¿Adónde se van los gases que emiten algunas fábricas?

Gases que emiten fabricas

Los gases que emiten algunas fábricas no desaparecen cuando salen por una chimenea. Una parte se dispersa en la atmósfera, otra reacciona químicamente y forma nuevos compuestos, algunos contaminantes terminan depositándose sobre el suelo o el agua y ciertos gases pueden permanecer mucho tiempo en el aire.

El destino depende de qué sustancias contenga la emisión, de la temperatura de los gases, de la altura de la chimenea y, sobre todo, del viento y de las condiciones atmosféricas. Además, muchas instalaciones industriales tratan previamente sus emisiones para retener partículas o reducir determinados contaminantes antes de liberarlos al exterior.

Contenido del artículo

Qué sale realmente de una chimenea industrial

Lo que vemos salir de una fábrica no suele ser un único gas.

Una corriente industrial puede contener una mezcla de:

  • Vapor de agua.
  • Dióxido de carbono.
  • Nitrógeno.
  • Oxígeno.
  • Óxidos de nitrógeno.
  • Dióxido de azufre.
  • Monóxido de carbono.
  • Compuestos orgánicos volátiles.
  • Partículas sólidas o líquidas.
  • Otros compuestos específicos del proceso industrial.

La composición cambia enormemente según la actividad.

No emite lo mismo una central térmica que una cementera, una industria química, una fundición o una fábrica alimentaria.

¿Los gases suben hasta desaparecer?

No.

Lo que ocurre inicialmente es una dilución y dispersión.

Al salir de la chimenea, los gases se mezclan progresivamente con el aire que los rodea. A medida que la nube de emisión se aleja de la fábrica, sus contaminantes suelen repartirse en un volumen atmosférico cada vez mayor.

Esto hace que su concentración disminuya.

Pero:

menor concentración no significa que la sustancia haya desaparecido.

Sus moléculas continúan presentes hasta que reaccionan, son retiradas de la atmósfera o permanecen en ella.

Qué ocurre justo después de salir de la chimenea

Una emisión atraviesa varias etapas.

1. Ascenso

Los gases industriales suelen salir calientes.

Como el aire caliente tiene menor densidad que el aire frío circundante, la corriente puede continuar ascendiendo después de abandonar la chimenea.

2. Transporte

El viento desplaza la emisión.

Una nube puede recorrer desde distancias relativamente cortas hasta cientos o miles de kilómetros dependiendo del contaminante y de las condiciones meteorológicas.

3. Dispersión

Las turbulencias atmosféricas mezclan progresivamente los gases con el aire.

4. Transformación química

Algunas sustancias reaccionan con otros componentes de la atmósfera.

5. Eliminación o depósito

Parte termina sobre:

  • Suelos.
  • Plantas.
  • Edificios.
  • Ríos.
  • Lagos.
  • Mares.

Otra parte puede permanecer mucho más tiempo en la atmósfera.

El viento decide en gran medida hacia dónde van

El viento es uno de los factores más importantes.

Si sopla hacia el este, la emisión se desplazará principalmente en esa dirección.

Pero el comportamiento real es más complejo porque intervienen:

  • Velocidad del viento.
  • Altura.
  • Turbulencia.
  • Relieve.
  • Edificios cercanos.
  • Temperatura del aire.
  • Estabilidad atmosférica.

La nube tampoco avanza como una línea perfectamente definida.

Se ensancha y mezcla progresivamente con la atmósfera.

Por qué las chimeneas industriales son tan altas

La altura de una chimenea favorece que los contaminantes se dispersen antes de alcanzar el nivel donde respiran las personas.

Una chimenea alta puede conseguir que una emisión llegue a capas de aire donde:

  • Existe mayor capacidad de mezcla.
  • El viento puede ser más intenso.
  • La contaminación se diluye en una zona más amplia.

Sin embargo, una chimenea alta no elimina la contaminación.

Simplemente modifica dónde y en qué concentraciones se distribuye.

Esta diferencia es fundamental.

Una chimenea alta puede reducir el problema local pero no hacerlo desaparecer

Imaginemos dos fábricas idénticas que emiten la misma cantidad de un contaminante.

La primera utiliza una salida muy baja.

El contaminante puede alcanzar concentraciones elevadas cerca de la instalación.

La segunda dispone de una chimenea adecuadamente diseñada.

La misma masa puede distribuirse en una región mayor y generar concentraciones locales inferiores.

La cantidad emitida puede ser exactamente la misma.

