Dióxido de nitrógeno y su relevancia en la salud y la calidad del aire

El dióxido de nitrógeno (NO2) es un gas contaminante cuya presencia en la atmósfera se debe principalmente al uso de combustibles fósiles en los vehículos de combustión y  en las actividades industriales. Este compuesto químico, formado por la combinación de nitrógeno y oxígeno, puede tener graves consecuencias en la salud humana al causar afecciones en los pulmones como el asma, la bronquitis y los edemas pulmonares. De igual modo incide en el aumento de las infecciones respiratorias sobre todo en los niños.

En la naturaleza, el dióxido de nitrógeno puede ser el origen de graves daños ambientales puesto que reacciona con compuestos del aire formando ácido nítrico. A su vez, catalizado por la luz solar, se convierte en el principal causante de la lluvia ácida y de la formación de ozono troposférico. Ambos inciden directamente en el cambio climático. Este gas también favorece la aparición de esmog en las zonas urbanas.

El nitrógeno es un elemento clave en la atmósfera terrestre, y tiene una particular presencia en el aire ambiente. Asimismo es un elemento químico imprescindible para formar la capa de ozono estratosférico que protege la biosfera.

Es un elemento esencial para la vida, ya que forma parte de las proteínas y los ácidos nucleicos, componentes clave de las células vivas.  

El dióxido de nitrógeno, compuesto por un átomo de nitrógeno y dos átomos de oxígeno, es un gas que se origina tanto de manera natural como a través de actividades humanas. Puede presentarse en estado gaseoso o convertirse en nitrógeno líquido

No obstante, el nitrógeno en su estado gaseoso es inerte, es decir, no reacciona fácilmente con otros elementos. Para que las plantas y otros organismos puedan utilizarlo, debe ser transformado en una forma más reactiva, como es el dióxido de nitrógeno. Este proceso, conocido como fijación del nitrógeno, ocurre de manera natural en el suelo y es esencial para que se desarrolle el ciclo del nitrógeno en la naturaleza.

Fuentes y efectos sobre la salud del dióxido de nitrógeno - Kunak

Fuentes y efectos sobre la salud del dióxido de nitrógeno (Fuente: EPA Victoria)

Si bien el nitrógeno es un elemento esencial para la vida, su transformación en el aire en forma de óxidos como el dióxido de nitrógeno puede ser perjudicial. Por ello, es crucial monitorear y controlar los niveles de este gas presentes en el aire, tanto en espacios cerrados como al aire libre. 

Para lograrlo hay que desarrollar una serie de estrategias como:

  • Mejorar las tecnologías de control de la contaminación en los entornos urbanos y las plantas industriales.
  • Implementar medidas regulatorias de movilidad e industria.
  • Incidir en el descenso del uso vehículo particular y favorecer una movilidad sostenible.
  • Fomentar el uso de fuentes de energía más limpias y eficientes.
  • Exigir políticas públicas, y si es necesario recurrir a la justicia ambiental, que promuevan la reducción en la emisión de estos óxidos y que mejoren la calidad del aire.

Asegurar que nuestro aire sea limpio y seguro para respirar debe ser una prioridad para todos, tanto en interiores como en exteriores, y tomar medidas para minimizar nuestra exposición a contaminantes como el dióxido de nitrógeno. Para lograrlo es responsabilidad común el mantenerse informado sobre los niveles de dióxido de nitrógeno en el aire ambiente y tomar medidas para protegerse cuando los niveles sean altos.

Fuentes de emisión y formación del dióxido de nitrógeno

Las principales fuentes de emisión de dióxido de nitrógeno son los procesos de combustión a altas temperaturas, como los productos derivados de los motores de combustión interna en vehículos, la combustión del petróleo, carbón y gas natural, así como las actividades industriales. En estos procesos, el nitrógeno presente en el aire de manera natural se combina con el oxígeno, generando los óxidos de nitrógeno (NOx), entre ellos el dañino dióxido de nitrógeno (NO2).

Además de las fuentes antropogénicas, el dióxido de nitrógeno también puede tener un origen natural. Los rayos durante las tormentas eléctricas pueden combinar el nitrógeno y el oxígeno presentes en el aire fresco, formando así dióxido de nitrógeno. También se genera en altos niveles durante los incendios forestales y con las erupciones volcánicas.

A su vez, el dióxido de nitrógeno puede formarse a partir del nitrógeno líquido, elemento ampliamente utilizado en diversas aplicaciones industriales. El nitrógeno líquido, aunque menos común en el aire libre, tiene usos industriales que pueden incrementar los niveles de dióxido de nitrógeno. En la producción industrial, por ejemplo, el nitrógeno líquido se utiliza para mantener las condiciones de baja temperatura necesarias para ciertos procesos químicos.

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Efectos del dióxido de nitrógeno en la salud humana

La exposición prolongada al dióxido de nitrógeno puede causar problemas respiratorios graves. Al ser inhalado, este gas irrita los ojos, la nariz y la garganta, así como provoca el sentir dificultad para respirar además de problemas respiratorios a largo plazo por la disminución de la capacidad pulmonar. En personas con enfermedades respiratorias preexistentes, como el asma, la exposición al dióxido de nitrógeno puede exacerbar los síntomas y desencadenar crisis asmáticas.

Además, se ha demostrado que la exposición a altos niveles de dióxido de nitrógeno aumenta el riesgo de desarrollar enfermedades respiratorias crónicas, como la bronquitis y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC).

