lunes, 28 de noviembre de 2011

investigacion calentamiento global

El Sol es la estrella más cercana a nosotros, sostiene todos los procesos biodinámicos de la Tierra y
determina las condiciones fisicoquímicas de los planetas vecinos. Conforme la tecnología se ha desarrollado utilizando corrientes, conductores y ondas electromagnéticas, los efectos solares se han vuelto
evidentes. Durante la segunda guerra mundial las radiocomunicaciones se empezaron a usar intensamente; a partir de entonces los efectos solares se reconocieron como un problema serio. Desde esa
fecha, nuestra dependencia de la tecnología electrónica ha crecido enormemente, y con ello el potencial  dañino del Sol.
Actividad Solar y Clima
 Como los efectos del Sol en la atmósfera superior de nuestro planeta son notables, entonces nos podemos hacer la siguiente pregunta:   ¿tendrá la actividad solar también una influencia directa sobre la capa atmosférica más baja, la troposfera, que es donde se produce el clima? Estaríamos tentados a responder afirmativamente, puesto que nadie duda de que es el Sol el que provee la energía de la troposfera poniendo en marcha complicados mecanismos para generar huracanes, tormentas, regular el ciclo hidrológico, etcétera.
Desde hace ya varios siglos se ha formulado esta pregunta  y  por tanto se han dado algunas  propuestas, por ejemplo, ya en 1645, Antonii Mariae Scheyreli sugirió que un incremento en las manchas solares podría estar asociado con un clima frío. Para 1801, William Herschell decía que los altos precios de trigo indicaban un clima frío y lo asociaba con la aparición de pocas manchas solares. Las manchas solares se encuentran en la atmósfera solar más profunda, y tienen intensos campos magnéticos y temperaturas menores que sus alrededores, por ello se ven oscuras en contraste. Gracias a la variación de su número se identificó el ciclo solar de actividad de 11 años (Figura 3).
 La radiación solar que han medido los satélites en las últimas tres décadas tiene una variación muy pequeña a lo largo del ciclo solar: 0.1 % entre el mínimo y el máximo. Tal cambio es despreciable al ser  introducido en los modelos climáticos, y por ello no se le toma en cuenta. Incluso, en los medios meteorológicos, al total de la radiación solar se le llama “constante solar”, aun cuando varía. Sin embargo, en otras épocas la variación de la radiación solar ha sido más importante, llegando a incrementarse o disminuir entre 1 y 2 %. Es bien conocido que en el siglo 17 los ríos europeos se congelaron por varias decenas de años; se calcula que la temperatura promedio global del planeta bajó un grado centígrado.
Este descenso coincidió con el llamado mínimo de Maunder de la actividad solar, durante el cual el Sol no tuvo manifestaciones de actividad por 70 años, disminuyendo apreciablemente fenómenos tales como las manchas y la irradiancia solares .
El clima de la Tierra es primeramente una manifestación de cómo la radiación solar es absorbida, redistribuida en el sistema atmósfera–océano y posteriormente re-radiada hacia el espacio exterior. La composición de la atmósfera incide directamente en el balance global de energía, ya que sus componentes reflejan o absorben la radiación solar proveniente del espacio, así como la radiación térmica reemitida por la superficie terrestre en diferentes formas.
