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   Edición 79 / Mayo - Junio del 2001

Columnistas



Vientos de Contaminación
(Amoníaco)

Por Dr. José Carlos Corbatta
corbatta@sinectis.com.ar

Argentina


INTRODUCCIÓN

El concepto de "iter", propio del mundo del Derecho (en especial una herramienta del Derecho Penal), en parte puede aplicarse también a los contaminantes en general. Iter significa transitar un camino, describir un itinerario, así por ejemplo el "iter criminis" dentro de la esfera del Derecho Penal es el camino del delito.


Es así como debemos entender la modalidad de desplazamiento de los contaminantes. Es decir desde la fuente de contaminación o su origen hasta nuestros cuerpos o los receptores. Todo depende en definitiva del elemento contaminante y del riesgo con que se maneja. Todos los contaminantes suelen ser peligrosos, pero cuando aumenta su peligrosidad (con el uso o mal empleo que se hace del mismo), entramos en el terreno del riesgo.

Si una fábrica libera un contaminante gaseosos, y el gas se esparce sobre un ejido ciudadano, esta ciudad sufrirá las consecuencias de la contaminación con sujeción a variables de clima, dirección e intensidad de los vientos, corrientes térmicas y relieves topográficos entre otras más.

Todo ello hace presumir que el "iter contaminatio" es muy complejo aunque no escapa a nuestra cognición. Sabemos ya que la contaminación también viaja por los aires y que casi con seguridad, las reacciones químicas en la atmósfera (con o sin ayuda de los viento) alteren la composición de los gases. Pero otra realidad, no menos cierta en necesario considerar: el volumen de contaminación que llegue hasta nosotros depende también de las condiciones del clima, y una vez incorporado a nuestros cuerpos, los contaminantes pueden transformarse en el tejido vivo.

1. El Rumbo del Viento

Ante un eminente problema ambiental, originado en una fuente fija de contaminación atmosférica, saltan a la vista, como primer paso, las directivas a impartirse o las medidas a tomarse, las que en su mayoría ya están descritas, el las leyes, reglamentos, y disposiciones complementarias, resta seguir el curso de los acontecimientos y cumplir las leyes. La ciudadanía se conmociona y en determinados casos se consterna, no obstante, los más preocupados, son los "vecinos" que viven en las proximidades de las fuentes contaminantes y los más desesperados resultan ser quienes habitan la zona atravesada por el viento. Es decir el vivir a favor del viento representa un aditamento al problema de base contaminante.

El nivel de exposición a las sustancias tóxicas que encuentran en el viento un medio más rápido de transporte va a representar un riego (aumento de la peligrosidad) para los lugareños, y para los demás seres vivos.

El humo o la nube se aprecia y se ve en tránsito, entonces ha llegado el momento de llamar a las cosas por su nombre. Se define como "penacho" a: "La masa contaminante en movimiento que se forma por un accidente, o por la salida continua, más leve, de una instalación industrial que funcione adecuadamente". El penacho, en líneas generales describe una trayectoria en zig-zag y a favor del viento, y hasta puede (a más de 70 Km de su origen), describir un arco (motivado por el giro hacia la derecha o hacia la izquierda).

2. La Preocupación Frente al Rumbo del Viento

La dirección de los vientos puede variar repentinamente. Un lamentable hecho protagonizado por Leonid Toptunov y ocurrido en horas de la madrugada del 26 de abril de 1986, en la Central Nuclear de Chernobyl (51º 17' N; 30º 15' E en las proximidades de Kiev), da cuenta de esta realidad (conteste ello con los datos obtenidos a partir del Grupo Internacional Asesor en Seguridad Nuclear), sólo comparable al decir del Prof. Valery Legasov con la erupción de uno de los tres volcanes más importantes de Italia: El Vesubio que sepultó en el 79 de nuestra era a la ciudad de Pompeya.

