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Cada vez que respiramos

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Respiramos desde el instante en que nacemos hasta el instante en que morimos. Se trata de una necesidad vital y constante, no solo para nosotros, sino para toda la vida en la Tierra. Una calidad del aire deficiente nos afecta a todos: perjudica nuestra salud y la salud del medio ambiente, y ello provoca pérdidas económicas. Pero ¿de qué se compone el aire que respiramos y de dónde vienen los diversos contaminantes atmosféricos?
ImaginAIR: MALAIRE

ImaginAIR: MALAIRE  Image © Stella Carbone

No puedo sino asombrarme de cómo se va perdiendo el esplendor del medio ambiente debido a la contaminación, especialmente la contaminación atmosférica.

Stephen Mynhardt, Irlanda (ImaginAIR)

La atmósfera es la masa gaseosa que rodea nuestro planeta y se compone de capas con diferentes densidades de los gases. La capa más delgada y próxima al suelo es la llamada «troposfera». Es donde viven las plantas y los animales, y donde tienen lugar nuestros fenómenos meteorológicos. Tiene una altitud de cerca de 7 kilómetros en los polos y de 17 kilómetros en el ecuador.

Al igual que el resto de la atmósfera, la troposfera es dinámica. El aire varía de densidad y de composición química en función de la altitud. Se mueve constantemente alrededor del globo, cruzando océanos y enormes extensiones de tierra. Los vientos pueden transportar pequeños organismos, como bacterias, virus, semillas y especies invasoras a nuevos lugares.

Lo que llamamos «aire» se compone de...

El aire seco está compuesto por un 78 % de nitrógeno, un 21 % de oxígeno y un 1 % de argón. También contiene vapor de agua, que constituye entre el 0,1 % y el 4 % de la troposfera. El aire caliente suele contener más vapor de agua que el frío.

Contiene asimismo pequeñas cantidades de otros gases, llamados «gases traza», como dióxido de carbono y metano. Las concentraciones de estos gases en la atmósfera suelen medirse en partes por millón (ppm). Por ejemplo, en 2011 se estimó que las concentraciones de dióxido de carbono, uno de los gases traza más importantes y abundantes en la atmósfera, era de unas 391 ppm, o del 0,0391 % (indicador de las concentraciones atmosféricas de la AEMA [Agencia Europea de Medio Ambiente]).

Además, las fuentes tanto naturales como antropogénicas (es decir, asociadas a la actividad humana) liberan a la atmósfera miles de otros gases y partículas (entre ellos hollín y metales).

La composición del aire en la troposfera cambia continuamente. Algunas de las sustancias que contiene son altamente reactivas; dicho de otro modo, son más propensas a interactuar con otras para formar nuevas sustancias. Cuando algunas de estas sustancias reaccionan con otras, pueden formar contaminantes «secundarios» perjudiciales para nuestra salud y el medio ambiente. El calor —incluido el procedente del sol— suele ser un catalizador que facilita o desencadena reacciones químicas.

ImaginAIR: Ever closing

(c) Stephen Mynhardt, ImaginAIR/EEA

Lo que denominamos «contaminación atmosférica»

No todas las sustancias que hay en el aire se consideran contaminantes. En general, por contaminación atmosférica se entiende la existencia de ciertos contaminantes en la atmósfera en proporciones que repercuten negativamente en la salud humana, el medio ambiente y el patrimonio cultural (edificios, monumentos y materiales). En el contexto de la legislación, solo se tiene en cuenta la contaminación de fuentes antropogénicas, aunque en otros contextos la contaminación pueda definirse de forma más amplia.

No todos los contaminantes atmosféricos son antropogénicos. Muchos fenómenos naturales, incluidas las erupciones volcánicas, los incendios forestales y las tormentas de arena, liberan contaminantes a la atmósfera. Las partículas de polvo pueden recorrer largas distancias en función de los vientos y las nubes. Independientemente de si son naturales o antropogénicas, una vez que estas sustancias están en la atmósfera pueden intervenir en reacciones químicas y contribuir a la contaminación atmosférica. Un cielo radiante y una buena visibilidad no son necesariamente signos de un aire limpio.

