FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA UNIDAD ACADÉMICA SANTA CRUZ FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Ingeniería Ambiental QUINTO SEMESTRE SYLLABUS DE LA ASIGNATURA CONTROL DE CALIDAD DEL AIRE ELABORADO POR: Ing. Aleida Miranda Mondaca Gestión Académica I/2008 U N I V E R S I D A D D E A Q 1 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA UDABOL UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIA Acreditada como PLENA mediante R. M. 288/01 VISIÓN DE LA UNIVERSIDAD Ser la Universidad líder en calidad educativa. MISIÓN DE LA UNIVERSIDAD Desarrollar la Educación Superior Universitaria con calidad y competitividad al servicio de la sociedad. Estimado (a) estudiante: El syllabus que ponemos en tus manos es el fruto del trabajo intelectual de tus docentes, quienes han puesto sus mejores empeños en la planificación de los procesos de enseñanza para brindarte una educación de la más alta calidad. Este documento te servirá de guía para que organices mejor tus procesos de aprendizaje y los hagas muchos más productivos. Esperamos que sepas apreciarlo y cuidarlo. Aprobado por: Ing. Gelen Perlina Tondelli Méndez Fecha: Enero de 2008 SELLO Y FIRMA JEFATURA DE CARRERA U N I V E R S I D A D D E A Q 2 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA TEMA 3. Contaminación de ruido SYLLABUS Asignatura: Control de Calidad del Aire Código: INA-135 Requisito: INA-120 Carga Horaria: 80 horas Teórico Prácticas Horas teóricas: 40 horas Horas prácticas: Créditos: 40 horas 4 3.1. Introducción general 3.2. Propiedades físicas del sonido 3.3. Mediciones del ruido 3.4. Propagación del ruido en exteriores TEMA 4. Meteorología de la contaminación atmosférica 4.1. Interrelaciones atmosféricas 4.2. Variaciones de la velocidad y dirección del viento con la altitud 4.3. Dispersión atmosférica I. OBJETIVOS GENERALES DE LA ASIGNATURA Identificar las causas de contaminación atmosférica. Describir la relación existente entre la atmósfera y los contaminantes del aire, estudiando sus formas de medición. Elaborar el catastro de fuentes de contaminación, fijas y móviles, y estudiar las técnicas de control y descontaminación. TEMA 5. Modelos de concentración de la contaminación 5.1. Modelos de caja fija 5.2. Modelo de Difusión 5.2.1. Modelo Gaussiano 5.3. Análisis de Casos de modelo de difusión UNIDAD II: CONTROL DE LA CALIDAD DEL AIRE TEMA 6. Efectos de la contaminación del aire II. PROGRAMA ASIGNATURA ANALÍTICO DE LA UNIDAD I: ESTUDIO DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFERICA 6.1. Enfermedades 6.2. Experimentos con animales 6.3. Efectos sobre bienes y visibilidad 6.4. Contaminación en interiores TEMA 1. Introducción al estudio de la contaminación atmosférica TEMA 7. Control de los contaminantes atmosféricos 1.1. Definiciones preliminares 1.2. Estructura de la atmósfera 1.3. Gases contaminantes en la atmósfera 1.3.1. Óxidos de azufre 1.3.2. Monóxido de carbono 1.3.3. Óxidos de nitrógeno 1.3.4. Partículas suspendidas 1.3.5. Hidrocarburos 7.1. Control de las partículas 7.2. Control de los compuestos orgánicos volátiles 7.3. Control de los óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno 7.4. Métodos y técnicas para la mitigación de la contaminación atmosférica 7.5. Legislación boliviana acerca del control de contaminación del aire TEMA 2. Contaminación atmosférica 2.1. Introducción general 2.2. Fuentes contaminantes fijas 2.3. Fuentes contaminantes móviles 2.4. Deposición ácida 2.5. Gases invernaderos 2.6. Contaminantes no críticos 2.7. Medición de la contaminación del aire III.- ACTIVIDADES A REALIZAR POR LAS BRIGADAS UDABOL. U N I V E R S I D A D D E A Q 3 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Tipo de Asignatura: De acuerdo a las características de la carrera y de la asignatura la materia de Control de Calidad del Aire es una materia de tipo A. Diagnostico para la detección del problema: Actualmente en la ciudad de Santa Cruz se ha incrementado el parque automotor, este incremento ocasiona una creciente contaminación del aire debido los gases que desprenden los motores de los automóviles. Frente a esta contaminación la dirección de medio ambiente periódicamente realiza una campaña para medir el nivel de contaminación de CO. NO e hidrocarburos que se encuentran en los gases. Nombre del proyecto: La materia de Control de Calidad del Aire realizara el proyecto de ”Control de las emisiones del parque automotor y sus efectos en la salud”. TRABAJO A REALIZAR POR LOS ESTUDIANTES Realizar las mediciones de las emisiones de los gases de CO, NO o hidrocarburos. LOCALIDAD, AULA O LABORATORIO EXTERMINAL Tabular los datos y realizar las conclusiones de las mediciones. Laboratorio de Computo. Estudiantes de 5to semestre Realizar un informe interpretando los datos con cuadros y gráficos en la feria de la carrera. UDABOL Estudiantes de la UDABOL IV. EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA. ● INCIDENCIA SOCIAL Medición de la emisiones de gas de 1000 automóviles FECHA PREVISTA después del primer parcial después del segundo parcial 3 de junio El examen final consistirá en un examen escrito (con un valor del 50% de la nota del final) y la presentación de informe del proyecto realizado en la empresa durante el semestre tendrá el restante 50% de la nota. PROCESUAL O FORMATIVA. A lo largo del semestre se realizarán 2 tipos de actividades. Las primeras serán de aula, que consistirán en clases teóricas, exposiciones, repasos cortos, trabajos grupales (resolución de casos y Dif´s). V. BIBLIOGRAFIA. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA. El proyecto se dividirá en 3 partes a ser defendidas de manera gradual entes de cada evaluación. KIELY, G. 1999. Ingeniería Ambiental. Fundamentos, entornos, tecnologías y sistemas de gestión. Volumen I, II y III. McGraw – Hill. La primera y segunda parte tendrán un valor de 25 puntos de los 50 correspondientes a la evaluación procesual. NEVERS, NOEL DE. 1998. Ingeniería de control de la contaminación del aire. McGraw – Hill. ● E. ROBERTS ALLEY & ASSOCIATES, INC. 2001. Manual de Control de la Calidad del Aire. Volumen I y II. McGraw – Hill DE RESULTADOS DE LOS PROCESOS DE APRENDIZAJE O SUMATIVA. Se realizarán 2 evaluaciones parciales con contenido práctico sobre 50 puntos cada uno. U N I V E R S I D A D BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA D E A Q 4 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA MINISTERIO DE EDUCACIÓN. 