecimiento, resultando que en muy pocos decenios, antesdel 2.100 en cualquier caso, tendra lugar una crisis mundial caracteri-zada por una carencia de materias primas y alimentos, y un nivel decontaminacin tan elevado, que dara lugar a un colapso planetario.

La opinin pblica se dividi respecto a las previsiones del informe.Aparecieron voces que criticaban el pesimismo del Club de Roma hoyen da nadie duda de su carcter pesimista, pero muchas ms admitie-ron que la situacin era delicada y que la nica manera de evitar la ca-tstrofe pronosticada en el mismo era modificar nuestras formas de pen-sar y de actuar con objeto de preservar la calidad actual de nuestroentorno, ya que el ser humano ha perturbado el equilibrio ecolgico ge-neral habiendo llegado a rebasar, en determinadas regiones, la capacidadasimiladora y regeneradora de la naturaleza.

El informe tuvo una influencia notable sobre la Conferencia de Na-ciones Unidas para el Medio Ambiente Humano celebrada en Estocolmoen ese mismo ao 1972 en la que, entre otras cosas, se lleg al convenci-miento de que resultaba dudoso admitir que la Tierra pudiera soportarque los pases menos desarrollados alcancen el grado de desarrollo quehoy presentan los pases ms industrializados utilizando los mismos m-todos que estos ltimos han empleado para alcanzar su actual nivel debienestar. Los sistemas naturales estn al lmite de su capacidad de au-toregeneracin como consecuencia de una poblacin creciente que cadavez produce y consume ms.

Los mismos autores de Los lmites del crecimiento publicaron 20 aosdespus una revisin del mismo titulado Ms all de los lmites: Frente alcolapso global, un futuro sostenible en el que hacen propuestas sobre loscambios que se han de producir en los comportamientos individuales ysociales para que sea posible un futuro sostenible. Muchas de las pro-puestas consideradas en este informe fueron admitidas por los partici-pantes en la Cumbre de la Tierra celebrada en Ro de Janeiro, en juniode 1992, en la que representantes de 175 pases intentaron poner coto alactual deterioro ecolgico de nuestro planeta mediante la firma de una se-rie de compromisos como la Agenda 21, el Tratado de Biodiversidad, el delos Cambios Climticos, la Declaracin de los Bosques y la Declaracin deRo, que es de esperar produzcan a medio plazo los resultados que todosesperamos y la Tierra necesita. En la Tabla 1.1 se presentan los 27 Prin-cipios de la Declaracin de Ro:

MEDIO AMBIENTE: CONCEPTO. INTERDISCIPLINARIEDAD. ESTADO ACTUAL 21


TABLA 1.1. Los 27 Principios de la Declaracin de Ro

1. Los seres humanos tienen derecho a una vida sana y productiva en armonacon la naturaleza.

2. Todos los Estados tienen el derecho soberano de explotar sus propios recursosy la obligacin de no atentar contra el medio ambiente de pases vecinos.

3. El derecho al desarrollo debe tener en cuenta el medio ambiente y las necesi-dades de las generaciones presentes y futuras.

4. La proteccin del medio ambiente debe ser parte integrante de los procesos dedesarrollo, y no puede ser considerada aisladamente.

5. Los estados y los pueblos deben cooperar con la pobreza, condicin in-dispensable del desarrollo sostenido.

6. Las medidas medioambientales y de desarrollo que adopten los pases envas de desarrollo deben tener en cuenta los intereses y las necesidades de to-dos los Estados.

7. Los pases desarrollados deben reconocer su responsabilidad en la bsquedainternacional del desarrollo sostenido, debido a las presiones que sus socie-dades ejercer en el medio ambiente.

8. Los Estados deben reducir y eliminar los modos de produccin y de consumonocivos para el medio ambiente y promover polticas demogrficas.

9. La cooperacin cientfica y tecnolgica debe facilitar la adopcin, difusin ytransferencia de tecnologas nuevas.

10. La informacin constituye la mejor forma de tratar los problemas ambientales.11. Cada pas debe promulgar medidas legislativas eficaces. Pero las normas in-

ternacionales no pueden imponer un coste econmico social injustificado, so-bre todo a los pases en desarrollo.

12. Las Medidas contra los problemas ecolgicos transnacionales o mundiales de-ben acordarse con un consenso internacional.

13. Debe instaurarse un derecho internacional sobre la responsabilidad y la in-demnizacin de los daos causados al medio ambiente.

14. Se prohbe exportar de un pas a otro cualquier actividad o sustancia que de-grade el medio ambiente o sea nociva para la salud.

15. La ausencia de una certeza cientfica no debe servir como pretexto para aplazarla adopcin de medidas efectivas para prevenir la degradacin del entorno.

16 y 17. Estabilizar la contaminacin a nivel internacional. Deben realizarse es-tudios sobre el impacto ambiental antes de implantar nuevas actividades quepuedan provocar efectos nocivos importantes.

18 y 19. Los Estados deben notificar rpidamente cualquier catstrofe natural osituacin de emergencia susceptible de daar el medio ambiente, y en este casola solidaridad internacional debe entrar en juego.

Entre ambos Informes han aparecido otros dos muy significativos, ElInforme Global 2000 que se prepar a principios de los 80 a propuesta delentonces Presidente de los Estados Unidos Jimmy Carter, y el InformeBrundtland publicado en 1987 en el que se examinan los problemas mscrticos del medio ambiente y el desarrollo en el planeta, y se formulanpropuestas realistas para resolverlos y asegurar que el progreso humanose mantenga a travs del desarrollo sin arruinar los recursos de las gene-raciones futuras. Consideremos brevemente el ltimo informe por ser sinduda uno de los documentos ms significativos a nivel medioambientalelaborados hasta el momento.

Ante la evidencia de la degradacin de la naturaleza, en especial en lospases en desarrollo, el Gobierno de Noruega, consciente de la amenazaque para el mantenimiento de la vida en la tierra representaba tal degra-dacin, propuso en 1984 a las Naciones Unidas la creacin de una comi-sin para estudiar la situacin del medio ambiente a escala mundial, y deaquella iniciativa naci la Comisin Mundial sobre Medio Ambiente y De-sarrollo.

Dicha Comisin, despus de 3 aos de intensos trabajos public en 1987el informe Nuestro Futuro Comn conocido como Informe Brundtlandpor haber sido la presidenta de la comisin elaboradora del mismo laSra. Brundtland, entonces Jefa de la oposicin noruega y luego Presi-denta de dicho Gobierno en 1985.


20, 21 y 22. Las mujeres, los jvenes, las comunidades autctonas y otros co-lectivos locales juegan un importante papel en la proteccin del medio ambientey tienen una funcin vital en el desarrollo sostenido.

23. La proteccin del medio ambiente y los recursos naturales de los pueblos so-metidos a opresin, dominacin y ocupacin, no sufrirn menoscabo.

24. Los Estados protegern el medio ambiente en tiempo de conflicto armado yparticiparn en la defensa medioambiental.

25. La paz, el desarrollo y la proteccin del medio ambiente son interdepen-dientes e indisociables.

26. Todas las diferencias medioambientales deben resolverse pacficamente deacuerdo con la Carta de la ONU.

27. Los Estados y los pueblos deben cooperar de buena fe y con un espritu desolidaridad en la aplicacin de los principios consagrados en la presente de-claracin y al desarrollo del derecho internacional de conseguir un desarrollosostenido.

(cont.)