A pesar de las importantes mejoras logradas en las últimas décadas, la contaminación atmosférica en Europa sigue perjudicando nuestra salud y el medio ambiente. En particular, la contaminación derivada de las partículas en suspensión y la contaminación por ozono plantean graves riesgos para la salud de los ciudadanos europeos, que afectan a su calidad de vida y reducen su esperanza de vida. Los diferentes contaminantes tienen fuentes y efectos distintos. Vale la pena examinar más de cerca los principales contaminantes.

Cuando flotan partículas diminutas en el aire

Las partículas en suspensión (PM) son el contaminante atmosférico más perjudicial para la salud humana en Europa. Estas partículas son tan ligeras que pueden flotar en el aire. Algunas de ellas son tan pequeñas (entre una treintava y una quinta parte del diámetro de un pelo humano) que no solamente penetran en nuestros pulmones, sino que también llegan a nuestra sangre, igual que el oxígeno.

Algunas partículas se emiten directamente a la atmósfera. Otras son el resultado de reacciones químicas con gases precursores, a saber, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, amoniaco y compuestos orgánicos volátiles.

Estas partículas pueden estar formadas por diversos componentes químicos, y su efecto sobre nuestra salud y el medio ambiente depende de su composición. Las partículas en suspensión también pueden contener algunos metales pesados, como arsénico, cadmio, mercurio y níquel.

Un reciente estudio de la Organización Mundial de la Salud (OMS) muestra que la contaminación por partículas en suspensión (PM2,5, es decir, partículas que no superan las 2,5 micras de diámetro) puede provocar más problemas para la salud de lo que se creía. Según el estudio de la OMS titulado «Review of evidence on health aspects of air pollution» («Examen de las pruebas sobre los aspectos sanitarios de la contaminación atmosférica»), la exposición a largo plazo a las partículas puede provocar aterosclerosis, efectos adversos en los partos y enfermedades respiratorias en la infancia. El estudio indica también una posible relación con el neurodesarrollo, la función cognitiva y la diabetes, y refuerza el vínculo causal entre las PM2,5 y las muertes relacionadas con problemas cardiovasculares y respiratorios.

Según su composición química, las partículas también pueden afectar al clima mundial, ya sea calentando o enfriando el planeta. Por ejemplo, el negro de carbono —uno de los componentes comunes del hollín que se encuentra principalmente en las partículas finas (con menos de 2,5 micras de diámetro)— se origina por la combustión incompleta de los combustibles, tanto fósiles como de leña. En las zonas urbanas, las emisiones de negro de carbono suelen provenir del transporte por carretera, en particular de los motores diésel. Además de sus efectos para la salud, el negro de carbono en las partículas en suspensión contribuye al cambio climático absorbiendo el calor del sol y calentando la atmósfera.

ImaginAIR: Price of comfort

(c) Andrzej Bochenski, ImaginAIR/EEA

Ozono: cuando se enlazan tres átomos de oxígeno

El ozono es una forma de oxígeno altamente reactiva, formada por tres átomos de oxígeno. En la estratosfera —una de las capas superiores de la atmósfera—, el ozono nos protege de la peligrosa radiación ultravioleta del sol. Sin embargo, en la capa inferior de la atmósfera —la troposfera—, el ozono es de hecho un contaminante importante que afecta a la salud humana y a la naturaleza.

El ozono troposférico (cerca del suelo) se forma mediante complejas reacciones químicas entre gases precursores como óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles no metánicos. El metano y el monóxido de carbono también desempeñan un papel en la formación del ozono.

El ozono es potente y agresivo. En concentraciones elevadas corroe los materiales, los edificios y los tejidos vivos. Reduce la capacidad de las plantas para realizar la fotosíntesis y les impide absorber el dióxido de carbono. Asimismo debilita la reproducción y el crecimiento de las plantas, mermando las cosechas y el desarrollo de los bosques. En el cuerpo humano, provoca inflamación de los pulmones y los bronquios.

Una vez expuestos al ozono, nuestros organismos intentan impedir que penetre en nuestros pulmones. Este reflejo reducirá la cantidad de oxígeno que inhalamos. Si inhalamos menos oxígeno, nuestro corazón tendrá que trabajar más intensamente. Así pues, los episodios de altas concentraciones de ozono pueden debilitar a las personas que ya sufren enfermedades cardiovasculares y respiratorias como el asma, e incluso ser mortales.

¿Qué más hay en la atmósfera?