2005. Educación Ambiental Industrial. Volumen I. RITTMANN, B y McCARTY, P. 2001. Biotecnología del Medio Ambiente. Principios y Aplicaciones. McGraw – Hill HARRIS, C. 1995. Manual de Medidas Acústicas y Control del Ruido. Volumen I y II. McGraw – Hill. Ley de Medio Ambiente N° 1333. 1992 Reglamento en Materia de Contaminación Atmosférica. 1995 Reglamento Ambiental para el Sector Industrial y Manufacturero (RASIM). 2002. VI. PLAN CALENDARIO. SEMANA ACTIVIDADES OBSERVACIONES 1 Tema 1: del 1.1 hasta 1.1 2 Tema 1: del 1.2 hasta 1.3 3 Tema 2: del 2.1 hasta 2.3 4 Tema 2: del 2.3 hasta 2.5 5 Tema 2: del 2.5 hasta 2.7 6 Tema 3: del 3.1 hasta 3.2 7 Tema 3: del 3.2 hasta 3.4 EVAL PARC I 8 Tema 4: del 4.1 hasta 4.2 EVAL PARC I 9 Tema 4 : del 4.2 hasta 4.3 10 Tema 5: del 5.1 hasta 5.2 11 Tema 5: del 5.2 hasta 5.3 12 Tema 6: del 6.1 hasta 6.2 13 Tema 6: del 6.2 hasta 6.3 14 Tema 6: del 6.3 hasta 6.4 EVAL PARC II 15 Tema 7: del 7.1 hasta 7.2 EVAL PARC II 16 Tema 7: del 7.2 hasta 7.3 17 Tema 7: del 7.3 hasta 7.4 18 Tema 7: del 7.4 hasta 7.5 19 EVALUACIÓN FINAL 20 EVALUACIÓN FINAL 21 SEGUNDA INSTANCIA U N I V E R S I D A D Presentación de notas Presentación de notas Presentación de Actas D E A Q 5 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD DEL AIRE WORK PAPER # 1 UNIDAD O TEMA: Unidad I – Tema 1 TITULO: Estudio de la contaminación atmosférica FECHA DE ENTREGA: PERIODO DE EVALUACIÓN: 1 INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA Detallándose que la altura de la troposfera se estima en 10 km por encima de la superficie terrestre, la troposfera a se extiende de 20 a 30 km. Cada detalle de la atmósfera se puede apreciar en la Figura 1 La capa de gas que rodea la Tierra se divide en regiones, las cuales varían según los gradientes de temperatura. Por ejemplo, en áreas calientes, la temperatura del aire es de 10 a 20 °C más fría que las temperaturas de la superficie. Generalmente, en las latitudes medias, la temperatura disminuye al aumentar la altitud en la troposfera. Esto se conoce como gradiente de temperatura positivo. Luego de la troposfera continua la tropopausa, para posteriormente encontrarse con la estratosfera. En la troposfera, la zona inferior de 0 a 2 km de altura se denomina capa límite atmosférica, región donde la velocidad del viento está afectada por la resistencia de la superficie terrestre. Siendo poco profunda en los océanos, con una altura estimada de 500 m. Por otro lado, la atmósfera se encuentra comprendida por gases (ver Tabla 1), que son relativamente constantes, pudiendo variar por actividades de origen natural, como ser: agua como vapor, suelo transportado por el aire, polvo de cenizas volcánicas, HCl de origen volcánico, polen, bacterias, núcleos de condensación y otros. Tabla 1. Composición media de la atmósfera Figura 1. Perfil de la temperatura en las regiones atmosféricas de la Tierra. Fuente. Kiely, Ingeniería Ambiental. (1999) U N I V E R S I D A D D E A Q 6 Gas Volumen (ppm) Gas Volumen (ppm) N2 780 900 H2 0.5 O2 209 500 Xe 0.08 A 9 300 O3 0.02 CO2 300 NH3 0.006 Ne 18 NO2 0.001 He 5.2 NO 0.0006 CH4 2.2 SO2 0.0002 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Kr 1 N2O 1 H2S 0.0002 por 100 en volumen. Cantidad que afecta a todo ser vivo por su alta toxicidad. 0.0002 Para describir estos gases contaminantes, se han clasificado en primarios y secundarios, como se detalla cada uno a continuación. Fuente. Kiely, Ingeniería Ambiental. (1999) Se calcula que la atmósfera consta de un peso de 4.5 x 1015 toneladas. Presentando un densidad a nivel del suelo de 1.29 g/l (1.29 kg/m3), que disminuye con la altitud y con el aumento de la temperatura. Si se desea calcular el volumen de la atmósfera, la densidad mencionada funciona a una temperatura de 273.16 K y una presión de 1 013.25 mbar = 101.3 kPa estándar. Asimismo, 1 mol gramo de un gas ideal, a temperatura y presión estándar ocupa 22.414 l. Por lo tanto, se obtiene un volumen de la atmósfera, utilizando la ley de los gases ideales: Los contaminantes primarios, se emiten directamente por las actividades generadas por el ser humano y son: SO2 y SOx CO NOx Metales Partículas Hidrocarburos Aerosoles Contaminantes secundarios, se forman en la atmósfera mediante las reacciones químicas/fotoquímicas de los contaminantes primarios. PV = nRT Donde: P = presión, Pa (N/m2) V = volumen, m3 N = número de moles R = gas constante = 8.314 J/K mol T = temperatura, K R = Rd (en el aire seco) = 287.04 J/kg K R = Rw (en el aire húmedo) = 461.5 J/kg K Además, de la atmósfera existe una hidrósfera, que contiene el agua de los océanos, lagos y ríos. Este hidrósfera es alrededor de 230 veces más pesada que la atmósfera. Hallándose un flujo constante entre estas dos esferas de sustancias químicas (gaseosas), de calor y de movimiento, llamándose esta área de la ciencia interacción tierra (océano) – atmósfera. O3 Oxidantes fotoquímicos, incluyendo nitrato de peroxiacetilo (NPA) Hidrocarburos oxidados Lluvia ácida CUESTIONARIO WORK PAPER Nº 1 1. Calcule el peso en toneladas de la capa atmosférica 2. Explique en qué consiste la interacción entre el océano y la atmósfera 3. Indique como está conformada la capa atmosférica, por qué gases 1.1. Composición química de la atmósfera En la Tabla 1 se expone la concentración de los gases de la atmósfera terrestre ( roposfera). Resaltado que la composición química del aire es de 78% de nitrógeno y de 21% de oxígeno, elementos esenciales para la vida en la biosfera. Además, de existir alrededor de 1% de argón y fracciones de CO2, CH4, H2, CO, etc. 4. Describa cada una de las capas atmosféricas 1.2. Gases contaminantes en la atmósfera De la Tabla 1, se aprecia la existencia de trazas de gases, como se el SO2, que en la atmósfera su volumen es de aproximadamente 200 ppt. Aunque, en ambientes contaminados el volumen de SO2 puede aumentar hasta 200 000 ppt o 7. Investigue acerca de las emisiones e inmisiones relacionados con la contaminación atmosférica U N I V E R S I D A D 5. ¿Cómo pueden clasificarse los contaminantes del aire? Descríbalos. 