Según cálculos de la Organización Mundial de la Salud alrededor de 1,3 millones de personas mueren cada año en el mundo de forma prematura como consecuencia de la contaminación atmosférica urbana. En España, la Sociedad Española de Neumología y Cirugía Torácica estima el número de víctimas en 16.000, casi 11 veces más que las muertes registradas en el pasado 2011 por accidentes de tráfico: 1.480.
Pese a no ser el único, el transporte es uno de los factores que contribuyen en mayor medida a agravar estos datos año tras año. Y sin embargo, es muy probable que si paras a alguien por la calle y le preguntas acerca de la problemática de las emisiones en los motores de combustión interna te conteste sólo con referencias al CO2, el cambio climático y el efecto invernadero.
Esta quizás sea la mejor prueba a la hora de confirmar que existe un gran desconocimiento acerca de este tema, cuya divulgación parece haberse centrado exclusivamente en el anhídrido carbónico y su impacto ecológico, dejando bastante al margen algunos compuestos químicos muy perjudiciales para la salud de la población.
Y es que, a pesar de ser uno de los agentes contaminantes más importantes a nivel mundial debido a su relación directa con el calentamiento del planeta, el CO2 no es el elemento más nocivo para la salud de entre cuantos salen del tubo de escape de un coche. Me refiero a la materia particulada, los óxidos de nitrógeno, el monóxido de carbono y los hidrocarburos inquemados, los grandes desconocidos que acompañan al dióxido de carbono en su camino a través de los conductos de escape de todos los vehículos que utilizan motores de combustión interna para moverse.
¿Cómo se forman los contaminantes?
Las combustión es una reacción química de oxidación en la que un elemento denominado combustible (en nuestro caso los hidrocarburos que forman la gasolina o el gasoil) se combina con otro llamado comburente (habitualmente oxígeno) para dar lugar a una serie de productos de reacción y una gran cantidad de calor. Estos productos son, por lo general, dióxido y monóxido de carbono (CO2 y CO respectivamente), agua, dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx). De esta reacción la única parte aprovechable es el calor. El resto de productos se consideran deshechos, que se vierten a la atmósfera alterando su composición.
Los hidrocarburos son una familia de moléculas formadas únicamente por carbono e hidrógeno, por lo que su combustión total con oxígeno da como únicos productos dióxido de carbono y agua. Sin embargo, debido a que el aire de la atmósfera está compuesto de oxígeno en sólo un 21%, frente a un 78% de nitrógeno y un 1% de otros gases, la formación de otros productos como los NOx es inevitable.
Además, parte de estos hidrocarburos no se queman durante la combustión, o al menos no totalmente, saliendo a la atmósfera en forma de CO, inquemados y partículas.
En el caso de los motores de gasolina los contaminantes principales vertidos a la atmósfera son, por orden de importancia, dióxido de carbono, monóxido de carbono, hidrocarburos inquemados y óxidos de nitrógeno. Del mismo modo, en los motores diésel el CO2 es el principal contaminante, seguido de los óxidos de nitrógeno, que ocupan una situación similar a la de la materia particulada.
¿Qué riesgos entrañan estos contaminantes para la salud?
Como ya hemos apuntado anteriormente, las 16.000 muertes que cada año provoca la contaminación atmosférica urbana en nuestro país no tienen como causa principal las emisiones de CO2. Sin embargo, una alta presencia de dióxido de carbono en el aire contribuye a empeorar su calidad, y las condiciones climáticas a las que afecta tienen una repercusión directa sobre la salud humana.
Lo mismo ocurre con los hidrocarburos inquemados. El metano, por ejemplo, tiene un potencial de calentamiento global de 23, lo que significa que en un periodo de 100 años un kilo de metano tiene la capacidad de calentar la Tierra 23 veces más que un kilo de dióxido de carbono. Afortunadamente sus cifras de emisión son mucho más contenidas, y no todos los inquemados tienen el mismo potencial de calentamiento global que el metano.
Además, estos hidrocarburos también son responsables de algunas enfermedades y disfunciones del sistema respiratorio que no detallaremos debido a que pueden estar formados por una infinidad de compuestos orgánicos, cada uno de los cuales está asociado con distintas patologías.
En cuanto al NOx, se trata del término genérico para referirse a todos los óxidos de nitrógeno, especialmente NO2 y NO3, unos gases altamente reactivos capaces de reaccionar bajo la presencia de la luz solar y el calor con diversas sustancias orgánicas volátiles que se encuentran en la atmósfera, dando como resultado el denominado ozono troposférico (O3).