El ozono y las PM no son los únicos contaminantes atmosféricos preocupantes en Europa. Nuestros coches, camiones, centrales eléctricas y otras instalaciones industriales necesitan energía. Casi todos los vehículos y fábricas utilizan alguna forma de combustible que queman para obtener energía.

La quema de combustibles cambia la forma de muchas sustancias, incluido el nitrógeno, el gas más abundante de nuestra atmósfera. Cuando el nitrógeno reacciona con el oxígeno se forman óxidos de nitrógeno en el aire (entre otros, dióxido de nitrógeno, NO2). Cuando el nitrógeno reacciona con átomos de hidrógeno, forma amoniaco (NH3), que es otro contaminante atmosférico con efectos perjudiciales graves sobre la salud humana y la naturaleza.

De hecho, los procesos de combustión liberan otros contaminantes atmosféricos, que van desde el dióxido de azufre y el benceno hasta el monóxido de carbono y los metales pesados. Algunos de estos contaminantes tienen efectos más o menos inmediatos sobre la salud humana. Otros, incluidos algunos metales pesados y contaminantes orgánicos persistentes, se acumulan en el medio ambiente. De este modo pueden entrar en nuestra cadena alimenticia y llegar finalmente a nuestros platos.

Otros contaminantes, como el benceno, pueden dañar el material genético de las células y provocar cáncer en caso de exposición prolongada. Dado que el benceno se utiliza como aditivo de la gasolina, cerca del 80 % del benceno emitido a la atmósfera en Europa proviene de la combustión de carburantes utilizados por los vehículos.

Otro contaminante que provoca cáncer, el benzo(a)pireno (BaP), se libera principalmente durante la quema de leña o carbón en estufas de uso doméstico. El humo de los gases de escape de los coches, especialmente de los motores diésel, es otra fuente de BaP. Además de provocar cáncer, el BaP también irrita los ojos, la nariz, la garganta y los bronquios. El BaP suele encontrarse en las partículas finas.

Efectos de la contaminación atmosférica para la salud

Medir los efectos en la salud humana

Aunque la contaminación atmosférica afecta a todo el mundo, no daña a todos en la misma medida y de la misma forma. En las zonas urbanas hay más personas expuestas a la contaminación atmosférica debido a que allí las densidades de población son más elevadas. Algunos grupos son más vulnerables, entre ellos los que padecen enfermedades cardiovasculares y respiratorias, personas con vías respiratorias reactivas y alergias que afectan a las vías respiratorias, los ancianos y los bebés.

«La contaminación afecta a todo el mundo, tanto en los países desarrollados como en los países en desarrollo», afirma Marie-Eve Héroux, de la Oficina Regional para Europa de la Organización Mundial de la Salud. «Incluso en Europa sigue habiendo una elevada proporción de la población que está expuesta a unos niveles que superan nuestras recomendaciones para las directrices sobre la calidad del aire».

No es fácil estimar el alcance total de los daños que causa la contaminación atmosférica en nuestra salud y el medio ambiente. No obstante, se han realizado muchos estudios que se concentran en determinados sectores o fuentes de contaminación.

Según el proyecto Aphekom, cofinanciado por la Comisión Europea, la contaminación atmosférica en Europa causa una reducción de la esperanza de vida de alrededor de 8,6 meses por persona.

Se pueden utilizar algunos modelos económicos para estimar los costes de la contaminación atmosférica. Estos modelos suelen incluir los gastos sanitarios derivados de ella (pérdida de productividad, gastos médicos adicionales, etc.), así como los gastos debidos a una disminución de las cosechas y los daños causados a determinados materiales. Sin embargo, estos modelos no incluyen todos los costes de la contaminación atmosférica para la sociedad.

A pesar de sus limitaciones, estas estimaciones de costes nos dan una idea de la magnitud de los daños. Casi 10 000 instalaciones industriales en toda Europa comunican las cantidades de diversos contaminantes que emiten a la atmósfera al Registro Europeo de Emisiones y Transferencias de Contaminantes (E-PRTR). Sobre la base de estos datos públicos, la AEMA ha calculado que la contaminación atmosférica de las 10 000 instalaciones más contaminantes de Europa costó a los europeos entre 102 000 millones y 169 000 millones de euros en 2009. Es más, solo 191 instalaciones resultaron ser causantes de la mitad del coste total de los daños.