En aquel 26 de abril del 86 (al momento de iniciarse el accidente), el tiempo en la zona de Chernobyl era propio de una situación de altas presiones, con vientos suaves y variables, con velocidades oscilantes entre los 30 y 60 Km en la hora. Por ello, las nubes tóxicas, se desplazaron con significativa velocidad, no obstante la dirección seguida por la nube contaminante según la OMS. (Oficina Regional para Europa), se hizo notar geográficamente de la siguiente manera:

  1. Escandinavia, Finlandia y el Báltico: Se hizo notar entre el 27 al 30 de abril.
  2. Centro de Europa Oriental, sur de Alemania, Italia Ucrania y Yugoslavia: Se hizo notar entre el 28 de abril y 2 de mayo.
  3. Balcanes, Rumania y Bulgaria: Se hizo notar entre el 1º al 4 de mayo.
  4. Mar Negro y Turquía: se hizo notar desde el 2 de mayo.

Respecto de los seres vivos que se situaron debajo (mientras que el penacho de contaminación pasa encima de ellos), la dosis de contaminación recibida, se motivo por dos factores:

  1. La distancia desde el suelo hasta el límite inferior del penacho y
  2. La velocidad de depósito del material en línea recta hacia abajo del penacho.

La contaminación atmosférica desciende, desde el penacho, por la ley de la gravedad. Con casi seguridad es factible que así suceda, aún bajo la forma de partículas con contenido tóxico que bajan al suelo como material contenido en las gotas de lluvia.

3. La Química Atmosférica

En el interior de los perímetros industrializados, la atmósfera se presenta combinada con químicos contaminantes en formas sólida, gaseosa, y en aerosol. La contaminación atmosférica está condicionada por los movimientos físicos descritos, sumados a las reacciones químicas que ocurren en la atmósfera. Estas reacciones llegan a alterar bruscamente la toxicidad de la contaminación y a producir nuevos químicos a partir de las posibles combinaciones.

La lluvia ácida es un ejemplo concreto. El ácido sulfúrico y el ácido nítrico, los dos ácidos que constituyen la lluvia ácida, se forman en la atmósfera a partir de dos contaminantes gaseosos, el dióxido de azufre y el óxido de nitrógeno que se emiten cuando se quema carbón o petróleo.

Fuente Consultada:

  • Organización Mundial de la Salud.

Un Reciente Caso en Latinoamérica

El día 28 de Agosto del corriente, dos fugas de amoníaco (NH3) se registraron en una planta ubicada en el Polo Petroquímico vecino a la localidad de Ing. White próxima a la Ciudad de Bahía Blanca, en el sur de la Provincia de Buenos Aires, en la República Argentina. La localidad de Ing. White, debe su nombre a Guillermo Pío White (1770-1842), quien en 1803 desde Norteamérica se trasladó al Río de la Plata y al estallar la Revolución de Mayo prestó grandes servicios a la causa republicana, proveyendo de armamentos al ejército y aprestando la primera escuadra de la revolución. Después se le confiscaron sus bienes y emigró a Montevideo en la república Oriental de Uruguay.

La población asistió atónita a uno de los tantos acontecimientos contaminantes ocurridos en el mes del despertar ambiental bahiense, no obstante, la población activa hoy en día esta madura en los conocimientos de los objetivos de la política ambiental, conocen las leyes aplicables (me consta) y se autoconvocan como nunca antes frente a la necesidad de enfrentarse al destino común.

La planta de urea (CO(NH2)2 que por vez primera entraba en marcha registró dos escapes de amoníaco, entre las 06.30 y 07.10 de la mañana de ese lunes agitado para los vecinos de Ingeniero White; Loma Paraguaya; Villa Delfina; Villa Parodi; Villa Rosas y Villa Serra.

La urea, conocida también como carbamida, es un compuesto cristalino e incoloro, cuya fórmula, con un punto de fusión de 132,7 °C. Se encuentra abundantemente en la orina de los humanos y otros mamíferos y en cantidades menores, en la sangre, en el hígado, en la linfa y en los fluidos serosos, y también en los excrementos de los peces y muchos otros animales inferiores.