6. Describa las características y reacciones químicas de los contaminantes atmosféricos. D E A Q 7 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD DEL AIRE WORK PAPER # 2 UNIDAD O TEMA: Tema 2 TITULO: Contaminación atmosférica FECHA DE ENTREGA: PERIODO DE EVALUACIÓN: Deposición ácida anual el gas más importante entre los gases invernaderos. Se menciona que en los países desarrollados la producción de CO2 es alrededor de 5 – 10 tn/por habitante al año. Las emisiones de óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno e hidrocarburos procedentes de actividades de la industria, transporte y vivienda se transforman en la atmósfera en partículas de sulfatos y nitratos. Estos elementos al combinarse con la radiación solar y el vapor de agua se transforman en ácido sulfúrico o nítrico, mediante reacciones complejas. De esta forma, estos ácidos retornan a la tierra en forma de rocío, llovizna, niebla, nieve o lluvia. - Clorofluorocarbonos (CFC), compuestos fabricados, que poseen un tiempo de residencia en la atmósfera elevado y al mismo tiempo son inertes e insolubles al agua. De este compuesto el cloro se desprende mediante radiación de onda corta en el proceso de fotólisis y se desplaza hace arriba, dañando la capa de ozono. Entre algunos elementos que utilizan CFC, con vistas de reducir este uso, se encuentran los aerosoles, espumas, refrigerantes y disolventes. Gases invernaderos Los principales gases invernaderos, empezando con los de mayor cantidad que existen, son: CO2, CFC, CH4, N2O y O3. Estos gases absorben la radiación solar entrante de onda corta, a longitud <4 µm. De igual forma, absorben parte de la energía irradiada por la tierra a longitudes de onda más larga, a longitud de onda >4 µm. Cada uno de los gases invernaderos posee su propia banda de longitud de onda ideal, mediante la cual absorbe la energía solar y terráquea. A continuación se describen los gases invernaderos más importantes presentes en la atmósfera: Metano (CH4), el gas metano se genera de forma natural en condiciones anaerobias. Dándose este proceso en lagunas, campos de arroz, ganaderías y en la producción y consumo de combustibles. Posee un tiempo de residencia alto, alrededor de 10 años, luego del cual se oxida como radical OH. Óxido nitroso (N2O), se produce del ciclo del nitrógeno, mediante la nitrificación de NH 4 y N2O. Su tiempo de residencia estimado es de 150 años y es un gas invernadero 200 veces más potente que el CO2. - Dióxido de carbono, componente natural de la atmósfera, es esencial para el crecimiento de las plantas. Aunque, debido a actividades antrópicas de combustión, los niveles de CO2 se han incrementado desde 315 ppm en 1960 a 350 ppm en 1990. Siendo por su constante incremento Vapor de agua (H2O), las cantidades de vapor de agua generadas por el ser humano son similares a las de CO2. Sumándose a esta cantidad la generación natural de vapor, como ser por evaporación de la corteza terrestre y superficie de los océanos. U N I V E R S I D A D D E A Q 8 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Contaminantes no críticos y de productos de petróleo, como el dicloroetano. Entre alguna de las características de estos contaminantes, pueden ser cancerígenos, mutagénicos y dañinos al sistema nervioso. En la Tabla 2 y Tabla 3 se detallan los contaminante orgánicos e inorgánicos, respectivamente y sus efectos Entre los contaminantes críticos se registran: CO, NO2, SO2, PM – 10, COV, HC y Pb; estos contaminantes pueden encontrarse en la corteza terrestre. Aunque, la mayoría son productos químicos sintéticos fabricados por el ser humano, procedentes de la industria química, farmacéutica . Tabla 2. Contaminantes no críticos orgánicos Contaminante Descripción y fuentes Acrilonitrilo (AN) Efectos sobre la salud Guía ambiental de la OMS Líquido volátil, inflamable, incoloro, soluble en agua. Empleado en fibras acrílicas y resinas. Cancerígeno Sin nivel de seguridad Benceno (C6H6) Líquido claro e incoloro, ligeramente soluble en agua. Compuesto del petróleo y derivados. Cancerígeno Sin nivel de seguridad Disulfuro de carbono Líquido volátil, inflamable e incoloro. Usado en la producción de rayón viscoso. Daños cerebrales, atrofia muscular 100 µm/m3, 24 h 1.2-Dicloroetano (C2H4C12) Líquido inflamable e incoloro, soluble en agua. Usado en la síntesis de ciertos químicos. Mutagénico, daños a pulmones, hígado, riñones 700 µm/m3, 24 h Dicloroetano (CH2C12) No inflamable, líquido claro, altamente volátil. Disolvente de pinturas, agente para el soplado de poliuretanos. Cancerígeno 3 000 µm/m3, 24 h Formaldehído (HCHO) Aldehído común, gas a temperatura ambiente. Producto intermedio en el ciclo del CH4, material aislable. Cancerígeno 100 µm/m3, 30 min PAH Hidrocarburo aromático polinuclear, grupo de productos químicos sintéticos procedentes de la combustión incompleta de compuestos orgánicos. Cancerígeno Sin nivel de seguridad Estireno (C6H5CH) Líquido volátil, incoloro. Empleado en la producción de polímeros, plásticos reforzados y poliestireno. Se sospecha mutagénico 70 µm/m3, 30 min Tetracloroetileno (C2C14) Compuesto no inflamable, insoluble en H2O. Disolvente para limpieza en seco y limpieza de metales. Tóxico a SNC e hígado 5 mg/m3, 24 h Tolueno Líquido volátil no corrosivo. Procedente del refinamiento del petróleo y la producción de estireno. Empleado en pinturas, tintas y adhesivos, cosméticos. Tóxico a SNC 7.5 mg/m3, 24 h Tricloroetileno (C2HC13) Fabricado a partir de etano y dicloroetano. Desengrasante de metales, limpieza en seco, impresión, producción de pinturas, adhesivos, limpiadores de alfombras. Efectos en el comportamiento nervioso, hígado y riñones 1 mg/m3, 24 h Cloruros de vinilo (VC) Gas incoloro procedente de la producción de PVC, vertederos Cancerígeno Sin nivel de seguridad SNC = Sistema nervioso central U N I V E R S I D A D D E A Q 9 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Tabla 3. Contaminantes no críticos inorgánicos Contaminante Descripción y fuente Efectos sobre la salud Guía ambiental de la OMS Arsénico (As) Generado por actividad volcánica. Usado en fundición de metales, pesticidas, quema de combustible Cancerígeno Sin nivel de seguridad Amianto Grupo de fibras alargadas naturales o minerales anfibolos. Empleado en la construcción, aislante de calor. Fibras <3 µm son inhalables Cancerígeno Sin nivel de seguridad Cadmio (Cd) Metal plateado blanquecino y dúctil, subproducto de la producción de zinc, galvanizado de metales, plásticos Cancerígeno en animales <20 mg/m3 Cromo (Cr) Metal grisáceo y