Asimismo existen estudios para estimar las ganancias que podrían obtenerse si se mejorara la calidad del aire. Por ejemplo, el estudio Aphekom predice que se aumentaría la esperanza de vida si los niveles anuales medios de PM2,5 se redujeran a los recomendados en las directrices de la Organización Mundial de la Salud. Se calcula que solo logrando este objetivo podrían alcanzarse aumentos en la esperanza de vida por persona que van desde 22 meses en Bucarest y 19 meses en Budapest hasta 2 meses en Málaga y menos de medio mes en Dublín.

Efectos del nitrógeno en la naturaleza

La salud humana no es la única afectada por la contaminación atmosférica. Diferentes contaminantes tienen distintos efectos en una amplia gama de ecosistemas. Sin embargo, el exceso de nitrógeno plantea riesgos particulares.

El nitrógeno es uno de los nutrientes clave en el medio ambiente y las plantas lo necesitan para crecer sanas y sobrevivir. Puede disolverse en el agua y luego es absorbido por las plantas a través de sus raíces. Dado que las plantas utilizan grandes cantidades de nitrógeno y agotan el que hay en el suelo, los agricultores y los jardineros utilizan fertilizantes para añadir nutrientes, entre ellos nitrógeno, a la tierra y de este modo mejorar la productividad.

El nitrógeno atmosférico tiene un efecto similar. Cuando se deposita en las masas de agua o en el suelo, el nitrógeno adicional puede ser beneficioso para determinadas especies en ecosistemas donde hay cantidades limitadas de nutrientes, como los llamados «ecosistemas sensibles», con una flora y fauna únicas. Si se suministran demasiados nutrientes a estos ecosistemas, se puede alterar por completo el equilibrio entre las especies y provocar una pérdida de biodiversidad en la zona afectada. En los sistemas de agua dulce y los ecosistemas costeros, el exceso de nutrientes puede contribuir a la proliferación de algas.

La respuesta de los ecosistemas a un exceso de depósitos de nitrógeno se denomina «eutrofización». En las últimas dos décadas, la zona de ecosistemas sensibles afectados por la eutrofización en la UE solo ha disminuido ligeramente. Y hoy en día se calcula que casi la mitad de la superficie de los ecosistemas considerados sensibles corre el riesgo de eutrofización.

Los compuestos de nitrógeno también contribuyen a la acidificación del agua dulce o de los suelos de los bosques, afectando a especies que dependen de estos ecosistemas. De forma similar a los efectos de la eutrofización, las nuevas condiciones de vida pueden favorecer a determinadas especies en detrimento de otras.

La Unión Europea ha logrado reducir la extensión de los ecosistemas sensibles afectados por la acidificación, principalmente reduciendo notablemente las emisiones de dióxido de azufre. Solo algunas zonas de riesgo en la UE, sobre todo en los Países Bajos y Alemania, tienen problemas de acidificación.

ImaginAIR: Forests in the Czech Republic still affected by air pollution

(c) Leona Matoušková, ImaginAIR/EEA

«Las montañas Jizera hoy son un espacio protegido situado en el norte de Chequia y perteneciente a la región antiguamente conocida como “el Triángulo Negro”, por la gravedad de su contaminación atmosférica.» Leona Matoušková, Chequia

Contaminación sin fronteras

Aunque algunas zonas y países puedan sentir con más fuerza que otros sus efectos en la sanidad pública o en el medio ambiente, la contaminación atmosférica es un problema mundial.

Los vientos no se detienen en las fronteras y hacen que los contaminantes atmosféricos circulen por todo el mundo. Una parte de los contaminantes atmosféricos y sus precursores encontrados en Europa se emiten en Asia y América del Norte. De forma similar, una parte de los contaminantes liberados a la atmósfera en Europa son transportados a otras regiones y continentes.

Lo mismo puede aplicarse a escala más pequeña. La calidad del aire en las zonas urbanas suele verse afectada por la calidad del aire en las zonas rurales de los alrededores y viceversa.

«Respiramos continuamente y estamos expuestos a la contaminación atmosférica, tanto dentro como fuera de casa», afirma Erik Lebret, del Instituto Nacional de Salud Pública y Medio Ambiente (RIVM) de los Países Bajos. «Vayamos donde vayamos, respiramos aire que contiene toda una serie de contaminantes en proporciones que a veces pueden tener efectos perjudiciales para la salud. Por desgracia, no hay ningún lugar donde podamos respirar únicamente aire limpio».

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