El Informe Brundtland acu definitivamente el trmino desarrolloduradero o sostenible (en castellano sera ms adecuado sustentable)para referirse a un tipo de desarrollo capaz de satisfacer las necesidadesdel presente, sin comprometer la posibilidad de que las futuras genera-ciones puedan satisfacer las suyas. Sin embargo, conviene sealar que eltrmino desarrollo sostenible fue primeramente utilizado en el informeEstrategia para la conservacin mundial que public en 1980 la Unin In-ternacional para la Conservacin de la Naturaleza. Segn este informepor desarrollo sostenible se entiende un tipo de desarrollo econmico enel que los aspectos cualitativos priman sobre los cuantitativos y los as-pectos medioambientales ocupan un lugar preferente.

Sin intentar resumir aqu un informe tan importante como el informeBrundtland, si conviene indicar que las dos ideas alrededor de las cualesgira su contenido son de una parte que debemos ser capaces de satisfacerlas necesidades bsicas de todos los humanos, lo que significa dar priori-dad a las necesidades de los ms pobres, y de otra, que el desarrollo sos-tenible es posible si se contempla como un proceso de cambio de actitudesque es funcin en cada momento de la tecnologa disponible y la organi-zacin social imperante, combinados con su impacto sobre los recursosmedioambientales. Se trata por tanto de un informe razonablemente op-timista que requiere para llevarlo a la prctica de una visin de futuroacertada y de una considerable cantidad de recursos econmicos.

A partir del informe Brundtland la definicin de desarrollo sostenibleha sido adaptada a mltiples situaciones concretas ya que parece lgicoque un modelo europeo de desarrollo sostenible no tenga que ser idnti-co al aplicable en otras partes del mundo con caractersticas sociales di-ferentes a las que a la sociedad europea le son propias. En concreto, en laComunidad Europea se trabaja con una definicin de desarrollo sosteni-ble que significa maximizar los beneficios netos del desarrollo econ-mico sin que varen en el tiempo los servicios y la calidad del capital na-tural. La Sra. Thatcher en un discurso pronunciado en 1988 se refiri aldesarrollo sostenible de una manera mucho ms inteligible diciendo quela tierra no puede ser el feudo de ninguna generacin, lo nico que te-nemos es un arrendamiento de por vida con la obligacin de mantenerlaen perfecto estado.

Resulta obvio que los pases ricos, cuyas poblaciones han dejado decrecer y tienen unos estndares de vida suficientemente altos, tenganms fcil llevar a la prctica un desarrollo sostenible que los pases po-bres. Si nos referimos a la Comunidad Europea, donde la poblacin den-tro de 30 40 aos ser similar a la actual, el concepto de desarrollo sos-tenible puede resultar adecuado, pero si lo aplicamos a naciones africanas


o asiticas que van a triplicar su poblacin en igual lapso de tiempo,mejorando adems su nivel de vida, difcilmente lo podrn conseguir enel marco de un desarrollo sostenible.

Posteriormente a la cumbre de Ro de Janeiro ha seguido la de Jo-hannesburgo en 2002 con el objetivo de focalizar la atencin del mundoen la solucin de problemas tales como la mejora en la calidad de vida delos ciudadanos y la conservacin de los recursos naturales en un escena-rio en el que el aumento de la poblacin implica la necesidad de ms ali-mentos, agua, viviendas, energa, saneamientos y puestos de trabajo.Tambin ha servido dicha cumbre para que los dirigentes mundiales pa-sen revista a lo conseguido respecto a la ejecucin de la Agenda 21 de laCumbre de Ro de Janeiro, y para proponer polticas que activen los as-pectos que menos han avanzado desde entonces.

1.1.1. Medio ambiente fsico

El medio ambiente natural o medio fsico abarca la atmsfera, hi-drosfera y litosfera en las cuales estn contenidos todos los recursos ne-cesarios para el mantenimiento de la vida.

La biosfera es una estrecha franja que rodea la superficie terrestre, enla que se desarrollan todas las formas de vida, incluido el hombre. Todoslos materiales gaseosos, lquidos y slidos necesarios para el sosteni-miento de la vida aire, alimentos y agua provienen de la biosfera, yas mismo todos los desechos en forma gaseosa, lquida o slida van a pa-rar a la biosfera.

Hasta tiempos recientes, la biosfera ha recibido y asimilado los dese-chos generados por el hombre, los animales y las plantas, pero hoy existe elconvencimiento de que la capacidad de asimilacin de la biosfera, aunquetremenda, no es infinita, y el sistema, que ha operado durante millones deaos perfectamente, comienza a presentar sntomas de agotamiento debi-dos fundamentalmente al impacto del hombre sobre el medio ambiente.

No es extrao por tanto que la administracin responsable, reflexiva einteligente de la Tierra, constituya uno de los grandes retos que tieneplanteados la humanidad en los albores del siglo XXI.

Pero no debemos considerar solamente el impacto del ser humano so-bre el medio ambiente, tambin es muy importante el impacto del medioambiente sobre el hombre. Efectivamente, determinados contaminantesdel aire, agua, y suelo, pueden causarle enfermedades e incluso la muerte.Quizs hayan sido los efectos perjudiciales de la contaminacin del airelos ms difciles de evidenciar de manera concluyente, pero varios episo-


dios agudos de contaminacin atmosfrica han puesto de manifiesto enlas ltimas dcadas que la calidad del aire se puede deteriorar lo sufi-ciente como para constituir un riesgo cierto para la salud humana.

Por lo que respecta al agua, desde hace mucho tiempo se conoce queconstituye uno de los vectores ms importantes para la transmisin denumerosas enfermedades no solamente por los contaminantes qumicoso patgenos que pueda contener, sino tambin porque a travs de la ca-dena alimentaria se pueden bioacumular determinados contaminantes.

1.1.2. Ciencia y tecnologa ambientales

En los ltimos siglos el hombre ha venido dividiendo el conocimientoen sectores o parcelas que ha denominado ciencias o disciplinas, justifi-cando este modo de proceder por la necesidad de profundizar en aspectosconcretos del conocimiento, del que surgen las especialidades profun-dos conocimientos, escasa cobertura o divisiones de la Ciencia.

Sin embargo, el parcelamiento de la ciencia que ha conducido a losms grandes logros y adelantos cientficos, ha hecho que el hombre pier-da la visin de conjunto de los fenmenos ligados a su existencia, lo quese traduce a veces, en que cada disciplina o ciencia investiga, proyecta, yejecuta planes inconexos, como si se tratase de problemas totalmentediferentes y especficos de cada una de ellas.

Hoy en da, la naturaleza interdisciplinar de la ciencia, y la impor-tancia de unificar una serie de principios vlidos para el conjunto de lamisma, est fuera de toda duda, y precisamente ste es el caso de laciencia del medio ambiente.

Ante una evidente imposibilidad de las diferentes ciencias para en-frentarse por separado con la situacin planteada por el creciente dete-rioro ambiental, surge una nueva visin del problema en forma de disci-plina capaz de ocuparse de las interacciones del hombre con su ambientede forma integral y globalista que no es ms que la forma en que abordael estudio del medio ambiente la ciencia que se conoce como ciencia delmedio ambiente, y que, como hemos dicho, se ocupa del estudio de nues-tro entorno y de sus interacciones con el hombre. Conocer los procesosmedioambientales y la influencia que el hombre ejerce sobre ellos, re-quiere del conocimiento de varias de las ciencias naturales. Lgicamentela Qumica, la Fsica y la Biologa son disciplinas bsicas para entenderlos procesos a los que nos estamos refiriendo. Sin embargo, otras como laGeologa, la Metereologa, etc. ocupan tambin un lugar importante.


No son slo las ciencias naturales las que tienen que ver con la cienciadel medio ambiente. Decisiones polticas, legislativas y condiciones socia-les, influyen de forma considerable sobre el impacto que el hombre ejercesobre su entorno, por lo que tambin las Ciencias Polticas, el Derecho y laSociologa son ramas de la ciencia que es necesario tener en cuenta cuan-do nos ocupemos del estudio de la ciencia del medio ambiente.