Por eso:

dispersar ≠ eliminar

La verdadera reducción de emisiones se consigue principalmente evitando generar el contaminante o capturándolo antes de que llegue a la atmósfera.

Qué ocurre con cada tipo de contaminante

Sustancia o contaminanteQué puede ocurrir después de emitirse
Dióxido de carbono (CO₂)Se mezcla ampliamente con la atmósfera y participa en el ciclo global del carbono
Vapor de aguaPuede condensarse y volver al ciclo del agua
Óxidos de nitrógeno (NOx)Pueden reaccionar y contribuir a formar ozono y partículas secundarias
Dióxido de azufre (SO₂)Puede transformarse en sulfatos y compuestos ácidos
PartículasPueden viajar por el aire y posteriormente depositarse
Compuestos orgánicos volátilesPueden reaccionar químicamente y contribuir a formar otros contaminantes
Monóxido de carbonoSe transforma progresivamente mediante reacciones atmosféricas
Metales presentes en partículasPueden terminar depositándose en suelos y aguas

El destino de una emisión depende mucho más de su composición química que de que visualmente parezca humo blanco, gris o invisible.

Qué ocurre con el dióxido de carbono

El CO₂ es transparente, por lo que no puede verse saliendo de una chimenea.

Una vez emitido, se mezcla con la atmósfera.

Parte del carbono entra posteriormente en intercambios con:

  • Océanos.
  • Vegetación.
  • Suelos.
  • Otros componentes del ciclo del carbono.

Pero una fracción del incremento generado por las emisiones humanas puede permanecer afectando al sistema climático durante periodos muy prolongados.

Por eso el CO₂ plantea un problema principalmente global, no solo alrededor de la fábrica que lo emite.

Qué pasa con los óxidos de nitrógeno

Los óxidos de nitrógeno, conocidos normalmente como NOx, pueden generarse durante combustiones a altas temperaturas.

No se limitan a viajar intactos por el aire.

Participan en una compleja química atmosférica y pueden contribuir a:

  • Formación de ozono a nivel del suelo.
  • Producción de nitratos.
  • Formación de partículas finas.
  • Procesos de acidificación.

Por tanto, una sustancia emitida originalmente por una chimenea puede acabar convertida posteriormente en otro contaminante distinto.

El ozono no tiene por qué salir directamente de la fábrica

Este es un ejemplo muy ilustrativo.

El ozono troposférico, perjudicial en concentraciones elevadas, puede formarse en la atmósfera mediante reacciones en las que intervienen óxidos de nitrógeno, compuestos orgánicos volátiles y luz solar.

Eso significa que el contaminante final puede aparecer:

  • Horas después.
  • A varios kilómetros de distancia.
  • En una zona donde no existe la fábrica que originó parte de sus precursores.

La contaminación atmosférica puede ser, por tanto, un fenómeno regional y no únicamente local.

Qué ocurre con el dióxido de azufre

El SO₂ puede proceder de la combustión de combustibles que contienen azufre y de determinados procesos industriales.

En la atmósfera puede oxidarse y acabar formando compuestos como sulfatos.

También puede participar en procesos que contribuyen a la acidificación.

Estos productos pueden regresar posteriormente a la superficie mediante lluvia o deposición.

Así, un gas que salió inicialmente por una chimenea puede terminar afectando a:

  • Suelos.
  • Vegetación.
  • Ecosistemas acuáticos.
  • Materiales de edificios.

Qué ocurre con las partículas

No todo lo que sale de una chimenea es gas.

También pueden existir partículas microscópicas suspendidas en la corriente de aire.

Entre ellas puede haber:

  • Polvo.
  • Hollín.
  • Cenizas.
  • Sales.
  • Metales.
  • Gotas microscópicas.

Las partículas más grandes suelen depositarse relativamente cerca.

Las más pequeñas pueden permanecer suspendidas durante más tiempo y viajar distancias mayores.

Las partículas finas pueden llegar hasta los pulmones

El tamaño tiene mucha importancia.

Las partículas suficientemente pequeñas pueden penetrar profundamente en el aparato respiratorio.

Por eso las emisiones industriales de partículas se controlan utilizando equipos específicos.

Una fábrica moderna no debería depender simplemente de una chimenea alta para dispersar polvo.

Puede incorporar tecnologías que capturen gran parte del material antes de expulsar el gas.

Qué significa que un contaminante se deposite

Cuando una sustancia abandona la atmósfera y termina sobre una superficie hablamos de deposición.

