Contenidos del curso

UNIDAD TEMATICA 1.
Introducción a la química de la atmósfera: principios básicos y panorámica.

Papel de la Química en los problemas ambientales: Química Ambiental y Química Atmosférica – La atmósfera como reactor químico. Componentes principales y trazas – Propiedades físicas de la atmósfera que influencian los procesos químicos: estructura vertical –Tipos principales de procesos químicos atmosféricos y sus características. – Irradiación solar y fotoquímica: Capas de Chapman – Problemas de mayor interés ambiental relacionados con la química atmosférica.

UNIDAD TEMATICA 2.
Composición química de la estratósfera.

Especies características de la química natural de la Estratósfera – La capa de ozono: cantidades normales de ozono estratosférico y su distribución usual en función de la posición y la estación del año – Procesos químicos naturales involucrados en la creación y consumo de ozono: Mecanismos de Chapman para la formación y descomposición fotoquímica del O3 – Ciclos catalíticos relacionados con la destrucción natural del ozono: ciclo del nitrógeno (NOx); ciclo del hidrógeno (HOx); ciclo del cloro (ClOx); ciclo del bromo (BrOx). – Acoplamiento de ciclos catalíticos y especies reservorio. – Nubes polares estratosféricas (PSC) y aerosoles de sulfatos en la química no perturbada de este estrato atmosférico. – Protones solares y su efecto en la química de la estratósfera.

UNIDAD TEMATICA 3.
El problema del agujero de ozono: causas y consecuencias.

Definiciones básicas. Unidades Dobson – Evolución histórica del problema y su magnitud – Proyecciones de impacto ambiental – Causas del problema: componentes dinámicas y químicas del mecanismo. Química heterógena en las PSCs vs procesos en fase gaseosa. – Diferencias entre Antártida y Artico. – Papel de las sustancias químicas no naturales en la destrucción de ozono: CFCs y Halones. – Técnicas in situ y de detección remota para determinar la cantidad de ozono presente en la atmósfera. – La molécula de ozono y sus características como filtro de radiación UV – Consecuencias del consumo de ozono estratosférico en la calidad de vida.

UNIDAD TEMATICA 4.
La química detallada de la tropósfera limpia y contaminada.

Composición: gases traza en atmósferas limpias. – Procesos reactivos naturales en la tropósfera: radicales libres en acción. Principales tipos de reacciones. – Radical OH: el detergente de la tropósfera. – Oxidación troposférica del metano. – Smog fotoquímico: la oxidación de hidrocarburos y reacciones radicalarias. – Formación de ozono troposférico: papel de los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) y de los compuestos nitrogenados (NOx). Destino de los radicales. – Oxidación atmosférica de SO2. Procesos en fase gaseosa y en solución acuosa.

UNIDAD TEMATICA 5.
Calidad del aire y polución.

Definiciones básicas y estándares de calidad de aire – Ozono urbano: una fuente de preocupación seria. – Principales fuentes de emisión de contaminantes troposféricos primarios. Inventarios de NOx y VOC. – Medidas propuestas para el mejoramiento de la calidad del aire. – Deposición ácida: generación, transporte e impacto ambiental. – Principales fuentes de emisión de SO2 y medidas para el abatimiento de los niveles observados. – Materia particulada en la polución del aire: Clasificación de tipos de partículas. Efectos sobre la salud.

UNIDAD TEMATICA 6.
Efecto invernadero y calentamiento global.

Efecto invernadero normal y aumentado. – Mecanismo del efecto invernadero: balance de energía en la superficie terrestre – Características espectroscópicas de los gases presentes en las capas bajas de la atmósfera. (dióxido de carbono, vapor de agua, metano, óxido nitroso, CFCs y sus reemplazos, ozono). – Inventario de gases de efecto invernadero: potencial de calentamiento global (GWP), abundancia, fuentes de emisión y distribución geográfica del problema. – Estrategias planteadas para mitigar el problema.

Hasta aquí va el programa del curso QUIMAT03 (20 hs. cátedra).

A continuación le presentamos las unidades temáticas que se agregan a las unidades anteriores en la versión de curso QUIMAT (40 hs. cátedra).

UNIDAD TEMATICA 7.
Molelos para el entendimiento y predicción de cambios en la composición química de la atmósfera relevantes en contaminación.

Características del escenario a modelar: distintos tipos de emisiones. – Aspectos generales de los modelos. – Información necesaria para construir y validar un modelo. – Criterios para clasificación de modelos (escalas de espacio, tiempo y modo de simulación). – Modelos de difusión: de caja, gaussianos, de diferencias finitas (eulerianos y lagrangianos). – Dimensionalidad: 1D, 2D y 3D. – Papel de la cinética de procesos químicos: experimento de campo y laboratorio vs. teoría. Potencia de los modelos computacionales en la determinación de la cinética química.

UNIDAD TEMATICA 8.
Métodos experimentales para el monitoreo de contaminantes en aire.

Distintos esquemas de monitoreo. – Métodos de análisis cuantitativo: manuales e instrumentales – Experimentos in situ (sondas) y sensoramiento remoto.

UNIDAD TEMATICA 9.
Perspectivas para el futuro de nuestro planeta.

Estudios realizados bajo una perspectiva regional o global: de las principales campañas internacionales. – Trabajo facultativo a ser desarrollado por los estudiantes del curso preparando seminarios sobre la base del material distribuído y búsquedas propias.