 La radiación solar que llega al tope de la atmósfera esta compuesta de todas las longitudes de onda, sin embargo, al penetrar en la atmósfera la radiación más energética, es decir con longitud de onda más corta,  es absorbida por la atmósfera superior. Por tanto a la troposfera sólo llegan radiaciones en el visible, una ventana en radio y radiaciones de mayor longitud de onda. Al llegar a tierra estas radiaciones  son degradadas al infrarrojo o calor. Este calor vuelve a la atmósfera pero el vapor de agua principalmente, y otros gases tales como el bióxido de carbono y el metano la atrapan. Esto produce un calentamiento de la superficie terrestre, llamado Efecto Invernadero.
 El Efecto Invernadero esta íntimamente ligado con el problema del calentamiento global. La idea general
sobre el fenómeno del calentamiento global es la siguiente: desde 1880 a la fecha ha habido un aumento constante del bióxido de carbono provocado por la actividad industrial y esto está provocando un efecto invernadero que conduce al calentamiento planetario. De hecho, el  aumento de temperatura promedio observado desde principios del siglo 20  es de aproximadamente 0.5 °C.
En la Figura 4 mostramos la gráfica de la irradiancia solar, y dos gráficas de la temperatura del Hemisferio Norte, desde los años 1600 a 2000. Son gráficas que se hicieron  combinando mediciones directas y reconstrucciones, basadas en otros parámetros terrestres. Al  comparar las curvas se observan algunas cosas:
a)      Entre 1610 y  1650 se nota una reducción de temperatura. Luego un incremento notable de 1710  hasta cerca de 1790. Un nuevo decremento de temperatura se da alrededor de 1810. Se da un nuevo incremento después de 1810 y luego la temperatura se mantiene más o menos constante hasta 1925
b) El mayor incremento de temperatura de todo el periodo (1600-2000) se observa a partir de 1925. En 1970 hay una disminución y después de este año se da un incremento aún mayor. 
      c) Como el bióxido de carbono siempre ha ido en aumento, la explicación que se da a la    disminución de temperatura alrededor de 1970 es que la producción industrial de aerosoles tiene un efecto de enfriamiento que compensa al efecto de invernadero.
d)  La irradiancia solar desde 1600  y hasta 1970 sigue más o menos las mismas tendencias que las curvas de temperatura. Pero ya para 1980 la temperatura sigue en pronunciado aumento sin que la irradiancia la siga.
 La conclusión a la que llegamos es que  en el cambio de la temperatura terrestre,  el Sol ha jugado un papel muy importante hasta la década de los 70’, pero después la actividad industrial definitivamente ha venido dominando.
La radiación solar, siendo parte de la actividad solar cambia con ésta. No sabemos cuándo el Sol presentará periodos de mucha menor o mucha mayor actividad y  por tanto de radiación, como ya lo ha hecho en el pasado, por ejemplo o durante el mínimo de Maunder. Es por ello que  la variabilidad solar debe incluirse en los modelos climáticos.