Precisamente por tratarse de una ciencia multidisciplinar es por loque la ciencia del medio ambiente resulta difcil de estructurar para serimpartida en un curso universitario, ya que el profesor de la misma nopuede ser experto en todas las materias que configuran el amplio abanicode disciplinas que se debera conocer para plantear, interpretar y resolvercualquier problema de ndole medioambiental.

Por lo que se refiere a la tecnologa ambiental hay que decir que seocupa de la aplicacin de la tecnologa a la resolucin de los problemasmedioambientales que surgen del propio desarrollo tecnolgico.

Ciencia y tecnologa ambientales estn totalmente relacionadas, yaque para solucionar un problema de ndole ambiental necesitaremos pri-meramente un conocimiento profundo del mismo, que es, como hemosdicho, objeto de la ciencia del medio ambiente, para despus, y comoconsecuencia del conocimiento anterior, aplicar la tecnologa ms ade-cuada para su resolucin. De esta forma, ciencia y tecnologa ambientalesconjuntamente, tratarn de disminuir el impacto que de la actividad hu-mana se derive para nuestro entorno.

Adems, si en algn caso no fuera suficiente para resolver un deter-minado problema con la aplicacin de la mejor tecnologa correctoradisponible, se deber recurrir a la legislacin ambiental. No debemosolvidar en relacin a este tema, que la actividad humana es ya hoy capazde afectar a las condiciones bsicas de supervivencia de nuestro planeta,por lo que debemos estar dispuestos a afrontar transformaciones socialesde importancia, si con la aplicacin de la tecnologa no fuera suficientepara conseguir unos parmetros de calidad ambiental compatibles con undesarrollo equilibrado de la humanidad.

1.1.3. Qumica e Ingeniera del Medio Ambiente

Vamos, ahora, a precisar los contenidos de la qumica y la Ingenieraambientales.

La primera cuestin que se nos presenta al estudiar la qumica delmedio ambiente es la de su definicin, que por cierto no resulta fcil sobretodo si tenemos en cuenta la cantidad de contenidos diferentes que abarca.


De forma muy simple podemos decir que la qumica medioambiental esaquella parte de la qumica que se ocupa de los fenmenos qumicos queocurren en el medio ambiente, y si queremos ser ms precisos, la defini-remos como aquella parte de la qumica que estudia los orgenes, trans-porte, destino, reacciones y efectos de las especies qumicas presentes en elaire, agua y suelo, as como la influencia que la actividad humana juega so-bre dichos procesos. Hay que resaltar que la qumica medioambiental seocupa de sistemas naturales, y por tanto difciles de definir, por lo que suestudio resulta ms complejo que el de la qumica tradicional.

Una de las misiones ms importantes que la qumica medioambien-tal tiene encomendadas es la determinacin de la naturaleza y cantidadde los diferentes contaminantes presentes en una muestra ambiental. Portanto, el anlisis qumico es siempre un primer paso en cualquier inves-tigacin sobre qumica del medio ambiente. Sin embargo, como pode-mos imaginar, qumica ambiental no es lo mismo que qumica analtica,ya que la qumica ambiental no termina cuando se conocen los resulta-dos analticos, sino que contina tratando de encontrar soluciones alproblema medioambiental en estudio mediante la explicacin de la na-turaleza, reacciones, y transporte de la diferentes especies qumicas pre-sentes en el medio de donde obtuvimos la muestra analizada, as comomediante las medidas correctoras de carcter qumico que sean de apli-cacin.

Por su parte la Ingeniera Ambiental, segn la Divisin de IngenieraAmbiental de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles (ASCE en in-gls), tiene que ver con la solucin de los problemas de sanidad medio-ambiental, especialmente con la provisin de aguas potables; la adecuadadisposicin o reciclado de las aguas residuales y de los residuos slidos,as como del saneamiento necesario para ello; el control de la contami-nacin atmosfrica acuosa y del suelo, y el impacto social y ambiental delas soluciones para conseguirlo. Adems, tambin abarca todo lo rela-cionado con los problemas de ingeniera en el campo de la salud pblica,la eliminacin de los riesgos laborales para la salud, la provisin de unadecuado entorno en reas urbanas, rurales y de recreo, y con los efectosde los avances tecnolgicos sobre el medioambiente.

1.1.4. Formacin ambiental

La formacin ambiental, como expresin de la metodologa que laciencia y tecnologa ambientales deben utilizar para interpretar de formasistemtica los hechos concretos referentes a nuestro entorno, presentauna serie de caractersticas que podemos resumir de la siguiente forma:


Supone un aprendizaje continuo, que dura lo que la vida del individuo. Debe tener como objetivo bsico la preservacin del medio ambiente. Incluye a todos los miembros de la sociedad ya que cuantos ms

individuos preparados existan mayor seguridad tendremos acercade las medidas medioambientales que se tomen.

Constituye una formacin que evolucionar de acuerdo con lasmodificaciones impuestas por los nuevos conocimientos.

Como ya ha quedado indicado, se trata de una formacin interdis-ciplinar que engloba investigacin, docencia y divulgacin.

Las caractersticas comentadas sobre la formacin ambiental, comoes lgico, presentarn matices diferentes dependiendo del nivel educativoque se considere, debiendo ser en todos ellos las personas ms capacita-das las que se ocupen de las enseanzas medioambientales que de estaforma irn adquiriendo ms importancia y consideracin.

1.2. PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALES PENDIENTES

Hay que tener presente que los problemas medioambientales cambianrpidamente con el tiempo y lo que hoy resulta inabordable, puede ma-ana resolverse sin ninguna dificultad. Sin embargo los principios que seutilizan para resolver esos mismos problemas, que tambin varan con eltiempo, lo hacen a una velocidad mucho menor, por lo que sern a estosprincipios a los que dedicaremos mayor atencin en nuestro estudio y noa la resolucin de problemas medioambientales concretos.

Normalmente, para definir los trminos en que un problema medio-ambiental est planteado, es necesario contestar un buen nmero decuestiones, muchas de ellas independientes de cual sea la naturaleza delproblema. Por ejemplo:

1. Cul es la causa de la contaminacin?

2. De qu forma se distribuye el contaminante en el tiempo y en elespacio?

3. Cules son las caractersticas del contaminante?

4. Existe posibilidad de bioamplificacin?

5. Qu capacidad de descontaminacin natural, respecto de ese con-taminante, tiene el medio en que se produce la contaminacin?

Resulta obvio que cada una de estas preguntas podra dividirse a suvez en otras y estas en otras, que, como es lgico, nos permitiran unamayor concreccin en la definicin del problema en estudio.


Tomemos como ejemplo el caso del DDT que sin duda representa elinicio de la era de los modernos pesticidas de contacto. El famoso DDT,diclorodifeniltricloroetano, anatemizado en la actualidad debido a supersistencia y bioamplificacin, ha servido para evitar la prdida de mi-llones de toneladas de cereales y ha supuesto un gran servicio a la hu-manidad como consecuencia de su efectividad en el control de enferme-dades transmitidas por insectos. Pues bien, la contestacin a la anteriorescuestiones en el caso del DDT, como es de todos conocido, sera: el origendel DDT en el medio ambiente es consecuencia de la produccin y apli-cacin como pesticida de dicho producto. El problema ambiental que elDDT representa est relacionado con su toxicidad, su baja biode-gradabilidad y su bioamplificacin a lo largo de la cadena trfica. La so-lucin al problema que el uso de DDT plantea pasa: 1) por la introduccinde algn otro pesticida alternativo de menor toxicidad, que no presente elproblema de la bioamplificacin, y que se degrade ms fcilmente que elDDT; 2) porque su utilizacin, como es el caso, se prohba por ley.