Puede producirse de dos maneras principales.

Deposición seca

Las partículas o gases entran directamente en contacto con:

  • Vegetación.
  • Suelo.
  • Agua.
  • Edificios.

Deposición húmeda

La lluvia, nieve o niebla incorpora determinados contaminantes y los transporta hacia la superficie.

Por eso la atmósfera no es el destino final de todas las emisiones.

En muchos casos funciona como medio de transporte.

La lluvia puede limpiar el aire, pero trasladar el contaminante

Después de una lluvia intensa es frecuente que disminuya la concentración de determinadas partículas atmosféricas.

Puede parecer que la contaminación ha desaparecido.

En realidad, parte ha sido arrastrada hacia:

  • Suelo.
  • Alcantarillado.
  • Ríos.
  • Lagos.
  • Vegetación.

La lluvia puede limpiar temporalmente el aire y, al mismo tiempo, transferir sustancias desde la atmósfera hacia otros compartimentos ambientales.

Qué es la lluvia ácida

Determinadas emisiones de óxidos de azufre y nitrógeno pueden transformarse químicamente y favorecer la formación de compuestos ácidos.

Estos pueden incorporarse a las precipitaciones.

Cuando este fenómeno provoca una acidificación significativa hablamos de deposición ácida, de la que la lluvia ácida es la manifestación más conocida.

Sus efectos pueden alcanzar:

  • Lagos.
  • Bosques.
  • Suelos.
  • Edificios.
  • Monumentos.

Una contaminación generada en una región puede afectar a otra situada a considerable distancia.

El humo blanco de una fábrica no siempre es contaminación visible

Muchas grandes chimeneas expulsan una nube blanca.

Esa nube puede contener una gran cantidad de vapor de agua condensado en pequeñas gotas.

El fenómeno es parecido al que permite ver el vaho en un día frío.

El vapor de agua gaseoso es invisible.

Cuando el aire húmedo y caliente se enfría, parte del agua forma diminutas gotas y aparece una nube blanca.

Por eso una columna blanca no demuestra por sí sola que estemos viendo una gran cantidad de contaminantes peligrosos.

Pero que no haya humo tampoco significa que no haya emisiones

El caso contrario es igualmente importante.

Muchos gases contaminantes son completamente invisibles.

No podemos ver directamente:

  • CO₂.
  • Monóxido de carbono.
  • Numerosos óxidos de nitrógeno en determinadas concentraciones.
  • Muchos compuestos orgánicos volátiles.

Una chimenea aparentemente limpia puede estar emitiendo gases.

Por eso las emisiones industriales no se controlan únicamente observando su color.

Se necesitan mediciones y análisis.

Qué ocurre antes de que los gases salgan al exterior

En muchas instalaciones los gases pasan primero por sistemas de tratamiento.

El objetivo es retirar o transformar determinados contaminantes.

Entre las tecnologías más habituales se encuentran:

  • Filtros.
  • Precipitadores electrostáticos.
  • Ciclones.
  • Lavadores de gases.
  • Sistemas de desulfuración.
  • Sistemas de reducción de óxidos de nitrógeno.
  • Oxidadores.
  • Adsorbentes.
  • Captación específica de determinados compuestos.

Cada tecnología está diseñada para contaminantes diferentes.

No existe un único filtro capaz de eliminar cualquier sustancia.

Cómo funcionan los filtros de partículas

Los filtros permiten separar partículas sólidas de la corriente gaseosa.

Un sistema industrial puede conseguir que el gas atraviese un material filtrante mientras el polvo queda retenido.

Posteriormente ese material recogido debe:

  • Recuperarse.
  • Reutilizarse cuando sea posible.
  • Gestionarse como residuo.

El contaminante no desaparece mágicamente.

Simplemente se evita que llegue directamente al aire y se concentra en un lugar donde resulta más sencillo gestionarlo.

Qué es un precipitador electrostático

Un precipitador utiliza fuerzas eléctricas para separar partículas de una corriente de gas.

De forma simplificada:

  1. Las partículas adquieren carga eléctrica.
  2. Son atraídas hacia superficies colectoras.
  3. Se separan del gas.
  4. El material acumulado se retira.

Se utiliza especialmente cuando hay grandes volúmenes de gases que contienen partículas.

Cómo funcionan los lavadores de gases

Los scrubbers o lavadores ponen la corriente gaseosa en contacto con un líquido.

Determinados contaminantes pueden:

  • Disolverse.
  • Reaccionar químicamente.
  • Quedar atrapados.

