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Smog fotoquímico

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Se denomina smog fotoquímico a la contaminación del aire, principalmente en áreas urbanas, por ozono originado por reacciones fotoquímicas, y otros compuestos. Como resultado se observa una atmósfera de un color marrón rojiza. El ozono es un compuesto oxidante y tóxico que puede provocar en el ser humano problemas respiratorios.

Este tipo de smog se describió por primera vez en Los Ángeles en los años 40, y se suele dar en ciudades con bastante tráfico (emisión de óxido nítrico, NO, y compuestos orgánicos volátiles, COVs), cálidas y soleadas, y con poco movimiento de masas de aire.

Formación del smog fotoquímico

Los principales contaminantes primarios son el óxido nítrico (NO) y los compuestos orgánicos volátiles (especialmente aquellos que tienen dobles enlaces C=C).

El óxido de nitrógeno se forma a partir de la reacción a elevada temperatura del nitrógeno molecular con el oxígeno molecular:

N2 + O2 → 2NO

De forma que los vehículos son la principal fuente de óxido nítrico. A su vez, este monóxido de nitrógeno se oxida en el aire en poco tiempo dando dióxido de nitrógeno, NO2, que es el que puede dar una coloración amarilla a la atmósfera. Los gases NO y NO2 se denominan genericamente NOx.

Entre los compuestos orgánicos volátiles (COVs) se encuentran los hidrocarburos no quemados que pueden ser emitidos también por vehículos, así como disolventes o combustibles que se pueden evaporar fácilmente. También éstos pueden provenir de zonas arbóreas, al emitirse de forma natural hidrocarburos, principalmente isopreno, pineno y limoneno.

Los contaminantes secundarios, formados a partir de los anteriores, a través de una serie compleja de reacciones, son el ozono, el HNO3, y otros compuestos.

Reducción del smog fotoquímico

Para reducir la formación de smog fotoquímico es necesario disminuir la emisión de los NOx y los COVs.

Las cantidades de hidrocarburos volátiles en la atmósfera son bastante grandes comparadas con las de NOx, por lo que suelen estar en exceso. De esta forma, una reducción de éstos conduce a una disminución del smog fotoquímico menor de la esperada. Además, los hidrocarburos emitidos de forma natural pueden ser suficientes para que siga produciéndose smog (aunque en áreas urbanas no suelen ser éstos los más importantes). En cualquier caso, sigue siendo importante la reducción de los niveles de estos hidrocarburos volátiles en la atmósfera.

Una de las mayores fuentes de NOx la constituyen los vehículos. La disminución de las emisiones de óxidos de nitrógeno se hace empleando catalizadores de tres vías (los de dos vías no tratan estos gases) que los reducen a nitrógeno y oxígeno moleculares. Estos catalizadores, en el caso de los motores de gasolina, tienen una efectividad de entre un 80% a un 90%, pero sólo cuando están calientes. Además, el catalizador se va desgastando y con el tiempo va siendo menos efectivo. En el caso de los motores diésel, la efectividad es menor.

Otra de las principales fuentes de NOx es la emisión de las centrales eléctricas. También se pueden disminuir los NOx mediante procesos de reducción, aunque hay otros métodos como por ejemplo llevando a cabo la combustión en varias etapas o disminuir la temperatura de la llama.

Referencias

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Fuentes empleadas y notas