Existen otras categoras de problemas medioambientales que no per-miten un planteamiento tan simple como el que hemos utilizado para elcaso del DDT. Se trata de problemas de ndole universal como la super-poblacin o la necesidad creciente de alimentos y recursos, que incidende una manera general sobre la calidad de nuestro ambiente. Si bien laconsideracin de este tipo de problemas es propio de la ciencia medio-ambiental, vamos a referirnos a ellos aqu aunque de una manera muyconcisa, al referirnos a los problemas medioambientales pendientes.

Consideremos a continuacin algunas de las categoras de problemasmedioambientales que en la actualidad nuestro planeta tiene planteados.

1.2.1. La explosin demogrfica o superpoblacinmundial

Como a nadie se le escapa, la incidencia de este factor sobre la calidaddel medio ambiente es consecuencia del mayor nmero de agresores almismo, lo cual se traduce en una mayor necesidad de recursos y en unamayor produccin de residuos contaminantes.

Podemos tener una idea aproximada de la magnitud del problema co-nociendo que la poblacin mundial, que es hoy de algo ms de 6.000 mi-llones de habitantes, (el nio 6.000 millones naci el 12 de octubre de1999), continuar aumentando durante los prximos aos y ser, segnlas previsiones de la Divisin de Poblacin de las Naciones Unidas de8.500 millones en el 2.025 y de 10.000 millones dentro de cien aos.


Pero estas macrocifras cuando cobran su verdadero valor es cuando selas compara con las de un pasado ms o menos cercano. Por ejemplo, en elao 2.000 nacieron aproximadamente los mismos nios que en los quinceprimeros siglos de la era cristiana, y eso pese a los programas de planifica-cion familiar. Adems, el 95% de esos nacimientos se produjeron en los pa-ses menos desarrollados, por lo que algunos expertos se muestran preocu-pados ante la posibilidad de que el crecimiento demogrfico de las nacionesdesarrolladas llegue a ser nulo, e insisten en la necesidad de adoptar medidaspreventivas urgentes. En la Figura 1.1 se presenta el crecimiento de la po-blacin mundial y de la poblacin total mundial desde el ao 1950 al 2005, ylas previsiones hasta el ao 2050 segn el U.S. Census Bureau.

En Espaa, segn el Instituto Nacional de Estadstica la poblacin to-tal, era a final de 2004 de casi 44 millones de habitantes, de los cuales losextranjeros empadronados ascendan a 3,69 millones, o un 8,4% de la po-blacin total. Conviene resaltar de estos datos que slo seis aos antes, en1998, el nmero de inmigrantes representaban slo el 1,6% de la pobla-cin total. Por lo que respecta al crecimiento de la poblacin espaola enun futuro prximo, diversos estudios la sitan en una horquilla que va delos 53 millones con 15 millones de extranjeros en el ao 2050, a los 43 mi-llones y 6,4 millones de inmigrantes, que prev la oficina de estadstica delas UE, Eurostat, para el mismo ao.


Cre

cim

ient

o en

mill

ones

1000

800

600

400

200

0

Pobl

aci

n en

mile

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mill

ones

10

8

6

4

2

01570 1800 1850 1900 1950 2000 2050

Crecimiento de la poblacin mundialPoblacin total mundial

Ao

FIGURA 1.1. Crecimiento de la poblacin mundial y de la poblacin total mundialdurante el periodo 1950-2005 y previsiones hasta el ao 2050.

1.2.2. La necesidad creciente de alimentos

La superpoblacin que acabamos de comentar, conlleva una ma-yor demanda de alimentos, lo que representa una fuerte presinsobre los recursos naturales que se traduce en una masiva incorpo-racin de tierras para el cultivo mediante la tala indiscriminada demasas forestales, en mayores necesidades de aguas para riego, en laconstruccin de presas, y en el uso indiscriminado de biocidas yfertilizantes, as como en la introduccin de nuevas variedades de es-pecies de ms rendimiento, monocultivos etc., todo lo cual tieneuna influencia negativa sobre el medio ambiente pues lleva consigo,por ejemplo, la salinizacin de suelos, la contaminacin de acuferos,la eutrofizacin de lagos y la aparicin de especies resistentes a losbiocidas.

El reto planteado a la agricultura del futuro no es slo el de dar de co-mer a los 10.000 millones de habitantes que habr dentro de cien aos,sino tambin el de lograr el nivel de produccin suficiente con un dete-rioro del ambiente menor del actual. Qu tcnicas sern necesarias paraconseguir todo eso? Aunque se podran sealar un buen nmero de in-novaciones, destacaremos tres categoras en razn de su importancia: lasque reducen el deterioro medioambiental de los biocidas y fertilizantes,las que reducen la demanda de agua para riego, y las que inciden en elaumento del rendimiento de los cultivos. En la Tabla 1.2 se presentan da-tos de la FAO sobre la produccin mundial del trigo, cereales secundarios(cebada, maz, etc.), y arroz en los ltimos aos, expresados en millonesde toneladas.


TABLA 1.2. Produccin mundial del trigo, cereales secundarios (cebada, maz, etc.)y arroz en los ltimos aos, expresados en millones de toneladas

2003/04 2004/05 2005/06 Variacin de 2004/05vs 2005/06 (%)

Produccin total1 1891,8 2.054,2 1.983,5 3,4 Trigo 560,6 625,9 614,1 1,9Cereales secundarios 939,9 1023,3 958,3 6,4Arroz (elaborado) 391,2 405,0 411,1 1,5Pases en desarrollo 1.051,0 1.076,7 1.081,6 0,5Pases desarrollados 840,8 977,5 901,9 7,7

1 Los datos se refieren al ao indicado en primer lugar

1.2.3. Contaminacin atmosfrica

Los problemas de la contaminacin del aire tienen que ver de unaparte con los cambios climticos a los que pueden dar origen y de otracon los efectos perjudiciales, locales o globales, de los diferentes contami-nantes atmosfricos. En la Figura 1.2 se presenta el ciclo tpico de un con-taminante atmosfrico.

La actividad humana puede influir sobre las condiciones climticas delos prximos aos de varias formas. Una de ellas es como consecuenciadel incremento de la concentracin atmosfrica del anhdrido carbnico,CO2, originado en la combustin de diferentes materiales, lo que llevaconsigo una mayor absorcin de la radiacin infrarroja que escapa de latierra y, por tanto un aumento de la temperatura en la atmsfera y en latierra que eventualmente podra causar la fusin de los casquetes polares.Se supone que del ao 1968 al 2000, el incremento de temperatura poreste efecto ha sido de unos 0,5 oC.

Otra forma de influir la contaminacin atmosfrica sobre el clima, eneste caso disminuyendo la temperatura terrestre, es consecuencia del in-cremento de la reflexin de la radiacin solar debido a la mayor cantidadde partculas en la atmsfera.

Tambin con carcter macroecolgico son de destacar los problemasde la lluvia cida, el deterioro de la capa de ozono, y el smog fotoqumico.

A nivel local la emisin de contaminantes es de la mayor importancia.En la Tabla 1.3 se presentan los contaminantes atmosfricos ms fre-cuentes, sus fuentes y efectos.


Transformaciones secas

Concentracinen el aire

Transformacioneshmedas

Mezclainicial

Transportey difusin

Emisionestotales

Mecanismode limpieza

Origennatural

Origenantropognico

Deposicinseca

Deposicinhmeda

FIGURA 1.2. Ciclo de un contaminante atmosfrico tipo.