Figura 1. Se observa la cavidad magnética terrestre o Magnetosfera.
Si al llegar al  entorno terrestre  el material proveniente del Sol posee
un campo  magnético con una dirección opuesta al campo geomagnético,
entonces ambos campos  se  pueden reconectar  permitiendo la entrada
de material  y partículas energéticas solares.

Figura 2. Una espectacular aurora, producto del ingreso del
viento solar a la alta atmósfera terrestre.

Figura 3. El ciclo solar se observa en el número promedio por mes de manchas solares.
Entre mínimo y mínimo de este número hay aproximadamente 11 años

                                                 
Figura 4.  Las líneas llena y punteada corresponden a la temperatura del Hemisferio Norte y la línea
con círculos a la irradiancia. Hasta década de los 70’  las variaciones de la irradiancia solar reproducen
razonablemente la temperatura pero después de los 80’, la reproducción ya no es buena. Por tanto
otras fuentes de variabilidad solar o diferentes de la fuente solar deben estar presentes.
 PRINCIPALES FUENTES DE EMISION DE CO2
Desde la revolucion industrial  la combustión de productos orgánicos (entre ellos los derivados del petróleo) junto a la deforestacion causada por la actividad humana mosfera. Como podemos ver en la figura 1 casi todas las emisiones de CO2 (alrededor de 96.5%) provienen de los combustibles fosiles. Los 3 tipos de combustibles fosiles más utilizados son el carbon, el gas natural y el petroleo. Al producirse la combustión de los combustibles fosiles, el carbón contenido es devuelto casi por completo como CO2.1
Los 3 sectores principales que utilizan combustibles fosiles son:
§  El transporte
§  Los servicios públicos (electricidad, gas, petróleo, etc)
§  La producción industrial
§  El transporte:
La fuente más importante de emisiones de CO2 a nivel mundial proviene del transporte de productos y pasajeros. Las emisiones causadas cuando la gente se desplaza (coche, avión, tren, etc.) son ejemplos característicos de emisiones directas: la gente escoge a dónde va y que medio utiliza.
Las emisiones causadas al transportar productos son ejemplos de emisiones indirectas: el consumidor no tiene control directo sobre la distancia que existe entre la fábrica y la tienda. Las distancias entre el productor y el consumidor siguen en aumento generando mayor presión sobre la industria del transporte para agilizar las entregas. Es así como las emisiones indirectas van en incremento. Lo peor es que el 99% de la energía utilizada para transportar pasajeros y productos alrededor del mundo proviene decombustibles fosiles

·         Los servicios públicos (electricidad, gas, aceite, etc.):
Dependiendo de la combinacion energetica utilizada por tu compañía local, puedes descubrir que la electricidad que consumes en tu casa y en el trabajo tiene un gran impacto en el efecto invernadero. Todos los paises indrustrializados (con la excepción de Francia y Canadá) obtienen gran parte (entre el 60% y 80%) de su electricidad a partir de la combustión de los combustibles fosiles
La producción industrial:
·         Procesos industriales y manufactureros se combinan para producir todo tipo de gases de efecto invernadero, en particular grandes cantidades de CO2. Las razones son dos, en primer lugar, muchas compañías manufactureras usan directamente combustible fosil para obtener el calor y vapor necesarios para las diferentes etapas en la línea de producción. Segundo, al utilizar más electricidad que cualquier otro sector, el nivel de emisiones producidas es mayor.
Al hablar de producción industrial nos referimos principalmente a la manufactura, construcción, producción minera y agricultura. La industria manufacturera es la más relevante de las cuatro y a su vez se puede subdividir en 5 sectores que son: la de papel, comida, refinerías de petróleo, químicos, metal y productos de base mineral. Gran parte de las emisiones producidas de CO2 por la producción industrial se centran en estas cinco categorías.

PRINCIPALES FUENTES EMISORAS DE CONTAMINANTES
Los contaminantes presentes en la atmósfera proceden de dos tipos de fuentes emisoras bien diferenciadas: las naturales y lasantropogénicas. En el primer caso la presencia de contaminantes se debe a causas naturales, mientras que en el segundo tiene su origen en las actividades humanas.
Las emisiones primarias originadas por los focos naturales provienen fundamentalmente de los volcanes, incendios forestales y descomposición de la materia orgánica en el suelo y en los océanos. Por su parte, los principales focos antropogénicos de emisiones primarias los podemos clasificar en:
Focos fijos
Industriales
Procesos industriales
Instalaciones fijas de combustión
Domésticos
Instalaciones de calefacción
Focos móviles
Vehículos automóviles
Aeronaves
Buques
Focos compuestos
Aglomeraciones industriales
Áreas urbanas