Hay que tener en cuenta que el dióxido de nitrógeno puede estar más concentrado en el aire interior debido a las actividades humanas, como el uso de la calefacción y la cocina, fuentes que pueden emitir este gas. Además, el aire interior, en caso de permanecer mal ventilado, puede conllevar a una acumulación del gas en los espacios interiores afectando, con sus efectos altamente nocivos, a las personas que pasan tiempo en ellos cotidianamente.

Efectos del dióxido de nitrógeno en el medio ambiente

La presencia de dióxido de nitrógeno origina una serie de problemas en los ecosistemas. Por ejemplo, puede contribuir a la acidificación del suelo y del agua, lo que altera la flora y la vida acuática. Además, altos niveles de dióxido de nitrógeno en el aire pueden causar estrés oxidativo en las plantas, lo que incide directamente en su crecimiento y el correcto desarrollo vegetativo.

La presencia de niveles altos de dióxido de nitrógeno en la atmósfera puede alterar el equilibrio químico del aire y con ello favorecer un impacto en el clima global.

Por otra parte, el dióxido de nitrógeno puede interactuar con otros contaminantes presentes en el aire para originar las nocivas partículas suspendidas. De igual manera, al reaccionar con el ozono, forma el smog fotoquímico. Esta niebla tóxica no solo es perjudicial para la salud humana, sino que también puede generar un impacto negativo en los ecosistemas al reducir la visibilidad y dañar la vegetación.

En resumen, el dióxido de nitrógeno puede tener un impacto significativo en los ecosistemas, y es importante tomar medidas para reducir su presencia en nuestro aire para proteger nuestra salud y la de nuestro planeta.

Datos mundiales dióxido de nitrógeno y PM2,5 - OMS - Kunak

Datos mundiales dióxido de nitrógeno y PM2,5

Impacto del dióxido de nitrógeno en la calidad del aire

Cuando respiramos aire fresco, esperamos que esté libre de contaminantes nocivos. Aunque el nitrógeno es un elemento abundante y esencial para la vida en la Tierra (está presente en un 78% del aire que respiramos) su forma de dióxido de nitrógeno puede tener efectos perjudiciales en la salud humana y el medio ambiente ya que es uno de los óxidos de nitrógeno más perjudiciales que existen.

La relación entre el nitrógeno, en sus estados líquido y gaseoso es esencial para entender cómo el dióxido de nitrógeno puede afectar la calidad del aire.

En su forma gaseosa, el dióxido de nitrógeno es un gas rojo parduzco con un olor fuerte y desagradable. En su forma líquida, es un líquido amarillento que se congela para formar cristales blancos. Sin embargo, es en su forma gaseosa donde plantea los mayores riesgos para la salud humana y el medio ambiente. En dicho estado puede contribuir a la formación de esmog afectando así peligrosamente la calidad del aire. Asimismo, la presencia de dióxido de nitrógeno en niveles elevados en el aire, puede causar problemas de salud, por lo que es crucial trabajar en la reducción de su presencia en el aire que respiramos.

Los altos niveles de dióxido de nitrógeno se encuentran principalmente en áreas urbanas con tráfico intenso y de alta actividad industrial.

Es importante entender que es crucial monitorizar y tomar medidas para reducir la emisión de dióxido de nitrógeno, presente tanto en el aire interior como al aire libre. Aunque no podemos controlar las fuentes naturales, podemos regular las fuentes antropogénicas de emisión a través de políticas de transporte sostenible y el uso de energías limpias y renovables. 

Normativas y directrices para reducir el dióxido de nitrógeno

Si bien el nitrógeno es un elemento químico esencial para la vida en la Tierra y, en su estado líquido, es inofensivo y ampliamente utilizado en diversas industrias. Sin embargo, cuando se transforma en dióxido de nitrógeno, adquiere efectos nocivos para la vida en general. Especialmente cuando alcanza altos niveles en el aire ambiente que respiramos. Por esta razón, existen normativas y directrices estrictas sobre el control y la gestión del dióxido de nitrógeno para garantizar un ambiente seguro y saludable.

Estas normativas no solo se aplican a las industrias emisoras del grupo de gases procedentes del nitrógeno, del que dióxido de nitrógeno forma parte, sino también a los individuos, ya que nuestras acciones cotidianas pueden contribuir a la acumulación de estos gases en el aire. Estos gases donde está presente el nitrógeno lo constituyen varios óxidos de nitrógeno presentes en la atmósfera conocidos como NOx, pues todos tienen en común que son una mezcla de nitrógeno y oxígeno.

Existen unos índices de referencia estándar, según la Agencia Medioambiental de los Estados Unidos (EPA por sus siglas en inglés), basados en las normas primarias o aquellas que proporcionan protección de la salud pública, incluida la protección de la salud de poblaciones «sensibles» como los asmáticos, los niños y los ancianos. Mientras que las normas secundarias protegen el bienestar público, incluida la protección contra la disminución de la visibilidad y los daños a los animales, los cultivos, la vegetación y los edificios.

Con la finalidad de garantizar un aire saludable para las personas y el medioambiente la EPA define una exposición al dióxido de nitrógeno por hora de 100 ppb (partes por billón) para la norma primaria y de 53 ppb al año, medida a aplicar tanto a la norma primaria como a la secundaria.

En 2021, más del 90 % de la población urbana de la UE estuvo expuesta a niveles perjudiciales de dióxido de nitrógeno. Agencia Europea del Medio Ambiente (AEMA).

En el caso de la regulación europea de los niveles de dióxido de nitrógeno se han establecido límites de 200 µg/m3 (microgramos por metro cúbico) por hora y un máximo de 40 µg/m3 al año.