TABLA 1.3. Fuente, propiedades, efectos y concentraciones de los contaminantesatmosfricos ms frecuentes

Contaminante

SO2

SO3

CO2

CO

NO2

NO

O3

CxHyHidrocarburos

Partculas

HF

Origen

Combustiblesfsiles

Combustiblesfsiles

Combustiblesfsiles

Vehculos

Vehculos

Vehculos

Combustiblesfsiles,industria,vehculos

Vehculos,industria,fuentesnaturales

Combustiblesfsiles,industria,partculas

Industria(Refino delaluminio)

Propiedades

Gas incoloro, olorsofocante, muysoluble en H2O

Solubles en aguapara formarH2SO4

Incoloro einodoro

Incoloro einodoro

Color marrn onaranja

Incoloro

Altamentereactivo

Diversasdependiendo desu origen

Diversasdependiendo desu origen

Incoloro, olorpunzante

Efectos

Daa lavegetacin y losmateriales. Txico

Altamentecorrosivo

Posibles efectossobre el balancetrmino terrestre

Txico

Txico. Formacindel smogfotoqumico

Se producen en lacombustin a altasT. y P.

Se producedurante el smogfotoqumico, daala vegetacin y losmateriales

Puedentransformarse enoxidantesfotoqumicos

Pueden causarproblemasrespiratorios

Txico

Niveles deconcentracin

25 g/m3 enciudades

25 g/m3 enciudades

0,032%

20 g/m3 enciudades

75 g/m3 enciudades

200 g/m3 enciudades

50 g/m3 enciudades

Variablesdependiendo delhidrocarburo

40 g/m3 enciudades

Local

Para controlar los efectos nocivos de la contaminacin atmosfrica so-bre las personas, dems seres vivos y patrimonio cultural surgen los es-tndares de calidad del aire que son valores que no deben sobrepasarse enningn caso.

Los estndares espaoles de calidad del aire, aparecieron por primeravez en el BOE de 22 de abril de 1975, habiendo sido modificados variasveces desde entonces, siendo en estos momentos los Reales Decretos1073/2002 y 1796/2003 los que fijan dichos valores.

Las sociedades modernas, especialmente las industrializadas, hanbasado su crecimiento econmico en la utilizacin de grandes cantidadesde energa, provenientes en su mayor parte de los combustibles fsiles.As, por ejemplo, en el momento actual alrededor del 80% de la demandade energa mundial se cubre con carbn, petrleo, y gas natural. En elcaso concreto de Espaa, los consumos de dichos combustibles respectode la energa primaria utilizada, que fue en 2005 de unos 463 exajulios yser de 646 en 2020, representaron en el ao 2005 un 80,2% del total.

Conviene por otra parte sealar, que la utilizacin de los combustiblesfsiles adems de los problemas de contaminacin atmosfrica a quedan lugar, son origen de frecuentes tensiones polticas y econmicas a ni-vel internacional debido a la desigual distribucin geogrfica de dichosrecursos, lo que conlleva un abastecimiento inseguro de los mismos.Otros dos problemas muy importantes relacionados con los combustiblesfsiles son el cercano agotamiento de sus reservas, especialmente en elcaso del petrleo, y el que su combustin significa la destruccin de unamateria prima importantsima para la industrial qumica.

1.2.4. Pesticidas

El problema medioambiental ms importante derivado de la utiliza-cin de los pesticidas qumicos es consecuencia de la baja biodegrada-bilidad de muchos de ellos, lo que origina su acumulacin en el medioambiente con efectos a largo plazo desconocidos. Otros problemas tam-bin importantes relacionados con su uso son: su toxicidad intrnseca, susposibilidades de bioamplificacin, su falta de especificidad respecto delorganismo a eliminar, y la resistencia de ste ltimo al producto. Con-viene recordar que el primer pesticida moderno fue el DDT, al que ya noshemos referido, que se utiliz por el ejrcito aliado durante la segundaguerra mundial para controlar el tifus y la malaria. Despus de la guerrase emple tambin en usos agrcolas, y como consecuencia de su bioam-plificacin en la mayora de los pases su uso est prohibido.


Hoy en da a nivel fitosanitario se utiliza el concepto de gestin inte-grada de plagas, integrated pest control, que en definitiva significa lautilizacin de todos los medios disponibles para la lucha contra las pla-gas, eliminando al mximo los plaguicidas qumicos.

Para tener una idea de lo que el mercado de la proteccin fitosanitariarepresenta en Espaa, en la Figura 1.3 se presentan las cifras en miles detoneladas que el consumo de productos fitosanitarios ha supuesto du-rante el ao 2003 por Comunidades Autnomas.

En la Tabla 1.4 se presentan las propiedades ms relevantes desde unpunto de vista medioambiental, de diversos grupos de pesticidas qumicosque han aparecido con posterioridad a la introduccin del DDT.


Andaluca 7029

Aragn

Asturias

Baleares 144

Canarias 554

Cantabria

Castilla y Len

Castilla-La Mancha

Catalua

Extremadura

Galicia

La Rioja

Com. Madrid

Com. Murcia

Navarra

Pas Vasco

Com. Valenciana

Toneladas

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

1123

36

29

500

1330

1716

1723

268

391

129

2004

155

136

4532

FIGURA 1.3. Datos del consumo de productos fitosanitarios en Espaa por Comunida-des Autnomas durante el ao 2003 expresados en toneladas.

1.2.5. Metales pesados

En realidad el trmino metales pesados se refiere, ms que a su densidad,a que sus efectos medioambientales sean similares a los que se derivan de lautilizacin del plomo y mercurio. En este sentido, el cadmio, por ejemplo, esun metal pesado desde el punto de vista de contaminacin ambiental, mien-tras que por tener una densidad inferior a la del hierro no lo sera.

El conocimiento exacto de los efectos medioambientales de los me-tales pesados y sus compuestos resulta muy complejo como consecuen-cia, entre otras cosas, del hecho de que varios de ellos, en pequeasconcentraciones, son esenciales para la vida, y porque algunos de suscompuestos se transforman naturalmente en otros de muy diferente to-xicidad.

Parece lgico pensar que la presencia de estos metales en el medioambiente va a incrementarse en el futuro debido al previsible aumento enel precio del petrleo, lo que originar un aumento en el empleo del car-bn como fuente de energa, y como consecuencia, mayores emisiones deestos metales a la atmsfera. Por otra parte, tambin es lgico pensar en


TABLA 1.4. Propiedades de inters medioambiental de los principales gruposde pesticidas qumicos

Clase

Hidrocarburosclorados

Compuestosrganofosforados

Carbamatos

Fenoxiherbicidas

Ejemplos

AldrnDDTLindano

ParationMalation

CarbarilZectran

Acido 2,4diclorofenoxi-actico.Acido 2,4,5triclorofenoxi-actico.

LD50mg/Kg (ratas)

40250125

81500

54030

Persistencia(vida media)*

Persistentes. (Dosa cinco aos)

Degradables.(Una a diezsemanas)

Degradables.(Una semana)

Moderadamentedegradables. (Dosa cuatro meses)

Toxicidad

Relativamentebaja para elhombre

Alta para elhombre y otrosanimales

Diversasdependiendo delcaso concreto

Baja para elhombre y otrosanimales

* La vida media es el tiempo que tarda en degradarse la mitad de la cantidad aplicada.

un aumento del precio de muchos de estos metales, debido a su escasez oa las dificultades para su extraccin, por lo que se recuperarn mayorescantidades de algunos de ellos, lo cual, desde un punto de vista medio-ambiental, resultar muy adecuado.

En la Tabla 1.5 se presentan las fuentes y efectos sobre la salud de al-gunos metales pesados presentes en el medio ambiente.


TABLA 1.5. Origen y efectos sobre la salud de algunos metales pesados presentesen el medio ambiente

Elemento

Arsnico

Berilio

Cadmio

Mercurio

Nquel

Antimonio

Selenio

Manganeso

Plomo

Vanadio

Platino

Origen

Minera. Pesticidas. Residuos qu-micos.

Combustin del carbn. Industrianuclear y del espacio.

Combustin del carbn. Residuosmineros. Chapado de metales.