La urea está presente también en mohos de los hongos así como en las hojas y semillas de numerosas legumbres y cereales. Es soluble en agua y en alcohol, y ligeramente soluble en éter. Debido a su alto contenido en nitrógeno, la urea preparada comercialmente se utiliza en la fabricación de fertilizantes agrícolas. Es empleada además como estabilizador en explosivos de nitrocelulosa, y como componente base de resinas sintéticas.

Conforme información de la Empresa, el primer escape, se debió al incremento de presión en el proceso de la planta de urea, mientras que e segundo escape, se origino por una grieta de un tanque continente de 200 m3 de agua amoniacal.

Lo cierto es que se registraron entre 40 y 100 partes por millón de amoníaco, cuando la legislación aplicable, establece un límite máximo de 35 ppm. La exposición máxima al producto es de 15 minutos. Así los más necesitados de asistencia, es decir: los establecimientos educacionales, optaron por la autoevacuación.

No obstante, otros centros educacionales (distantes también a pocos metros de la fuente fija empresarial), fueron evacuados dos horas más tardes, lo que evidenció fallas en la etapa preventiva de la salud y en los programas existentes para mitigar las crisis ambientales (Capítulo 19, Agenda 21). Los sistemas de Alerta - Alarma - Emergencia, no se llevaron a la práctica. Por ello, menores, empleados de planta y pobladores (casi un centenar), fueron atendidos hospitalariamente. No hubo víctimas que lamentar. En otra oportunidad ahondaremos en este tema.

Fuentes Consultadas:

  • "La Nueva Provincia" Bahía Blanca, martes 29 de agosto de 2000.
  • Entrevista del autor del artículo con los vecinos autoconvocados.

Amoníaco

Usos: Industria de abonos, petróleo y carburantes, del frío, textil, insecticidas, papelera, del tabaco y para el tratamiento de metales.

Propiedades físicas: Es un gas incoloro, de olor penetrante y picante, mucho más ligero que el aire. Es soluble en agua.

Peligro de incendio: Es relativamente poco inflamable, que puede llegar a producir mezclas explosivas con el aire. Los fuegos originados por el amoníaco son complicados de sofocar. Se usa como agente extinción anhídrido carbónico y polvo químico tri-clase (A-B-C).

Patología / Toxicología: Es irritante de las mucosas, sus quemaduras son menos graves, y su ingesta es dolorosa.

Métodos de detección y determinación en el aire: Puede emplearse el aparato Draeger.

Fuente Consultada:

  • "Los efectos de la contaminación atmosférica" Venezuela Analítica: Turismo y ambiente. Opinión y análisis. Miércoles 30 de Agosto de 2000.

Determinación de Amoníaco en la Atmósfera

Método del fenolato sódico

1. Principio del Método

El amoníaco presente en la atmósfera se absorbe haciendo borbotear el aire a través de una solución de ácido sulfúrico, donde queda retenido en forma de sulfato amónico. Esta solución se valora por reacción de ión amonio con fenolato sódico e hipoclorito sódico dando una coloración azul.

La concentración de amoníaco se calcula a partir de una curva de calibración preparada con patrones de sulfato amónico.

2. Sensibilidad. Limite de Detección e Intervalo de Medida

Utilizando un espectrofotómetro con una sensibilidad de 0,0001 unidades de absorbancia, con cubeta de 1 cm de paso de luz y para un nivel de confianza del 95 por 100, se obtiene con este método una sensibilidad de 0,02 microgramos de amoníaco por mililitro.

  • Límite de detección: 0,02 microgramos de amoníaco por mililitro.
  • Intervalo de medida: De 0,02 a 5 microgramos de amoniaco por mililitro.

3. Precisión y Exactitud

  • La precisión es del 6,8 por 100.
  • La exactitud es del 6,2 por 100.