El ozono no es un contaminante por sí mismo. No en vano forma parte de la composición natural de la atmósfera, y se trata de uno de los principales responsables de mantener a raya a los rayos UV que provienen del sol. Sin embargo, su presencia a baja altura sí resulta perjudicial para el ser humano, siendo causante de irritaciones en el aparato respiratorio y el agravamiento de alergias respiratorias y diversas enfermedades crónicas
Pero no sólo del ozono troposférico vive el NOx. Los óxidos de nitrógeno también contribuyen activamente a la acidificación del agua en el proceso conocido como lluvia ácida, y su capacidad para reaccionar con los compuestos de la atmósfera deriva en la generación de numerosos agentes mutagénicos y cancerígenos que se encuentran presentes en el aire que respiramos cada día.
Dentro del grupo de los gases también se encuentra el monóxido de carbono (CO), producido por la combustión incompleta de los hidrocarburos. Este compuesto es capaz de de pasar a la sangre a través de las vías respiratorias, donde se combina con la hemoglobina. Sus consecuencias: la disminución de las funciones del organismo humano por la imposibilidad de la carboxihemoglobina, el resultante de ésta combinación, para transportar el oxígeno a través del cuerpo.
Las partículas, por su parte, son capaces de introducirse en el sistema respiratorio, donde las más finas (menores de 2,5 micras) pueden abrirse paso hasta las zonas más profundas. Son causantes directas de un gran número de muertes prematuras, además de disfunciones en el sistema respiratorio, están directamente relacionadas con el asma, y en niños pueden contribuir a un mal desarrollo de la capacidad pulmonar. Además de sus efectos directos, pueden servir como medio de transporte para otras sustancias nocivas.
¿Cuáles son las soluciones al problema?
Desafortunadamente no existen soluciones al problema de las emisiones más allá de la instalación de catalizadores y de la reducción del consumo de combustibles fósiles, aunque sí cabe la posibilidad de dar preferencia a la pérdida de ciertas características en beneficio de su disminución.
En cualquier caso, contenerlas no es tarea sencilla. Veamos por ejemplo el caso de las partículas y los NOx, cuya formación está directamente ligada con la temperatura y la presión máximas que se alcanzan en el motor, aunque en sentido contrario: la generación de NOx se ve favorecida en tanto en cuanto aumentan la temperatura y la presión de la cámara de combustión, condiciones óptimas para reducir el número de partículas.
De este modo, a la hora de valorar la relación de compresión con la que debe trabajar un motor, debe tenerse en cuenta que, a pesar de que las relaciones de compresión altas son favorables para incrementar el rendimiento, suponen también un aumento de la temperatura máxima, y por lo tanto unos mayores niveles de generación de NOx.
Lo mismo ocurre con el dosado: la temperatura máxima en el motor se alcanza utilizando dosados ligeramente más pobres de combustible que la relación estequiométrica. Para disminuir esta temperatura y reducir la emisión de NOX, la única opción pasa por enriquecer la mezcla, con el consiguiente aumento de consumo y la aparición de un mayor número de inquemados y partículas en los gases de escape finales.
Llegados a este punto, habría que entrar a valorar qué es más dañino a largo plazo, el NOX o las partículas y los hidrocarburos inquemados, y si estamos dispuestos a aumentar el consumo de combustible o disminuir la eficiencia de los motores para potenciar la reducción de emisiones de uno u otro.
En cuanto a la instalación de catalizadores, pese a ser una medida efectiva a la hora de frenar las emisiones gracias a la conversión catalítica de NOx a N2 y la oxidación de CO e hidrocarburos inquemados a CO2, al igual que ocurre con los filtros de partículas, no termina con el problema, pues su capacidad de actuación es limitada.
De nuevo, parece que la única solución para reducir de verdad la contaminación atmosférica urbana pasa por un cambio en el paradigma de la movilidad; por el cambio del motor térmico al motor eléctrico.
Sin embargo, todo sea dicho, los inconvenientes provocados por el uso masivo de la combustión interna no dejarán de existir mientras los hidrocarburos tradicionales y el carbón sigan utilizándose en la producción energética de las centrales térmicas, aunque por las características intrínsecas de éstas, principalmente su localización fuera de los núcleos urbanos y la posibilidad de gestionar de forma más eficiente las emisiones, verán su impacto profundamente amortiguado.
Fuente: Revista Española de Pediatría (PDF) | OMS | Consumer | Producción propia
Imágenes: Chris Keating | luipermom | gmperez |
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