Combustin del carbn. Residuosindustriales. Mineria.

Combustin del carbn. Aditivosde la gasolina. Catalizadores.

Industria del esmaltado de loza.Composicin tipogrfica.

Combustin del carbn, y petr-leo.

Minera. Residuos industriales.Aleaciones.

Combustin de las gasolinas plo-madas. Industria. Pinturas.

Combustin del carbn y petr-leo. Industria.

Catalizadores de combustin.

Efectos

Txico. Posiblemente cancergeno. Der-matitis. Melanosis.

Toxicidad aguda y crnica. Posiblementecancergeno. Afecciones pulmonares.

Enfermedades cardiovasculares. Hiper-tensin. Reemplaza bioqumicamente alcinc. Desordenes gastrointestinales.

Toxicidad aguda y crnica. Temblores.Erupciones cutneas. Alucinaciones.

Cncer de pulmn. Dermatitis. Doloresde cabeza. Nuseas.

Patologa cardaca.

Esencial a pequeas concentraciones ytxico a altas concentraciones. Posible-mente cancergeno. Depresiones. Hemo-rragias nasales.

Esencial para el ser humano a nivel tra-za. A altas concentraciones puede causardaos en el sistema nervioso. Fiebres.Neumona.

Txico. Anemia. Enfermedades del riny del sistema nervioso. Convulsiones.

Inhibe la formacin de fosfolpidos y losenlaces S - aminoacido.

Conjuntivitis, dermatitis crnica y asmabronquial.

1.2.6. Contaminacin del agua

Los problemas de la contaminacin del agua los podemos dividir en va-rios grupos. Los ms importantes son: los que tienen que ver con el consumoy concentracin del oxgeno necesario para la vida acutica y la biodegra-dacin de la materia orgnica, los relacionados con la descarga de nutrientesprocedentes de los fertilizantes que son la causa de la eutrofizacin,los derivados de la contaminacin del mar por grandes masas de hidrocar-buros procedentes por ejemplo de diversos accidentes de buques petroleros,y los que se refieren a la contaminacin por compuestos txicos tales comopesticidas, bifenilos policlorados, metales pesados, etc. En la Tabla 1.6 se pre-senta una clasificacin general de los contaminantes hdricos.


TABLA 1.6. Clasificacin general de los contaminantes acuosos

Clase de contaminante

Elementos traza

Compuestos organometlicos

Contaminantes inorgnicos

Nutrientes de las algas

Radionclidos

Exceso de acidez, alcalinidad,salinidad

Materia orgnica

Contaminantes orgnicos

Pesticidas

Bifenilos policlorados

Patgenos

Detergentes fosforados

Sedimentos

Masas de hidrocarburos

Aumento de la temperatura

Caractersticas toxicolgicas

Muchos de ellos esenciales a niveles bajos pero txicosa niveles altos

Txicos

Txicos para la flora y fauna acutica

Eutrofizacin

Txicos

Calidad del agua

Calidad del agua. Nivel de oxgeno

Txicos

Txicos

Posibles efectos biolgicos

Efectos sobre la salud

Eutrofizacin

Calidad del agua

Efectos sobre la fauna

Disminucin de la concentracin de oxgeno disuelto

1.2.7. Contaminacin por residuos slidos

La produccin de residuos slidos per cpita se ha incrementado no-tablemente en las ltimas dcadas, llegando en la actualidad, en los pasesms ricos, a los 1.000 kg por habitante y ao de forma directa, cifra quepasa a ser de 20 toneladas, si consideramos adems los residuos produ-cidos de forma indirecta. Por afectarnos a todos muy directamente, los re-siduos slidos urbanos representan un apartado muy importante dentrodel tema general de residuos que estudiaremos en el captulo VI. En la Ta-bla 1.7 se presenta la tasa diaria de produccin actual de residuos urba-nos en diferentes pases.


1.2.8. Aditivos alimentarios

En el mundo se utilizan ms de 2.000 compuestos qumicos comoaditivos alimentarios por lo que resulta de vital importancia conocer elriesgo para la salud humana que implica su uso, lo que resulta una la-bor complicada que puede llevar muchos aos de investigacin yaque incluye conocer adems sus efectos a largo plazo. En la Tabla1.8 se presentan las clases ms importantes de aditivos alimentarios ysus aplicaciones.

La Comisin del Codes Alimentarius, creada en 1963 por la FAO y laOMS define como aditivo alimentario toda sustancia que no es nor-malmente consumida en tanto que alimento en s y que habitualmente seutiliza como ingrediente caracterstico de un alimento; tanto si tiene valornutritivo como si no, se adiciona intencionadamente al alimento, con unafinalidad tecnolgica o organolptica, en una determinada etapa de la fa-bricacin, transformacin, preparacin, tratamiento, empaquetamien-to, transporte o almacenamiento de dicho alimento; determina o puededeterminar (directa o indirectamente) su incorporacin o la de sus deri-

TABLA 1.7. Tasa de Produccin de RSU en distintos pases expresadosen kg/persona/da

Espaa............................................................................... 1,1-1,8 kg/P.dEuropa ............................................................................... 1,0-2,1 kg/P.dEE UU ................................................................................ 2,0-2,9 kg/P.dPases Subdesarrollados ...................................................... 0,3-0,6 kg/P.dMedia Mundial ................................................................... 0,6-2,0 kg/P.d

vados al alimento, o puede afectar de alguna otra manera a las caracte-rsticas de este alimento. La expresin no se aplica a las sustancias aa-didas a los alimentos con la finalidad de mantener o mejorar las propie-dades nutritivas.

Al hablar de aditivos alimentarios, dos conceptos muy importantesson: las dosis tecnolgicamente til, que indica la dosis que permite ob-tener el efecto deseado, y la dosis diaria admisible que es aquella que pue-de ingerirse sin que aparezcan efectos adversos.


TABLA 1.8. Principales clases de aditivos alimentarios y ejemplosde cada uno de ellos

Clase

Antioxidantes

Colorantes

Emulgentes y estabilizantes

Enzimas

Potenciadores de sabor

Aromatizantes

Auxiliares de panificacin

Edulcorantes sintticos

Controladores de pH

Conservantes

Espesantes y gelificantes

Estimulantes

Secuestrantes

Antiaglutinantes

Acidificantes

Ejemplo

Butilhidroxianisol, galatos, gas nitrgeno

Caramelo, rojo de remolacha, colorantes orgnicossintticos

Mono y diglicridos de cidos grasos alimenticios,lecitinas

Glucosa-isomerasa, pectinmetilesterasa

Glutamato monosdico

Vainillina, acetato de etilo

Pirofosfato sdico, fosfato aluminnico sdico

Sacarina, ciclamatos

Acido actico, carbonato clcico

Benzoato sdico, dixido de azufre, cido srbico

Alginatos, gomas, pectinas, celulosa y derivados

Cafena

cido etilendiamintetraactico , (AEDT)

Fosfato triclcico

cido ctrico, cido tartrico

1.2.9. Necesidad de nuevas fuentes de energa

No parece descabellado pensar que nos encontramos al final de una eraen la que hemos dispuesto de una energa barata, abundante y fcilmenteadaptable a todos los aspectos de nuestra vida, y que comienza otra en laque va a ser necesario dedicar los mximos esfuerzos y recursos a la bs-queda de fuentes de energa diferentes de los combustibles fsiles y alahorro energtico, entendiendo ste como una forma de utilizacin msinteligente de la energa, mediante la mejora de la eficiencia energtica delos procesos industriales y domsticos de consumo. Se trata por tanto desustituir un sistema energtico muy adecuado pero que al final se acaba,por otro ms compatible con el medio ambiente, del que se deriva una ma-yor diversificacin energtica, una menor dependencia en el suministro, eldesarrollo de nuevas tecnologas, y en el que los recursos energticos sonmucho ms abundantes y estn ms homogneamente repartidos.