duro. C3+, C6+. Omnipresente en la naturaleza. Empleado en el curtido de pieles C6+ cancerígeno Sin nivel de seguridad Ácido sulfhídrico (H2S) Gas incoloro, soluble en agua y alcohol. Formado a partir de materia orgánica en ausencia de O2. Se usa en depuración de aguas residuales, refino de petróleo, curtido de pieles, industria de papel Tóxico, irritación ocular 150 µm/m3, 24 h Manganeso (Mn) Quinto elemento más abundante en la corteza. Empleado en metalurgia, constituyente de aleaciones, fertilizantes, cuero, textiles, industria del cristal Tóxico a niveles altos para SNC y pulmones 1 µm/m3, media anual Mercurio (Hg) Metálico, estados mercurosos y mercúrico (-3). Mercurio inorgánico, mercurio de metil por microorganismos. Minería, plantas de cloroalcalinos, preservantes de pinturas, pilas, equipos médicos Bioacumulales: daños en SNC y riñones 1 µm/m3, media anual de interior Níquel (Ni) Metal duro, color plateado blanquecino, presente en la corteza. Usado en producción de acero, galvanizado, fabricación de monedas Cancerígeno Sin nivel de seguridad Radón (Rn) Gas noble radioactivo en sus formas isotópicas. Concentraciones de 3 Bq/m3. minería del uranio, procede de tierras y rocas, en aguas subterráneas y en el aire Riesgo de cáncer de pulmón 100 Bq/m3 en edificios Vanadio (Va) Metal brillante blanquecino y abundante. Empleado en metalurgia, combustión de carbón y quema de fueloil Bronquitis, neumonías, efectos en las vías respiratorias 1 µm/m3, 24 h SNC = Sistema Nervioso Central Fuente. OMS, 1987 Medición de contaminantes laboratorio se cuidará que el recipiente no reaccione con su contenido. Incluso materiales aparentemente inertes pueden reaccionar como el vidrio. Existen dos clases de mediciones: las del ambiente y de la fuente; para determinar si es seguro o no respirar cierto contaminante se debe especificar el tiempo, lugar y cantidad de emisión. Para determinar la concentración de una muestra representativa, se utilizarán instrumentos especiales. Por ejemplo la muestra puede pasar por una celda en la que un haz luminoso, de longitud de onda establecida, es absorbido por el contaminante que interesa, en otros casos el contaminante entra en una reacción química que Los instrumentos de muestreo deben poseer dispositivos para excluir materiales no deseados. Por ejemplo, un muestreador de partículas poseerá una criba para insectos. Además, al tomas una muestra en el campo para llevar a un U N I V E R S I D A D D E A Q 10 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA produce luz, con algún reactivo y se mide la emisión de dicha luz. Sin embargo, en la misma muestra o en el ambiente puede existir otro contaminante, conocido como interferencia, que absorbe o emite la longitud de onda que interesa. CO2 + 2NaOH De esta forma, el cambio de la concentración de NaOH será por el SO2 y el CO2. Entonces, si se conoce la concentración del CO2 en el aire, se puede hacer una corrección, pero en casos de no conocer la concentración del gas que interfiere, se desconoce como influye en los resultados de la medición del gas de interés. Por ejemplo, en la medición del SO2 en gas nitrógeno, se pasa el gas por una solución diluida de NaOH, obteniendo la siguiente reacción: SO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O Na2SO3 + H2O De igual forma, en la tabla 4, se presentan métodos analíticos estándar para ciertos contaminantes, estos métodos pueden ser costosos, pero sirven de referencia y se utilizan para comprobar otros métodos y encontrar resultados similares. De esta forma, se medirá el cambio de la concentración de NaOH, mediante una titulación ácidobase. Aunque, al medir el SO2, el CO2 que está en el aire causará una interferencia mediante esta reacción: Tabla 4. Métodos de prueba para los principales contaminantes atmosféricos Contaminante Método Materia en partículas, con un diámetro de 10 µ o menos (PM10) En un muestreador de alto volumen, con una boquilla que excluya partículas de diámetro mayor de 10 micras, se hace pasar un volumen medido de aire a través de un filtro, pesado previamente, entonces se vuelve a pesar el filtro. Dióxido de azufre (SO2) Método West-Gaeke, se hace burbujear un volumen determinado de aire a través de una solución de tetracloromercurato de sodio, formando un complejo de SO2. Luego de varias reacciones intermedias, la solución se trata con pararrosanilina, formando ácido metilsulfónico de pararrosanilina, de color intenso, cuya concentración se determina en un colorímetro. Ozono (O3) El aire se mezcla con etileno, que reacciona con el ozono, emitiendo una luz quimiluminescente. La luz se dime con un tubo fotomultiplicador. Monóxido de carbono (CO) La concentración se mide a través de la absorción infrarroja no dispersiva, usando filtros para obtener una banda de longitudes de onda que absorbe fuertemente el CO. Hidrocarburos – HC (excluyendo el metano) El gas se pasa por un detector de ionización por llama (DI), quemando los HC en una llama de hidrógeno. Los HC causan más ionización que el hidrógeno, detectando esta ionización electrónicamente. Parte de la muestra se desvía a un cromatógrafo de fase gaseosa, donde el metano se separa de los otros gases, cuantificando su concentración para restar del total de HC obtenidos del DI. Dióxido de nitrógeno (NO2) El NO2 se convierte en NO, el cual se hace reaccionar con el ozono. Se mide la luz emitida por esta reacción quimiluminescente. Además, como el aire contiene NO, se corre una muestra paralela (sin conversión del NO 2 en NO) y la lectura se resta con la combinada de NO2 y NO, para obtener el valor de NO2. Plomo (Pb) Un filtro semejante al usado para PM10, se extrae con ácido nítrico y clorhídrico, para disolver el plomo. Luego se aplica la espectroscopia de absorción atómica para determinar la cantidad de plomo en el extracto. U N I V E R S I D A D D E A Q 11 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA CUESTIONARIO WORK PAPER Nº 2 6. A su criterio cuáles son los principales contaminantes no críticos 1. Describa las fuentes contaminantes fijas y móviles 2. Cuáles son los principales contaminantes atmosféricos que dan lugar a la deposición de ácidos 7. Según las Normas Medioambientalistas bolivianas sobre emisiones atmosféricas, ¿Qué sustancias debe priorizar la Industria en el control de sus emisiones? 