Formación natural del ozono. La capa protectora de ozono y su función en la preservación de la vida.
El ozono (O3), es una sustancia cuya molécula está compuesta por tres átomos de oxígeno, formada al disociarse los 2 átomos que componen el gas de oxígeno. Cada átomo de oxígeno liberado se une a otra molécula de oxígeno (O2), formando moléculas de Ozono (O3).
A temperatura y presion ambientales el ozono es un gas de olor acre y generalmente incoloro, pero en grandes concentraciones puede volverse ligeramente azulado. Si se respira en grandes cantidades, puede provocar una irritación en los ojos y/o garganta, la cual suele pasar luego de respirar aire fresco por algunos minutos.
La tierra se halla rodeada, entre quince y cincuenta kilómetros de altura, de una capa de ozono estratosférico. La máxima concentración de ozono se localiza entre los 25 y 30 kilómetros de altura y es de vital importancia para la vida en la superficie. El ozono actúa como unas gigantescas gafas de sol que filtran la peligrosa luz ultravioleta. 
    El ozono. O3, es un alótropo del oxígeno, O2, es decir, es el mismo elemento pero bajo otra forma. El oxígeno molecular que respiramos contiene dos átomos de oxígeno y el ozono tiene tres. Esta variación molecular modifica notablemente las propiedades químicas de estos compuestos. Así, mientras el oxígeno es indispensable para la vida, el ozono es una gas de efectos nocivos para la salud si se presenta en altas concentraciones en las capas bajas  de la atmósfera y en diferente concentraciones. En la Estratosfera, donde el ozono actúa como filtro ultravioleta y en la capa baja  de la atmósfera (Troposfera), donde su presencia se considera, en determinadas concentraciones, como contaminante. 
     El ozono se forma a partir del oxígeno molecular mediante la absorción de la luz ultravioleta del sol. Esta reacción es reversible, es decir, debido a la presencia de otros componentes químicos el ozono vuelve a su estado natural, el oxígeno. Este oxígeno se convierte de nuevo en ozono, originándose un proceso continuo de formación y destrucción de estos compuestos. 
    El problema aparece cuando la concentración de los componentes que favorecen la transformación de ozono en oxígeno aumenta debido a la aportación de las actividades humanas. 
Entre estos compuestos destacan los CFC, que significan hidrocarburos de cloro y flúor, y los galones, que son hidrocarburos que contienen bromo, que como ya se ha indicado, se usan como agentes refrigerantes, disolventes, espumas aislantes, sustancias contra incendios, etc. 
    Sin embargo, estos compuestos no son lo únicos dañinos para la capa de ozono. Así, otros gases como los óxidos de nitrógeno, los constituyentes del ciclo del carbono y los compuestos hidrogenados, se combinan con los derivados del cloro y del bromo para modificar el frágil equilibrio en la capa de ozono de la Estratosfera. 
Aunque el ozono posee un proceso natural de regeneración, las medidas de reducción de las emisiones de CFC a la atmósfera no se dejarán notar hasta dentro de, por lo menos, una década. 
    Los primeros pasos tendentes a esta reducción ya han sido dados. La firma, en octubre de 1987, del Protocolo de Montreal, que desarrolla las directrices del Convenio de Viena para el control de sustancias que agotan la capa de ozono y la Cumbre de la tierra, celebrada en Río de Janeiro en 1992, son ejemplos del interés internacional por erradicar este problema. En virtud de estos acuerdos, en el año 1994 se han suspendido la fabricación de todo tipo de galones y se han establecido planes concreto para la reducción del CFC. 
LLUVIA ACIDA
La lluvia ácida se forma cuando la humedad en el aire se combina con losoxidos de nitrogeno y el dioxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas y vehículos que queman carbon o productos derivados del petroleo. En interacción con el vapor de agua, estos gases forman acido sulfurico y acidos nitricos. Finalmente, estas sustancias químicas caen a la tierra acompañando a las precipitaciones, constituyendo la lluvia ácida.