4. Toma de Muestra

La toma de muestra se realiza utilizando un captador de pequeño volumen (O.M. de 10 de agosto de 1976), cuyos elementos tendrán las siguientes características:

  • Filtro Whatman número 1 (celulosa).
  • Borboteador: De vidrio inerte (borosilicato y diámetro aproximado 5 cm). El volumen de solución captadora será de 100 ml.
  • Flujo: Alrededor de 2 m3 en 24 horas.
  • La duración de la toma de muestra será de 24 horas.

5. Instrumentos y Material de Laboratorio

  • Espectrofotómetro.
  • Cubetas para el espectrofotómetro de 1 cm de paso de luz.
  • Baño de agua regulable entre 50° y 600C.
  • Matrices aforados de 100 y 1.000 ml.
  • Probetas de 25 ml con tapón de vidrio esmerilado.
  • Pipetas aforadas de 10 ml.
  • Pipetas de 5 ml (aforadas y graduadas en décimas).
  • Material de vidrio de uso habitual en el laboratorio.

6. Reactivos

  • Ácido sulfúrico D = 1,84 (RA.).
  • Sulfato amónico (R.A.).
  • Hidróxido sódico (R.A.).
  • Tiosulfato sódico (R.A.).
  • Fenol cristalizado (R.A.).
  • Hipoclorito sódico: Riqueza aproximada del 5 al 10 por 100 de cloro activo (R.A.).
  • Agua destilada: Toda el agua destilada en el presente método ha de ser de reconocida pureza y comprobada su ausencia de amoníaco.

7. Soluciones de Reactivos

7.1. Solución captadora:

Tomar 1,4 ml de ácido sulfúrico (D = 1,84) y diluir con agua destilada hasta 1.000 ml en matraz aforado.

7.2. Solución patrón concentrada:

Disolver 3,8793 g de sulfato amónico anhidro en agua destilada completando el volumen a 1.000 ml en matraz aforado. Esta solución contiene 1 mg de amoníaco por mililitro.

7.3. Solución patrón diluida:

Tomar 10 ml de la solución patrón concentrada (7.2.) y diluir a 1.000 ml con agua destilada en matraz atorado. Esta solución contiene 10 microgramos de amoníaco por mililitro.

7.4. Solución de hidróxido sódico al 20 por 100

Disolver 80 g de hidróxido sódico en 400 ml de agua destilada y dejar enfriar.

7.5. Solución de fenolato sódico:

Pesar 83 g de fenol cristalizado y disolver en 100 ml de agua destilada. A esta disolución se añade 180 ml de la solución 7.4. y se completa con agua destilada hasta 1.000 ml en matraz aforado.

7.6. Solución de hipoclorito sódico:

La solución de hipoclorito adquirida en el comercio se filtra por lana de vidrio y se valora por yodometria con tiosulfato sódico.

7.6.1. Valoración de la solución de tiosulfato sódico 0,1 N.

Pesar exactamente entre 0,20-0,23 g de dicromato potásico (secado durante 24 h a 100°) y colocarlo en erlenmeyer con tapón esmerilado.

Disolver en 80 ml de agua libre de cloro que contenga 2 g de 1 K. Añadir, mientras se agita circularmente, 20 ml de CIH 1N y colocar inmediatamente en la oscuridad durante 10 minutos. Pasado este tiempo, valorar el tiosulfato usando engrudo de almidón como indicador.

Calcular la normalidad y factor según las ecuaciones:

N = A sobre B x 49,037

A = g de dicromato pesados
B = ml de tiosulfato gastados en la valoración
N = 0,1 x F
F = Factor de la solución de tiosulfato sódico 0,1 N

7.6.2. Valoración de la solución de hipoclorito sódico

Hacer dos valoraciones paralelas poniendo en cada una de ellas 10 ml de la solución problema, 10 ml de yoduro potásico al 10 por 100 y 10 ml de acético glacial al 10 por 100.

Valorar con el tiosulfato hasta que la coloración parda pase a ser amarillo claro; añadir 1 ml de engrudo de almidón y seguir añadiendo solución de tiosulfato hasta decoloración completa.