3. Calcule la emisión natural de vapor de agua, generada por la corteza terrestre y la superficie de los océanos. 8. La actividad industrial constituye una de las fuentes generadoras del material particulado, ¿señale algunos métodos de reducción de estas emisiones en determinados procesos industriales? 4. Explique cómo se genera el efecto invernadero 5. Por qué es necesario tomar en cuenta los contaminantes no críticos, cuáles son las características de estos 9. Investigue acerca de atmosférica por ruido la contaminación PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD WORK PAPER # 3 UNIDAD O TEMA: TEMA 4 y Tema 5 TITULO: Meteorología de la contaminación atmosférica, Modelos de concentración de la contaminación atmosférica FECHA DE ENTREGA: PERIODO DE EVALUACION: Entre los factores meteorológicos de interés se menciona: Velocidad y dirección del viento Temperatura y humedad Turbulencia Estabilidad atmosférica Efectos topográficos en la meteorología El movimiento horizontal de la atmósfera es originado por un calentamiento desigual de la Tierra y es modificado por el efecto de la rotación de esta última y por la influencia del terreno y el mar. U N I V E R S I D A D D E A Q 12 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Figura 2. Representación de la circulación de la atmósfera en la Tierra. Fuente. Nevers, Ingeniería de control de la contaminación del aire (1998) El flujo de calor solar a la superficie de la Tierra en el ecuador es 2.4 veces al que hay en los polos. Es por esta diferencia el en calentamiento que la atmósfera se mueve, llevando el calor de los trópicos hacia los polos. Aunque debido a que la atmósfera es mucho más delgada en relación a su ancho, es flujo es mecánicamente inestable y se divide en subceldas en cada hemisferio (ver Figura 2). la magnitud y signo de la componente variable se define por formas de rugosidad de la superficie, como edificios, bosques, etc. Gradientes de temperatura ambiental y adiabático El gradiente de temperatura se refiere a la velocidad con la que la temperatura disminuye. Estos gradientes van determinando la temperatura de la atmósfera en u movimiento ascendente, denominando a este “gradiente de temperatura ambiental”. En general, estos gradientes disminuyen con la altitud, pero puede haber ocasiones que suceda lo contrario. En la tropósfera la temperatura disminuye con la altura, con una variación estimada de 9.8 °C por km. De este gradiente vertical de temperatura dependen las corrientes de convección en donde el aire templado se eleva y el frío desciende. La velocidad el viento en la superficie terrestre es nula debido a la fricción de la rugosidad de la misma. A medida que se separa de la superficie la velocidad del viento aumenta debido al movimiento de la Tierra. Pudiendo calcularse mediante la siguiente ecuación la velocidad instantánea (U): U = u + u´ El gradiente de temperatura de referencia con el que se compara el gradiente de temperatura ambiental es el gradiente de temperatura seca adiabática. En condiciones adiabáticas (sin ganancia o pérdida de calor), un volumen templado de aire ascendente se comporta como un globo. El aire en el interior del mismo se expande ya que en su ascensión el aire que le rodea es menos denso. Donde: u = componente de velocidad media u´ = componente variable Una atmósfera es neutral o estable cuando el gradiente de temperatura ambiental es igual al gradiente de temperatura seca adiabática o si la velocidad de enfriamiento es igual a 1 °C/100 m. Para este caso la componente de velocidad media se debe al movimiento de la Tierra, mientras que U N I V E R S I D A D D E A Q 13 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA teniendo un subadiabático gradiente de temperatura el día al de la noche. En la noche la superficie se enfría más rápidamente que el mar, entonces el aire frío asciende de la costa hacia las zonas más templadas sobre la superficie del mar. De esta manera, se crea una corriente nocturna inversa que da lugar a las colas de fumigación. La atmósfera es inestable cuando el gradiente de temperatura ambiental excede al gradiente de temperatura seca adiabática o la velocidad de enfriamiento en la ascensión es mayor a 1°C/100 m. Este gradiente de temperatura más pronunciado incita a una mayor turbulencia térmica. En caso de que la masa de aire se deplace en sentido ascendente se enfriará en su interior alrededor de 1°C/100 m, estando más templada que el aire alrededor. En caso de que esta masa de aire descienda, debido a accidentes topográficos, esta masa es más fría y densa que el aire de la atmósfera. Dando una condición denominada “inestable”, con un gradiente de temperatura superadiabático. En los valles se generan sus propios microclimas. Las laderas se calientan por radiación solar y éstas mayormente en la noche desprenden este calor siendo captado por el aire fresco del valle, produciendo una corriente de convección. En la ausencia del viento, las colas de humo no se dispersan tan frecuentemente como en terrenos abiertos, quedando estas columnas atrapadas aumentando el impacto en el suelo. Para examinar la dispersión atmosférica, para poder predecir las concentraciones de contaminantes en un punto y alejadas de la fuente, se han desarrollado varias técnicas de modelos. Además, para aplicar estos modelos primero se maneja una ecuación general de balance de masa, siendo velocidad “V”. Cuando la temperatura aumenta con la altitud se conoce como una condición de “inversión estable”, siendo una variante de la atmósfera estable. En este caso si la masa de aire se mueve en sentido ascendente se enfriará en alrededor 1°C/100 m. Estando a menor temperatura que su alrededor, viéndose obligada a hundirse. Si esta masa de aire se moviera en sentido descendente, se calentaría en 1°C/100 m, estando más templada que en su alrededor, estando forzada a ir hacia arriba. En esta condición los contaminantes del aire permanecen atrapados durante largos períodos de tiempo. V de acumulación = gastos de entrada – gastos de salida + V de creación – V de destrucción Estos modelos se asemejan de alguna forma a la realidad, manejando un cierto % de errores. Entro los modelos existen: Modelo de caja fija Dispersión atmosférica Para determinar la dispersión de un contaminante a lo largo de una variedad de terrenos de distinta topografía, se han analizado los siguientes: H x z Islas