Estas fuentes diferentes de los combustibles fsiles son de dos clases,unas ya completamente disponibles y otras que lo estarn en un futuro in-mediato. Unas y otras pueden agruparse de la forma siguiente:

Procedentes directamente del sol: (solar trmica y solar fotovol-tica).

Procedentes indirectamente del sol: (energa hidroelctrica, eli-ca, biomasa, etc.).

Consecuencia del efecto gravitatorio de la luna y el sol, de algunaforma tambin solar indirecta: (energa mareomotriz).

Producto de las reacciones qumicas que suceden naturalmente enel interior de la tierra: (energa geotrmica).

Reaccin nucleares: (energa de fisin y de fusin).

Las fuentes energticas citadas, a excepcin de las nucleares, se conocenen conjunto como energas renovables y se definen como aquellas fuentesde energa que se encuentran a disposicin del ser humano de forma natu-ral y continua o repetitiva para que ste las pueda aprovechar y transformaren energa til. Su caracterstica fundamental es que se renuevan ininte-rrumpidamente por lo que pueden considerarse inagotables. Precisamentesern estas fuentes de energa las que contribuyan cada vez en mayor pro-porcin a satisfacer las crecientes necesidades energticas mundiales.

Para hacernos una idea clara de lo que la energa procedente del Solrepresenta, baste decir que la radiacin solar absorbida por la Tierraanualmente es ms de 15.000 veces superior a las necesidades mundialesde energa til en igual perodo de tiempo.


Otra fuente de energa que cada da est adquiriendo ms impor-tancia es el ahorro energtico. Los avances tecnolgicos pueden rebajarconsiderablemente la cantidad de energa necesaria para proporcionar undeterminado nivel de vida mitigando al mismo tiempo los problemasderivados del consumo energtico. Las inversiones destinadas a mejorarel rendimiento energtico pueden ayudarnos a reducir la demanda decombustibles fsiles y ahorrar inversiones de capital y ganar tiempo parael desarrollo de nuevas tcnicas de suministro, haciendo posible un cre-cimiento de bienes y servicios con un consumo estable de energa. Es l-gico, por tanto, que en la actualidad se estn dedicando muchos esfuerzosa conseguir un mejor aprovechamiento energtico.

A nivel nacional, la promocin de las energas renovables se ha vistofavorecida principalmente como consecuencia de la Ley del Sector Elc-trico de 27 de noviembre de 1997 del MINER, que incluye un RgimenEspecial para la Promocin de las Energas Renovables en el que se ga-rantiza la adquisicin de la energa elctrica que produzcan a un precioque asegure su viabilidad econmica. Esta misma Ley estableci la ne-cesidad de elaborar un Plan de Fomento de este tipo de energas (que fueaprobada en el Consejo de Ministros del da 20 de diciembre de 1999como Plan de Fomento de las Energas Renovables) con el objetivo prin-cipal de alcanzar una contribucin de las mismas al balance energticonacional del 12% para el ao 2010, lo que representa de una parte dupli-car su importancia cuantitativa en slo 10 aos, y de otra cumplir con losobjetivos del Libro Blanco para una Estrategia Comunitaria y Plan de Ac-cin (Comisin de las Comunidades Europeas, Bruselas 26 de Noviembrede 1997) que fija igual porcentaje para la contribucin de las energas re-novables al balance de energa de la Unin Europea en la misma fecha.

Debe quedar claro, sin embargo, que este tipo de polticas energticas,no alcanzarn por si solas la promocin de las energas renovables. Sonnecesarios, adems, avances tecnolgicos que den lugar a un abarata-miento de las mismas, y un reconocimiento social que fomente su utili-zacin en aquellos sectores en los que pueden resultar ms adecuadas. Atodo lo cual podra aadirse la necesidad de que en el precio de los com-bustibles fsiles se consideren los daos medioambientales inherentes asu extraccin, transporte, almacenamiento y utilizacin, as como losimportantes beneficios derivados de una mayor utilizacin de las ener-gas renovables, no slo en cuanto a emisiones, sino tambin como con-secuencia de una menor dependencia de importaciones energticas, y portanto, de una mayor seguridad en el abastacemiento.

Las energas renovables tambin tienen sus inconvenientes, entre ellosson de destacar su carcter intermitente y la imposibilidad de su utilizacin


directa para el transporte. Los anteriores inconvenientes hacen impres-cindible un sistema energtico intermedio o vector energtico que sirva denexo entre las energas renovables y los diferentes sectores de consumo.

La electricidad es uno de esos sistemas, puesto que puede producirsea partir de cualquier tipo de energa y es utilizable en la mayora de loscasos de forma eficiente y verstil a nivel de consumo final. No obstante,para determinadas aplicaciones sera ms conveniente disponer de uncombustible, y en otros casos, por ejemplo el transporte areo, un com-bustible es del todo necesario. Si a ello unimos que la electricidad no esalmacenable de forma conveniente y que da lugar a prdidas significati-vas durante el transporte, resulta obvio que la electricidad no ser elnico vector energtico en el futuro.

El hidrgeno es otro de los sistemas energticos intermedios que pue-de ser el complemento ideal a la electricidad ya que representa una seriede propiedades tales como fcilmente almacenable, transportable, nocontaminante puesto que durante su utilizacin no produce ningntipo de contaminacin, fcil de producir, renovable, independiente delos recursos primarios, aplicable de diversas formas y ms eficiente quelos combustibles actuales.

Debido a que para la obtencin del hidrgeno se necesita energa, espor lo que al hidrgeno se le considera un vector energtico ms que unafuente de energa. Adems, por tratarse de un combustibles secundario oforma sinttica de energa, debe ser producido a partir de fuentes deenerga primaria. Una vez producido, el hidrgeno puede sustituir sinninguno de sus inconvenientes a los combustibles fsiles en todas susaplicaciones, no siendo necesario para ello modificar excesivamente lastecnologas existentes.

Espaa, con niveles de insolacin superiores a los 15 MJ/m2/da deirradiacin global horizontal y vientos en numerosos puntos por encimade los 10 m/s, est perfectamente dotada para este nuevo sistema ener-gtico sol-hidrgeno, lo que sin duda podra a corto plazo disminuirnuestra dependencia energtica exterior, que es hoy del 67,6%, y a mslargo plazo convertimos en un pas exportador de energa.

Por lo que respecta al transporte y almacenamiento del hidrgeno, portratarse de un gas, puede ser transportado y almacenado mediante lasmismas tecnologas que hoy se utilizan para el gas natural. Tambin esposible licuar el hidrgeno y transportarlo o almacenarlo en dicho estadode agregacin. Para el almacenamiento de pequeas cantidades puedentambin utilizarse otros mtodos. (Formacin de hidruros metlicos, ad-sorcin sobre carbono, nanofibras de grafito, nanotubos de carbn, etc.).


De las aplicaciones del hidrgeno (recordemos que el hidrgeno pue-de sustituir a los combustibles fsiles en todos y cada una de las aplica-ciones de estos), vamos a referirnos solamente a su utilizacin en eltransporte.

Dos tipos diferentes de vehculos accionados nicamente con hidr-geno se estn investigando: los que utilizan motores de combustin in-terna, y los que emplean clulas de combustible. Los primeros slo pro-ducen vapor de agua y NOX, que adems puede ser controlado hastaniveles muy bajos por mtodos conocidos. Los que utilizan clulas decombustible eliminan por completo las emisiones de NOX.

El inters del hidrgeno en aviacin es consecuencia de su elevadaenerga por unidad de masa, lo que se traduce en una mayor capacidadde carga y pasajeros, a la vez que en recorridos ms largos sin repostar.