V x 0,1 x F x 0,035 10 = g de cloro

V = ml gastados de tiosulfato
F = Factor del tiosulfato
0,035 = Miliequivalentes de cloro

Los gramos de cloro obtenidos se expresarán en tanto por ciento. Esta solución se debe guardar en frigorífico y es estable durante algunas semanas.

8. Procedimiento

8.1. Curva de calibración:

Preparar una prueba en blanco conteniendo 10 ml de solución captadora. Junto al blanco se preparan las soluciones patrones tomando 5, 10, 20, 30 ml de solución patrón diluida (7.3.) y diluir hasta 100 ml en matraces aforados con solución captadora. Cada uno de ellos corresponde a una concentración de 0,5; 1,0; 2,0 y 3,0 microgramos de amoníaco por ml respectivamente.

De cada una de estas soluciones patrón se toman 10 ml y se sigue el mismo método operatorio que con la muestra.

Las muestras, prueba en blanco y soluciones patrón deben estar a igual temperatura antes de hacer la lectura espectrofotométrica.

Añadir a cada solución patrón 3,5 ml de la solución de fenolato sódico (7.5.) y 2,4 ml de la solución de hipoclorito sódico (7.6.). Mezclar y llevar al baño de agua previamente regulado a 52ºC durante 30 minutos. Transcurrido este tiempo se deja enfriar durante 30 minutos hasta temperatura ambiente y se miden las absorbancias respectivas.

Preparar una curva de calibración por comparación de la absorbancia de cada solución patrón con su concentración de amonio. Preparar una nueva curva por cada serie de muestras a analizar.

Con objeto de comprobar el amonio de los reactivos hacer una lectura fotométrica del blanco frente a agua destilada. La absorbancia no debería exceder de 0,020 unidades de extinción.

8.2. Análisis de las muestras

Trasvasar la muestra a un matraz aforado de 100 ml lavando el borboteador con porciones de la solución captadora y enrasar a 100 ml.

Tomar 10 ml de la muestra, a la cual se añaden 3,5 ml de la solución de fenolato sódico y 2,4 de la solución de hipoclorito sódico. Mezclar y calentar en baño de agua a 52°C durante 30 minutos. Dejar enfriar hasta temperatura ambiente y medir.

Mediante la curva de calibración determinar la cantidad de amoníaco expresado en microgramos por ml que contiene la muestra.

El complejo coloreado es estable, al menos durante 1 hora después de su desarrollo.

9. Interferencias

Algunos iones metálicos (Au, Cu...) pueden producir interferencias en el método, pero en la mayoría de los casos quedan retenidos en el filtro.

Si la muestra está turbia, ambos - muestra y solución blanco - deben ser filtradas.

10. Cálculos

El contenido en amoníaco, expresado en microgramos por metro cúbico de aire, se calcula mediante la fórmula:

Los gramos de cloro obtenidos se expresarán en tanto por ciento. Esta solución se debe guardar en frigorífico y es estable durante algunas semanas.

Ug x m sobre 3 = 100 A sobre V

Los gramos de cloro obtenidos se expresarán en tanto por ciento. Esta solución se debe guardar en frigorífico y es estable durante algunas semanas.

A = ug de NH3 x ml-1 contenidos en la muestra.

Los gramos de cloro obtenidos se expresarán en tanto por ciento. Esta solución se debe guardar en frigorífico y es estable durante algunas semanas.

V = Volumen de aire expresado en m3.

Los gramos de cloro obtenidos se expresarán en tanto por ciento. Esta solución se debe guardar en frigorífico y es estable durante algunas semanas.

100 = ml de solución captadora puestos en el borboteador.

Fuentes Consultadas:

  • Colección Sanidad Ambiental "Contaminación Atmosférica: Métodos Analíticos" Volumen II Ministerio de Sanidad y Consumo. Secretaría General Técnica. Publicaciones, Documentación y Biblioteca. Madrid. España.
  • Dirección de Salud Alimentaria y Protección de los Consumidores. Subdirección General de Sanidad Ambiental. Instituto de Salud Carlos III. @






 

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