térmicas Interfases tierra/mar Valles y laderas Ciudad L y Para comprender que es una isla térmica se ejemplifica, en una población urbana el calor se absorbe y se irradia a una tasa mayor que en una zona rural. De esta forma, se provocan corrientes verticales de convección, reduciendo la estabilidad atmosférica a lo larga de la topografía y las colas de humos de las chimeneas urbanas tienen mayor probabilidad de impactar directamente en el terreno de ubicación, que si estuviera en un área rural. y W Velocidad del viento u Figura 3. Modelo de caja fija Fuente. Nevers, Ingeniería de control de la contaminación del aire (1998) Los modelos de caja fija, para su mejor comprensión, imagínese una ciudad rectangular, como en la Figura 3. En las costas, las corrientes de convección efectúan un sentido de rotación contrario durante U N I V E R S I D A D D E A Q 14 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA En esta ciudad “ideal”, se tiene el área total que es igual a W por L, la turbulencia atmosférica produce el mezclado de los contaminantes hasta la altura de mezclado “H”, la velocidad del viento “u” es constante y sopla con dirección x. la concentración del contaminante “b”es constante. El índice de emisiones del contaminante es “Q”. CUESTIONARIO WORK PAPER Nº 3 1. Indique cuáles son los parámetros meteorológicos que se tienen que tomar en cuenta en la Dispersión atmosférica. 2. Investigue cómo actúa la Dirección del Viento Los contaminantes entran y salen por la parte superior de la caja, paralelos a la dirección del viento “x”. De este modo, según estas hipótesis se obtiene que, la concentración “c”: 3. Investigue sobre el Gradiente Vertical de Temperatura 4. A qué se refiere gradiente adiabático c = b+ (qL /uH) 5. Cuáles son los modelos utilizados para calcular la concentración de un contaminante atmosférico Modelo de difusión En estos modelos se aplica en general la idea gaussiana, la cual trata de una fuente puntual. De ésta sale una columna de aire contaminado, paralela a la cual se encuentra el viento “x”. Esta columna se eleva a una cierta altura en dirección “x”, para dispersarse hacia arriba “z” y en dirección contraria a “x”, siendo esta “y”. U N I V E R S I D A D D E 6. De un ejemplo de modelo de caja fija 7. Realice un esquema explicando el modelo gaussiano 8. Desarrolle el modelo gaussiano A Q 15 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD WORK PAPER # 4 UNIDAD O TEMA: UNIDAD II. TEMA 6 TITULO: PRINCIPIOS BÁSICOS DE TOXICOLOGÍA AMBIENTAL FECHA DE ENTREGA: PERIODO DE EVALUACIÓN: Conceptualización de Toxicología presente en la superficie de contacto (pulmones, intestino, piel, etc.) durante un período especificado. Esta cantidad cuando se expresa por unidad de masa corporal del individuo expuesto se le denomina Dosis Suministrada. La toxicología ambiental estudia los daños causados al organismo por la exposición a los tóxicos que se encuentran en el medio ambiente. La Exposición Máxima Razonable (EMR) se define como la exposición más alta que es razonable esperar que ocurra en un sitio. El propósito de calcular la EMR es hacer una estimación de la exposición que esté dentro de los niveles posibles y que nos permita hacer predicciones conservadoras de los efectos que puede causar el tóxico. El objetivo principal de la toxicología ambiental es evaluar los impactos que producen en la salud pública la exposición de la población a los tóxicos ambientales presentes en un sitio contaminado. Es conveniente recalcar que se estudian los efectos sobre los humanos, aunque pudieran existir, en el sitio de estudio, otros blancos de los tóxicos tales como microorganismos, plantas, animales, etc. Vía de exposición Los tóxicos son los xenobióticos que producen efectos adversos en los organismos vivos. Es el mecanismo por medio del cual el tóxico entra en el organismo. Para el propósito de la toxicología ambiental, se consideran de importancia la ingestión, la respiración y el contacto cutáneo. Las vías de ingreso clínicas, tales como la intravenosa, intraperitoneal, intramuscular y subcutánea no se van a considerar en este trabajo. Un xenobiótico es cualquier sustancia que no ha sido producida por la biota, tales como los productos industriales, drogas terapéuticas, aditivos de alimentos, compuestos inorgánicos, etc. La biota son todos los seres vivos; sean plantas o animales superiores o microorganismos. Tiempo de exposición Para el propósito de toxicología ambiental las exposiciones se clasifican de acuerdo a la magnitud del período de exposición en: Exposición Es el contacto de una población o individuo con un agente químico o físico. La magnitud de la exposición se determina midiendo o estimando la cantidad (concentración) del agente que está U N I V E R S I D A D D E A Q 16 Exposiciones crónicas.Son las exposiciones que duran entre 10% y el U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Evaluación de riesgos para la salud humana (ER) 100% del período de vida. Para el caso del hombre entre 7 y 70 años Exposiciones subcrónicas.Son exposiciones de corta duración, menores que el 10% del período vital Exposiciones agudas.Son exposiciones de un día o menos y que suceden en un solo evento Para estimar el riesgo que significa la presencia de un tóxico en un sitio determinado es necesario conocer su toxicidad, la cantidad de tóxico que entra en contacto con el organismo o población en estudio y las condiciones en las que se da este contacto. El período transcurrido entre el evento de exposición y las observaciones en el organismo expuesto es una variable muy importante de considerar especialmente en el caso de exposiciones intermitentes. La ER consiste en determinar si es tolerable el riesgo que enfrenta una población por estar expuesto a tóxicos en el ambiente de un sitio contaminado. Clases de Toxicología La determinación y caracterización de los riesgos para la salud pública en un sitio determinado se lleva a cabo en cuatro pasos: Análisis de los datos. Evaluación de la Exposición. Evaluación de la toxicidad. Caracterización de los riesgos. Primera Etapa: Análisis de los datos. El objetivo de esta parte es identificar la información de buena calidad que existe sobre el sitio y determinar la información que se necesita generar o captar para hacer la ER. En esta primera etapa se hace la selección preliminar de la lista