Después hay que tratar el líquido resultante.

De nuevo aparece la misma idea:

controlar la contaminación no siempre significa destruirla; puede significar transferirla a un medio en el que pueda gestionarse mejor.

Cómo se reducen los óxidos de nitrógeno

Existen sistemas que transforman químicamente los NOx en sustancias mucho menos problemáticas.

Según la tecnología utilizada, pueden producir finalmente componentes como:

  • Nitrógeno.
  • Agua.

También se intenta evitar que se generen tantos NOx desde el principio mediante un mejor control de la combustión.

Reducir el contaminante en origen suele ser más eficiente que intentar eliminarlo una vez formado.

Qué ocurre con los compuestos orgánicos volátiles

Los COV pueden proceder de:

  • Disolventes.
  • Pinturas.
  • Procesos petroquímicos.
  • Fabricación de determinados productos.
  • Almacenamiento y manejo de sustancias.

Algunos pueden capturarse mediante materiales adsorbentes.

Otros se destruyen mediante procesos de oxidación controlada.

También puede modificarse el proceso industrial para utilizar sustancias menos volátiles.

¿Se pueden capturar todos los gases?

No con una única tecnología y no siempre al 100 %.

Una emisión industrial es una mezcla compleja.

Un sistema que retiene partículas puede ser muy eficaz frente al polvo y prácticamente inútil frente al CO₂.

Otro puede reducir SO₂ pero necesitar una tecnología adicional para controlar NOx.

Por eso grandes instalaciones pueden tener varias etapas consecutivas de depuración.

Qué pasa con los gases después de ser depurados

La corriente tratada continúa conteniendo fundamentalmente gases.

Puede incluir:

  • Nitrógeno.
  • Oxígeno.
  • Vapor de agua.
  • CO₂.
  • Cantidades residuales de otros compuestos.

Después se expulsa mediante la chimenea.

El objetivo de la depuración no suele ser convertir el flujo en «aire puro», sino reducir las sustancias contaminantes hasta los niveles que correspondan y minimizar su impacto ambiental.

¿Puede recuperarse un contaminante y utilizarse otra vez?

Sí, en determinados procesos.

Algunas sustancias capturadas pueden:

  • Reciclarse.
  • Reintroducirse en producción.
  • Utilizarse como materia prima.
  • Transformarse en otros productos.

Esto puede reducir simultáneamente:

  • Emisiones.
  • Residuos.
  • Consumo de materias primas.

La viabilidad depende de la pureza del material recuperado y del proceso industrial.

Capturar CO₂ es especialmente difícil

El CO₂ presenta un reto diferente porque puede representar una proporción importante del gas emitido en procesos de combustión y no puede retirarse con un simple filtro de partículas.

Existen tecnologías para:

  1. Separar el CO₂.
  2. Concentrarlo.
  3. Comprimirlo.
  4. Transportarlo.
  5. Utilizarlo o almacenarlo.

El proceso necesita instalaciones adicionales y consume energía.

Por eso reducir las emisiones de carbono también pasa por utilizar menos combustibles fósiles, aumentar la eficiencia y cambiar determinadas fuentes de energía y procesos industriales.

Qué determina hasta dónde puede viajar una emisión

Cuatro factores resultan especialmente relevantes:

FactorEfecto principal
VientoTransporta la contaminación
Altura de emisiónInfluye en su dispersión inicial
TemperaturaAfecta al ascenso de la corriente
Estabilidad atmosféricaDetermina cuánto se mezcla verticalmente el aire
LluviaPuede retirar contaminantes de la atmósfera
Tiempo de permanenciaInfluye en la distancia que puede recorrer una sustancia

Un contaminante que desaparece rápidamente mediante reacciones o deposición suele tener un impacto más local.

Otro que permanece mucho tiempo puede distribuirse a escala continental o global.

Qué es una inversión térmica y por qué empeora la contaminación

Normalmente existe cierto movimiento vertical del aire que ayuda a dispersar las emisiones.

En determinadas situaciones se forma una capa de aire más cálido sobre otra más fría cercana al suelo.

Esta configuración puede actuar como una especie de tapadera atmosférica.

Los contaminantes quedan entonces concentrados en una capa relativamente baja.

Cuando ocurre en zonas industriales o urbanas, puede producirse una fuerte acumulación de contaminación aunque las emisiones no hayan aumentado.

Por qué unos días se nota más la contaminación que otros

Una fábrica puede mantener una producción relativamente constante y, aun así, la calidad del aire variar mucho.