Por lo que se refiere a los programas espaciales, todos los vuelos sehan llevado a cabo utilizando el mismo combustible: el hidrgeno lquido.De hecho, la Administracin Nacional para la Aeronutica y Espacio,NASA, de los EE UU, es el mayor consumidor de hidrgeno del mundo.

Otra cuestin interesante a considerar en el caso del hidrgeno son losriesgos inherentes a su utilizacin. Debe quedar claro en este caso que,aunque puede parecer que el hidrgeno es ms peligroso que el gas na-tural o la gasolina, dicha percepcin no est justificada ni por sus pro-piedades fsicas y qumicas ni por sus muchos aos de utilizacin a nivelindustrial o domstico. Lo que si es verdad es que todos los combustiblesqumicos, incluidos el hidrgeno, el gas natural y la gasolina, son poten-cialmente peligrosos, debiendo ser manejados con cuidado.

Por qu no se ha impuesto todava un sistema con tantas ventajas?Lgicamente hay razones de tipo econmico, pero adems, existen otrosobstculos que dificultan el paso a este nuevo sistema como son la ine-xistencia de una infraestructura adecuada y un rechazo por parte delgran pblico que tiene su origen fundamentalmente en una falta de in-formacin ecunime sobre el particular.

Podemos por tanto concluir que el sistema energa solar-hidrgeno esun sistema permanente de energa, capaz de satisfacer todas las necesi-dades energticas de la sociedad en el momento actual, y previsiblemen-te en el futuro, sin causar daos al medio ambiente, siendo en la actuali-dad el nico sistema energtico que permite un desarrollo sostenible,por lo que deberamos contribuir todos, de forma activa, a su implanta-cin gradual pero inmediata.


1.2.10. Utilizacin creciente de productos qumicos

El da 24 de febrero de 1983 el nmero de sustancias qumicas regis-tradas en el Chemical Abstracts Service de la American Chemical Societyera de seis millones, de las que el 1% son de uso corriente. En la actualidadel Chemical Registry de la Asociacin Americana de Qumica (www.cas.org)contiene informacin sobre ms de 20,8 millones de sustancias qumicas.

La produccin y manipulacin de tan elevada cantidad de sustanciasqumicas corresponde a la Industria Qumica que por este motivo es acu-sada sin razn, cada vez con ms fuerza, de hacer este planeta inhabitable.

Tres son los tipos de problemas ambientales que surgen en la actividad in-dustrial qumica. De una parte la fabricacin de productos intrnsecamentepeligrosos hace que la Industria Qumica pueda ser considerada por mu-chos como la causante del envenenamiento progresivo de la humanidad. Deotra parte, los procesos de fabricacin suponen un riesgo en s mismos paralos trabajadores y los habitantes de las zonas prximas. Por ltimo, hay queconsiderar los inevitables accidentes, que tratados por una prensa poco pre-parada contribuyen a daar la imagen pblica de este tipo de industria.

No debe pues extraarnos que el hombre actual est atemorizadopor el gran nmero de sustancias qumicas que le rodean y ante las que sesiente inerme, lo que ha dado lugar a la aparicin de una especie de en-fermedad, la quimiofobia, que se traduce en una reaccin negativa es-pontnea del individuo hacia los productos qumicos y por ende hacia laIndustria Qumica, que los fabrica y maneja. Ahondando ms sobre estaactitud, quiz llegramos a la conclusin de que la quimiofobia no esms que una manifestacin particular de un rechazo generalizado del serhumano a todo lo que signifique riesgo. Pero sin riesgo no hay progreso yel progreso significa asumir riesgos.

1.2.11. A modo de resumen

Una vez hechas estas sucintas consideraciones sobre algunas de las ca-tegoras de problemas medioambientales que nuestro planeta tiene plantea-dos, a las que sin duda se podran aadir otras tambin muy importantescomo la desertizacin, la disminucin de la diversidad biolgica, la desfo-restacin, el aumento de las radiaciones ionizantes y no ionizantes, el ruido,etc., vamos a ocuparnos en los prximos captulos del estudio del aire, elagua y los residuos desde una perspectiva qumica y de ingeniera ambiental,para despus estudiar la contaminacin fsica por el ruido y las radiaciones,y la evaluacin del impacto ambiental, con lo que pretendemos abarcar losprincipales captulos que se tratan en los libros de ingeniera ambiental.


EJERCICIOS DE AUTOCOMPROBACIN

1. Enunciar los principales problemas macroecolgicos derivados de lacontaminacin atmosfrica.

2. Constitucin Espaola y Medio Ambiente.

3. Repercusiones medioambientales de la tala de bosques.

4. Enuncie tres de los principales compromisos de la Cumbre de laTierra celebrada en Ro de Janeiro.

5. Qu se entiende por Biosfera?

6. Aditivos alimentarios. Clasificacin.

7. Pesticidas. Tipos y toxicidad relativa de los mismos.

8. Principales problemas de la contaminacin del agua.

9. Ventajas e inconvenientes de los sistemas alternativos de produc-cin de energa.

10. Problemas derivados de la utilizacin creciente de productos qumicos.

11. El consumo mundial de petrleo puede estimarse en 85 millones debarriles/d. Qu dimensiones debera tener un tanque cilndrico cuyaaltura sea igual a su dimetro, que contuviese el petrleo consumidoen un ao? Si todo el petrleo se utilizase para generar electrici-dad, cual sera la cantidad equivalente de Uranio-235 necesariapara producir la misma cantidad de energa? Se supone que la efi-ciencia de ambos procesos es del 33%. Datos: Potencia calorficadel petrleo 35 MJ/l. Energa de fisin del U-235, 82 TJ/kg. 1 Barril =0,159 m3. Densidad del petrleo 987 kg/m3.

12. Una muestra de aire se analiza a 0 oC y 101,33kPa de presin y re-sulta que contiene 9 ppm de CO. Se pide: Cul ser la concentracinen microgramos por m3 (g/m3).

13. Estimar los porcentajes de saturacin de carboxihemoglobina en san-gre de una persona situada en una zona de trfico intenso en la que sealcanza una concentracin de CO en aire de 100 ppm, y en una zonalibre de contaminacin con una concentracin de CO 1 ppm. Se


conoce que la relacin de equilibrio de carboxihemoglobina (COHb)y oxihemoglobina (O2 Hb) en sangre, viene dada por la expresin:

donde PCO y PO2 son las presiones parciales del CO y del O2 en el airerespirado. Considerar que el porcentaje en volumen del O2 del aire esdel 21% (210000 ppm).

14. Una central trmica produce 100 MW al da. Opera con una eficien-cia del 33%, consume un gas licuado de petrleo formado por 80%de propano y 20% butano (en peso). Calcular el incremento de con-centracin en CO2 que se producira en un da suponiendo que seconcentra en una semiesfera de 10 km de dimetro en cuyo centro sesita la central. Se sabe que los calores de combustin del propano ydel butano son respectivamente 2220 kJ/mol y 2880 kJ/mol.

15. Si asumimos que un motor mal ajustado que funciona en un garajequema la gasolina segn la reaccin:

C8 H18 + (17/2) O2 8 CO + 9 H2O.

Cuntos gramos deber quemar para que se alcance el valor de1.000 ppm de CO en volumen, expresada en CN (101,33 kPa y 0 oC)?El garaje tiene unas dimensiones de 5 3 3 m.

[ ][ ]COHbO Hb

PP

CO

O2

2102

=


SOLUCIN A LOS EJERCICIOS DE AUTOCOMPROBACIN

1. Los principales problemas macroecolgicos derivados de la conta-minacin atmosfrica son los siguientes:

El efecto invernadero. Debido principalmente al CO2, y en menormedida al CH4 y a los FCCs.

La llu

ciencia y tecnología del medioambiente

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