de los tóxicos sobre los que se hará la evaluación de riesgos. Efecto tóxico Se define como efecto tóxico o respuesta tóxica, cualquier desviación del funcionamiento normal del organismo que ha sido producida por la exposición a substancias tóxicas. Segunda Etapa: Evaluación de la Exposición. Sólo se consideran como desviaciones significativas los cambios irreversibles o los cambios que permanecen por un período prolongado después de que la exposición ha cesado. Por ejemplo; la variación en la relación de masa hepática a masa corporal es una respuesta tóxica, porque persiste varios días o semanas después de que la exposición terminó. El incremento en grasa hepática no se considera como cambio significativo, porque desaparece en una cuantas horas. Se hace una estimación de la magnitud actual y futura de las exposiciones humanas, de la frecuencia y duración de estas exposiciones y de las rutas y vías potenciales de exposición. Tercera Etapa: Evaluación de la toxicidad. Consiste en obtener la información cualitativa y cuantitativa sobre los distintos tipos de efectos adversos a la salud (cáncer, no-cáncer y efectos sobre el desarrollo) que producen las substancias, a las que se ha determinado que la población está expuesta o pudiera llegar a estar expuesta. En esta etapa se localiza la mejor información disponible sobre la magnitud de la respuesta tóxica como una función del nivel de exposición. El tipo de efecto tóxico que produce una sustancia sirve para hacer una clasificación muy general, pero que es muy útil. Los tóxicos se clasifican en: cancerígenos no-cancerígenos Tóxicos para el desarrollo U N I V E R S I D A D D E A Q 17 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Cuarta Etapa: Caracterización de los riesgos. Asimismo, se han realizado experimentos con animales, para definir a que grado de concentración los gases de concentración son mortales. Por ejemplo, si se expone ratones de laboratorio a diferentes concentraciones de ozono, con lo cual solamente se llego a suponer que se irritaron los pulmones, dañó parte de los glóbulos blancos. Conociendo la magnitud de las exposiciones que se han determinado como posibles y la toxicidad de las substancias involucradas, se estiman los riesgos para la salud a los que se enfrentan las diferentes poblaciones. Se evalúan los riesgos producidos por cada tóxico en lo individual bien sea que llegue a los individuos expuestos por una ruta o por varias. Se evalúan también los riesgos que representan las exposiciones a las mezclas de las distintas substancias presentes. Por otro lado, la contaminación del aire también ejerce un efecto sobre los bienes materiales. Los metales se corroen en menor tiempo, la pinturas duran menos, los neumáticos y materiales de caucho se agrietan rápidamente y también las plantas son dañadas por los contaminantes atmosféricos La caracterización de los riesgos consiste en determinar si estos son tolerables o no. A la evaluación de los riesgos presentes o futuros que se pueden presentar en un sitio antes de que se haya hecho intento alguno para controlar o reducir las exposiciones se le conoce como Evaluación de Riesgos de Línea Base (ERLB). Efectos sobre la visibilidad Los contaminantes del aire en su mayoría son incoloros, a excepción del NO2, que es de color café. Como ser algunos smogs presentan la coloración café debido a este contaminante. Los efectos visibles de la contaminación son causados por la interacción de la luz con las partículas suspendidas. Como se ha estudiado en los capítulos anteriores existe una variedad de contaminante atmosféricos, los principales que afectan a la salud humana, se presentan los denominados contaminantes criterios: Los tóxicos son los xenobióticos que producen efectos adversos en los organismos vivos Óxidos de azufre Materia de partículas finas Monóxido de carbono Ozono Bióxido de nitrógeno Plomo CUESTIONARIO WORK PAPER Nº 4 I V E 2. Ejemplifique mínimo tres enfermedades generadas contaminación del aire. casos por de la 4. Investigue acerca de la contaminación visual, efectos sobre el paisajismo Asbesto Benceno Berilio Mercurio Cloruro de vinilo Elementos radionucleares U N Cuáles con los contaminantes tóxicos 3. Averigüe que efectos pueden tener los contaminantes atmosféricos sobre las plantas Además, existen los contaminantes tóxicos del aire: 1. 5. Explique como se forma el smog en las urbes 6. Desarrolle el tema de contaminación del aire en interiores R S I D A D D E A Q 18 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD WORK PAPER # 5 UNIDAD O TEMA: UNIDAD II TITULO: Control de la contaminación atmosférica FECHA DE ENTREGA: PERIODO DE EVALUACIÓN: Control de Compuestos orgánicos Volátiles (COV) Se han estudiado los principales contaminantes atmosféricos, en este apartado se desarrollarán algunos de los controles que se podrían aplicar a estos contaminantes, indicando que diariamente es necesario mejorar estos métodos. Los COV son líquidos o sólidos que contienen carbono orgánico, enlazado con carbono, hidrógeno, nitrógeno o azufre. La mayor parte de estos elementos son emitidos por automóviles, botellas de removedor de esmalte de uñas, tarros de pintura pulverizada, solventes. Control de las partículas primarias Se aclara que exista un mayo número de partículas secundarias (de mayor diámetro), es fundamental realizar un control de las partículas primarias, ya que estas son más dañinas, como ser partículas de asbesto y metales pesados. Alguna de las posibilidades para controlar los COV son: Entre los equipos conocidos se utilizan: Sedimentador por gravedad, es uno de los equipos más sencillo, basado en una cámara larga por la cual pasa lentamente una corriente de gas contaminado y por gravedad van cayendo las partículas o quedan en las paredes de la cámara. Aunque, este equipo tiene muy poco uso industrial al ser ineficiente para atrapas las partículas más pequeñas. Separadores de ciclón, se utiliza la fuerza centrífuga, para obligar a las partículas a caer o quedar en las paredes del equipo. El adsorbente de mayor uso para los COV en el carbón activado, este es un tipo de carbón vegetal, similar al utilizado para asar carnes, que contiene una gran área superficial. Precipitadores electrostáticos, para partículas de alrededor de 5 µ de diámetro, es necesario utilizar fuerzas mayores que la de gravedad y centrífuga. En