Influyen:

  • Viento.
  • Lluvia.
  • Temperatura.
  • Radiación solar.
  • Humedad.
  • Altura de la capa de mezcla.
  • Dirección del viento.

Un día ventoso facilita la dispersión.

Un periodo estable, seco y sin viento puede favorecer la acumulación.

Por eso las concentraciones medidas en el aire dependen tanto de lo que se emite como de la meteorología.

Contaminación local, regional y global

No todos los gases generan problemas a la misma escala.

Local

Puede afectar especialmente a zonas cercanas a la instalación.

Ejemplo: determinados olores o concentraciones elevadas de contaminantes de vida corta.

Regional

Algunos compuestos y sus productos de reacción pueden viajar decenas o cientos de kilómetros.

Global

Los gases de efecto invernadero se mezclan ampliamente con la atmósfera.

Una tonelada de CO₂ tiene relevancia climática independientemente de que se emita en España, China o Estados Unidos.

¿Los gases llegan al espacio?

La inmensa mayoría de las emisiones industriales no escapan directamente al espacio.

Se incorporan a la atmósfera terrestre y participan en sus procesos físicos y químicos.

La gravedad mantiene la mayor parte de las moléculas atmosféricas alrededor del planeta.

Solo determinados átomos y moléculas en las zonas más altas de la atmósfera pueden escapar lentamente bajo circunstancias específicas.

Eso no es el destino habitual de los gases emitidos por una fábrica.

Tampoco se quedan todos en la capa de ozono

Otra idea equivocada consiste en pensar que el humo simplemente sube hasta «la capa de ozono».

La mayor parte de las emisiones industriales se libera en la troposfera, la capa más baja de la atmósfera, donde vivimos y se produce la mayor parte del tiempo meteorológico.

Allí pueden:

  • Mezclarse.
  • Reaccionar.
  • Ser transportadas.
  • Depositarse.

Solo determinadas sustancias suficientemente persistentes consiguen alcanzar lentamente capas atmosféricas superiores.

Cómo se sabe cuánto contamina una fábrica

Las instalaciones pueden utilizar sistemas de medición de emisiones.

Dependiendo de la actividad, pueden controlarse parámetros como:

  • Partículas.
  • SO₂.
  • NOx.
  • CO.
  • COV.
  • Determinados metales.
  • Otros contaminantes específicos.

Las mediciones pueden realizarse de forma:

  • Continua.
  • Periódica.
  • Mediante campañas específicas.

También puede medirse la calidad del aire exterior para conocer qué concentraciones llegan realmente al entorno.

Emisión y concentración no son lo mismo

Esta diferencia permite comprender mejor todo el proceso.

Emisión

Cantidad de contaminante que sale de una fuente.

Por ejemplo:

kilogramos de sustancia por hora

Concentración

Cantidad de contaminante presente en un volumen determinado de aire.

Por ejemplo:

microgramos por metro cúbico

Una fábrica puede emitir una determinada cantidad, pero la concentración que llega a un pueblo cercano dependerá del transporte y la dispersión.

Por eso controlar las chimeneas y medir el aire ambiente son tareas complementarias.

Respuesta rápida: adónde van los gases de las fábricas

¿Desaparecen al salir de la chimenea? No.

¿Se mezclan con el aire? Sí.

¿Pueden viajar lejos? Sí, dependiendo del contaminante.

¿Todos son visibles? No; muchos gases son transparentes.

¿El humo blanco siempre es contaminación? No; puede ser principalmente agua condensada.

¿La lluvia elimina contaminantes del aire? Puede retirarlos del aire y trasladarlos al suelo o al agua.

¿Pueden transformarse químicamente? Sí.

¿Una chimenea alta elimina la contaminación? No; favorece su dispersión.

¿Las fábricas pueden tratar los gases antes de emitirlos? Sí.

¿Todos los contaminantes se eliminan con filtros? No; cada sustancia necesita tecnologías diferentes.

Los gases que emiten las fábricas no se esfuman cuando dejamos de verlos. La atmósfera los transporta, diluye y transforma; algunos acaban depositándose sobre la superficie, otros reaccionan y generan compuestos nuevos y algunos permanecen en el aire durante largos periodos. Por eso una chimenea es únicamente el último tramo visible de un proceso mucho mayor: la cuestión decisiva no es hacia dónde se va el humo, sino qué sustancias contiene, cuánto se ha reducido antes de emitirlo y qué les sucede después de entrar en la atmósfera.