Comportamiento General de las Partículas en el Aire
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Las partículas que envenenan el aire de las zonas urbanas, son partículas de materia que contienen diferentes elementos químicos cuya estructura generalmente es importante conocer para determinar el daño que producen en los organismos vivos.
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En este análisis nos concentramos en la composición física de las partículas básicas. El contenido químico es irrelevante.
Lo que importa para efectos de este análisis es el peso real de las partículas para determinar su comportamiento en el cielo.
Por eso las dividimos en dos tipos:
1.- Partículas pesadas y frías y
2.- Partículas ligeras y calientes. -
Las partículas pesadas y frías son aquellas de origen orgánico o inorgánico que no son producto de la combustión. Por esa razón su temperatura es fría o igual al medio ambiente.
Tienden a ser más grandes que las calientes y debido a su peso natural y a la baja temperatura tienen una velocidad de precipitación muy rápida, como es natural: su peso provoca su caída al suelo en poco tiempo. Incluso en segundos.
Ese es el caso de las partículas de polvo que se generan cuando descargan un camión con tierra, por ejemplo. O en una tolvanera.Lo acelerado de su precipitación crea una ventana muy pequeña para recolectarlas del aire antes de que caigan al suelo, de donde tienen que ser recogidas. En temporadas lluviosas, esas partículas que no son arrastradas al caño por la lluvia, se convierten en lodo que, al secarse, vuelve a iniciar el proceso de elevar las partículas.
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El segundo tipo son las partículas ligeras y calientes, como las que son arrojadas por el escape de un motor de combustión interna.
En el medio ambiente, esas partículas calientes inmediatamente se elevan tanto por su temperatura como por su tamaño y flotan a una altura de entre 3 a 6 metros de altura, donde permanecen suspendidas y se mantienen moviéndose de un lado a otro conforme las arrastre el viento.
Los vientos cambian de dirección y de velocidad de forma constante, moviendo las partículas de un lado a otro. El efecto de los vientos en general es que mezclan las partículas y las esparcen en toda el área y las mantienen en la zona hasta que se precipitan o se incrustan en las superficies. Crean el efecto del cuarto de fumadores, porque el viento las esparce a lo largo y lo ancho de la zona donde se encuentren.
Cuando ocurren ventarrones con vientos en una sola dirección predominante por muchas horas, las partículas son arrastradas e incrustadas en las superficies que encuentren en su camino. -
Generalmente las partículas forman una capa de 1 a 10 metros de espesor cuando hay vientos encontrados, o con una altura promedio de 2 metros cuando son brisas ligeras.
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Mientras más grande sea la cantidad de partículas existentes en el aire, mayor es la concentración en la capa flotando en el cielo.
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Las partículas ligeras y calientes, entre ellas las PM1, PM2.5 y PM10, tienen un tiempo de precipitación muy largo. En la cámara de humos hemos grabado precipitaciones de hasta 14 horas en que las partículas permanecen suspendidas en el aire.
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Por estas razones un monitor del aire que se coloque junto a la fuente de las partículas tiene problemas para registrar esas partículas de forma precisa; las partículas pesadas caen rápido antes de que sean capturadas por los monitores y las partículas ligeras vuelan arriba y lejos del monitor.
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Esas partículas son movidas por las brisas de un lado a otro hasta que caen al suelo debido a la precipitación generada por el propio peso de las partículas. Por ese movimiento del aire es que las partículas en el aire crean el fenómeno del cuarto de fumadores: el humo se esparce por todo el cuarto. No permanece en un lugar o en otro.
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Cuando el viento es muy fuerte, las partículas son incrustadas en las superficies, incluyendo la piel expuesta de los seres humanos, animales, plantas, etc.
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La brisa también sirve como separador de las partículas y evita que las partículas se agrupen en una sola nube: cuando hay mucho viento que cambia de dirección de forma constante, las partículas agitadas forman una especie de neblina.
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Las partículas más ligeras son las más peligrosas para los organismos vivos.
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Su tamaño se mide con microgramos.
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Cada partícula es el núcleo que arrastra una serie de gases que permanecen adheridos a la superficie de las partículas. Muchos de esos gases son tóxicos y provocan una serie de enfermedades en los seres humanos. Además, las partículas son tóxicas por necesidad cuando penetran el cuerpo del cualquier organismo, o cuando cubren la superficie de las hojas e impiden la respiración de la planta al detener el proceso de la fotosíntesis.
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La OMS recomienda no pasar de 25 microgramos de partículas suspendidas por metro cúbico de aire.
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Para capturar esos 25 microgramos de partículas de materia suspendidas en el aire, es necesario procesar grandes cantidades de aire para localizar cada una de esas partículas y retenerlas. No hay otra forma de limpiarlas del cielo.
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Es por esa razón que para recoger esas partículas por medio de un purificador de aire tradicional, con filtros, se requieren cantidades muy grandes de energía. Mientras más pequeñas las partículas a recoger, más cerrado necesitan ser los poros del filtro y requiere más energía. Mientras más energía requiere el purificador, más partículas son producidas a su vez por las tradicionales Plantas Generadoras de Electricidad que utilizan carbón o combustibles derivados del petroleo. Esas plantas terminan por generar de forma indirecta una cantidad de partículas igual o superior a las que recogen.
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Además, contaminan con los filtros que se van a la basura cargados de las partículas recogidas.
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Un Pulmón Solar procesa sin filtros grandes cantidades de aire para localizar y de estar presentes, retener esos microgramos de PM.
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Al purificar 50 mil metros cúbicos de aire cada día un Pulmón Solar reduce la cantidad global de partículas suspendidas en un medio ambiente determinado. En los tabuladores de Mexicali nos dio un promedio de 7 microgramos por m3
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Primero separamos las particulas de los gases, y las capturamos. Luego capturamos los gases. De esa forma recogemos igualmente el CO2, en forma de moléculas que son adsorbidas por la superficie del material microporoso.