Los contaminantes atmosféricos primarios que dan origen a la lluvia ácida pueden recorrer grandes distancias, siendo trasladados por los vientos cientos o miles de kilómetros antes de precipitar en forma de rocío, lluvia, llovizna, granizo, nieve, niebla o neblina. Cuando la precipitación se produce, puede provocar importantes deterioros en el ambiente.
La lluvia normalmente presenta un ph de aproximadamente 5.65 (ligeramente ácido), debido a la presencia del CO2 atmosférico, que forma acido carbonico, H2CO3. Se considera lluvia ácida si presenta un pH de menos de 5 y puede alcanzar el pH del vinagre (pH 3). Estos valores de pH se alcanzan por la presencia de ácidos como el acido sulfurico, H2SO4, y el acido nitrico, HNO3. Estos ácidos se forman a partir del dioxido de azufre, SO2, y el monóxido de nitrógeno que se convierten en ácidos.
Los hidrocarburos y el carbón usados como fuente de energía, en grandes cantidades, pueden también producir óxidos de azufre y nitrogeno y el dioxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas y vehículos que queman carbon o productos derivados del petroleo
Efectos de la lluvia ácida
La acidificasion de las aguas de lagos, ríos y mares dificulta el desarrollo de vida acuática en estas aguas, lo que aumenta en gran medida la mortalidad de peces. Igualmente, afecta directamente a la vegetación, por lo que produce daños importantes en las zonas forestales, y acaba con los microorganismos fijadores de N.
El terminO "lluvia ácida" abarca la sedimentacion tanto húmeda como seca de contaminantes ácidos que pueden producir el deterioro de la superficie de los materiales. Estos contaminantes que escapan a la atmósfera al quemarse carbón y otros componentes fósiles reaccionan con el agua y los oxidantes de la atmósfera y se transforman químicamente en ácido sulfúrico y nítrico. Los compuestos ácidos se precipitan entonces a la tierra en forma de lluvia, nieve o niebla, o pueden unirse a partículas secas y caer en forma de sedimentación seca.
La lluvia ácida por su carácter corrosivo, corroe las construcciones y las infraestructuras. Puede disolver, por ejemplo, el carbonato de clacio, CaCO3, y afectar de esta forma a los monumentos y edificaciones construidas con marmol o caliza.
Un efecto indirecto muy importante es que los protones, H+, procedentes de la lluvia ácida arrastran ciertos iones del suelo. Por ejemplo,cationes de hierro, calcio, aluminio, plomo o zinc. Como consecuencia, se produce un empobrecimiento en ciertos nutrientes esenciales y el denominado estrés en las plantas, que las hace más vulnerables a las plagas.
Los nitratos y sulfatos, sumados a los cationes lixiviados de los suelos, contribuyen a la eutrofizacion de ríos y lagos, embalses y regiones costeras, lo que deteriora sus condiciones ambientales naturales y afecta negativamente a su aprovechamiento.
Un estudio realizado en2005 por guaci deopen university sugiere que cantidades relativamente pequeñas de sulfato presentes en la lluvia ácida tienen una fuerte influencia en la reducción de gas metano producido por metanogenos en áreas pantanosas, lo cual podría tener un impacto, aunque sea leve, en el efecto invernadero.
CONTAMINANATES DEL AIRE EN EL DF
Dentro de la zona de estudio los contaminantes tóxicos evaluados dependieron de que hubiera factores de emisiones aplicables y que las actividades específicas, a las cuales fueran aplicados estos factores estuvieran disponibles.
El término de compuestos tóxicos del aire es utilizado para referirse a un compuesto o grupo de compuestos químicos nocivos que se encuentran en la atmósfera. A veces se les llama contaminantes peligrosos del aire (hazardous air pollutant o HAP, “por sus siglas en inglés”). Son considerados tóxicos porque pueden tener efectos a corto plazo (agudos) o a largo plazo (crónicos).
Esta categoría de contaminantes agrupa a muchas sustancias con efectos variados, a diferentes concentraciones a las que dichos efectos pueden presentarse. Los compuestos van desde los que son carcinogénicos, como el 1,3- butadieno y el cloruro de vinilo, hasta los solventes químicos como el tolueno y el etilbenceno, que a las concentraciones que se hallan en el ambiente pueden limitarse a tener efectos irritantes.
Los compuestos tóxicos del aire pueden existir en forma gaseosa o como partículas. Como ejemplos de estos tenemos el benceno, tolueno, xileno y etilbenceno, los cuales forman parte de los compuestos orgánicos. También existe un cierto número de compuestos tóxicos gaseosos que pueden no ser compuestos orgánicos, como el amoniaco y el cloro. Muchos de los compuestos tóxicos como partículas son metales pesados como: el plomo, el cromo y el cadmio. 
Para identificar que contaminantes tóxicos del aire serían inventariados, fue necesaria una revisión de los listados existentes en la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de Norteamérica (USEPA por sus siglas en ingles), así como el listado RETC publicado en México, los cuales se describen a continuación. 187 HAP 
En 1990 la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de América, mediante el Acta del Aire Limpio de 1990, publicó un listado de 189 contaminantes peligrosos que requieren ser controlados (El listado original incluía 189 compuestos químicos. Sin embargo este listado es actualizado constantemente, por lo que actualmente solo son 187 contaminantes).
49 HAP PRIORITARIOS
La EPA identificó un listado de contaminantes tóxicos prioritarios para incluirlos en su inventario de emisiones tóxicas. 
33 TÓXICOS URBANOS
Como parte de los esfuerzos para reducir los contaminantes tóxicos del aire, la USEPA ha integrado una estrategia integral urbana de tóxicos del aire, la cual complementa los esfuerzos nacionales de investigación con reducciones de emisiones tóxicas del aire en áreas urbanas. Mediante esta estrategia la USEPA identifica 33 tóxicos del aire que son los más dañinos a la salud pública en un gran número de áreas urbanas. Estos 33 tóxicos, están identificados en 30 actividades comerciales e industriales comúnmente conocidas como fuentes de área.  Actualmente están reguladas en 16 categorías. 
12 PBT
El listado de los contaminantes tóxicos persistentes y bioacumulables (PBT por sus siglas en inglés) son compuestos químicos que no solamente son tóxicos, sino que permanecen en el ambiente por periodos largos de tiempo y no son fácilmente destruidos (persistencia), además de que se acumulan en los tejidos (bioacumulación). Se transfieren rápida y fácilmente al aire, agua y suelos. La USEPA ha trabajado con 12 compuestos químicos en esta categoría (aldrin/dieldrin; mercurio y sus compuestos; benzo(a)pireno; mirex; clordano; octacloroestireno; DDT, DDD, DDE,  Bifenilos Policlorados (PCB); hexaclorobenzeno; dioxinas y furanos; alquil-plomo; toxafeno.
TRI
5 El Inventario de contaminantes tóxicos (Toxic Release Inventory), es realizado con la finalidad de dar a conocer al público los compuestos químicos que son liberados por las industrias al agua, suelo y al aire. La USEPA, recopila anualmente la información de alrededor de 650 compuestos químicos liberados por la industria metalúrgica, generación de energía eléctrica y tratamiento de residuos peligrosos, entre otras. 


RETC
En nuestro País fue publicado recientemente (marzo, 2005) el listado de sustancias sujetas a reporte de competencia federal para el Registro de Emisiones y Transferencia de Contaminantes, el cual incluye 105 sustancias, de las cuales 59 se encuentran incluidas en el Listado de HAP de la USEPA, 23 pertenecen al grupo de los 33 tóxicos urbanos e integra a 9 de los 12 PBT.
LEYES AMBIENTALES DE MEXICO
Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección del Ambiente en materia de impacto ambiental, REGLAMENTO DE LA LEY GENERAL DEL EQUILIBRIO ECOLÓGICO Y LA PROTECCIÓN AL AMBIENTE EN MATERIA DE ÁREAS NATURALES PROTEGIDAS. 
2. LEY GENERAL DE VIDA SILVESTRE. y su reglamento
3. LEY DE AGUAS NACIONALES Y SU REGLAMENTO de la ley de aguas nacionales
4.LEY GENERAL PARA LA PREVENCIÓN Y GESTIÓN INTEGRAL DE LOS RESIDUOS PELIGROSOS

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