este sentido, la idea principal de este equipo es proporcionar a las partículas una carga electrostática, para luego ingresarlas a un campo electrostático que las impulsa hacia una pared colectora. U N I V E R S I D A D D E Sustituir con otro material que no sea COV Impedir la fuga del COV de los recipientes, por los sellos, etc Adsorber los COV de las corrientes de aire, para reutilizarlo o eliminarlo Quemar el COV, formando elementos menos dañinos Condensar el COV de la corriente de gas para recuperarlo Modificar el proceso con el fin de reducir o eliminar la liberación de COV De igual forma, se puede atrapar el COV de una corriente de aire, enfriando esta corriente hasta una temperatura baja, como para que el COV se condense, hasta quedar en forma líquida, para luego separar ese líquido de la corriente de gas por gravedad. A Q 19 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Control de los óxidos de azufre Con este método se extrae un elemento de una corriente de gas por absorción y separación. Además, este método es efectivo sólo si se halla un solvente líquido en el cual el elemento gaseoso de interés que se desea extraer sea más soluble que los demás elementos que se encuentran en la corriente de aire. En la Figura 4 se aprecia este proceso. Las corrientes de gas que se generan por las industrias son de: azufre reducido, SO2 concentrado y SO2 diluido; describiendo un método para cada tipo de corriente. - Extracción de compuestos reducidos de azufre por medio de absorción y separación del gas Figura 4. Extracción de SOx por medio de absorción Fuente. Nevers, Ingeniería de control de la contaminación del aire (1998) - Extracción del SO2 concentrado Como recomendación, la mayor parte de SO2 proviene de la combustión de plantas generadoras de energía eléctrica. Por esta razón, se esta incentivando a economizar el uso de esta energía y producir esta de otras fuentes. Este gas se puede tratar económicamente, utilizando el vanadio como catalizador, luego el elemento resultante se pasa por agua, obteniendo la siguiente reacción: SO2 + 0.5 O2 catalizador de vanadio SO3 + H2O - SO3 Control de óxidos de nitrógeno H2SO4 Existen dos formas de controlar los NOx: Extracción del SO2 diluido Para controlar estas emisiones se realiza el lavado con agua que contiene piedra caliza molida, obteniendo la siguiente reacción: 2NaOH + SO2 + ½ O2 U N I V E Además, en pequeña escala, las pequeñas industrias, como plantas de ácido nítrico, como control utilizan soluciones de NaOH y KMnO4. Na2SO4 + H2O R S I D A D Modificar el proceso de combustión para impedir la formación de los NOx Tratar de forma química los gases de combustión, para convertir los NOx en N2 D E A Q 20 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Para el proceso de tratamiento posterior a la llama, se utiliza un agente reductor a la corriente de gas de combustión, con el fin de quitar el oxígeno del NO, este proceso se da en los motores de los automóviles modernos, dando lugar a la siguiente reacción: 2NO + 2CO catalizador de platino - rodio 3. Describa la Ley de Stokes 4. Desarrolle los posibles controles que se podrían aplicar a determinados contaminantes atmosféricos. N2 + 2CO2 5. Cuáles con los COV CUESTIONARIO WORK PAPER Nº 5 1. 6. Según su criterio, cuáles son los efectos más dañinos que producen los contaminantes atmosféricos Cuáles son los equipos utilizados para el control de las partículas primarias 7. En qué se asemejan los SOx y los NOx 2. Indicar y describir los accesorios que utilizan los equipos de control de partículas primarias. 8. Detalle un modelo de concentración de la contaminación del aire PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD WORK PAPER # 6 UNIDAD O TEMA: UNIDAD II TITULO: CAMBIOS CLIMÁTICOS FECHA DE ENTREGA: PERIODO DE EVALUACIÓN: Se llama cambio climático a la modificación del clima con respecto al historial climático a una escala global o regional. Tales cambios se producen a muy diversas escalas de tiempo y sobre todos los parámetros climáticos: temperatura, precipitaciones, nubosidad, etcétera. Son debidos a causas naturales y, en los últimos siglos, también a la acción de la humanidad El Efecto Invernadero La razón de esta discrepancia de temperatura, es que la atmósfera es casi transparente a la radiación de onda corta, pero absorbe la mayor parte de la radiación de onda larga emitida por la superficie terrestre. Varios componentes atmosféricos, tales como el vapor de agua, el dióxido de carbono, tienen frecuencias moleculares vibratorias en el rango espectral de la radiación terrestre emitida. Estos gases de invernadero absorben y reemiten la radiación de onda larga, devolviéndola a la superficie terrestre, causando el aumento de temperatura, fenómeno denominado Efecto La energía recibida por la Tierra desde el Sol, debe ser balanceada por la radiación emitida desde la superficie terrestre. En la ausencia de cualquier atmósfera, la temperatura superficial sería aproximadamente -18 °C . Esta es conocida como la temperatura efectiva de radiación terrestre. De hecho la temperatura superficial terrestre, es de aproximadamente 15 °C . U N I V E R S I D A D D E Invernadero (GCCIP, 1997). A Q 21 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA ENFRENTANDO GLOBAL AL CAMBIO CLIMATICO 1.1.1. Agenda 21 El IPPC (Panel Internacional sobre Control Climático) es un cuerpo internacional, que consiste en delegados y científicos intergubernamentales, que desde 1988 están evaluando el calentamiento global. Su última evaluación mayor fue "Cambio Climático 1995", que provee la base para la reunión de Ginebra y la reunión próxima en Kyoto, Japón en diciembre 1997, que limitará las emisiones de CO2 humanas. La Síntesis de la Segunda Evaluación, establece: El resultado principal de la Conferencia sobre Medio Ambiente y Desarrollo de la ONU, es el más completo de los planes de acción para los 90's y más allá, adoptada por la comunidad internacional. Representa un set de estrategias integradas y programas detallados para parar y revertir los efectos de la degradación ambiental y promover el desarrollo adecuado y sustentable en todos los países. "Durante las últimas décadas, se han hecho muy aparente dos importantes factores en la relación entre humanos y el clima mundial. Primero, las actividades humanas, que incluyen la quema de combustibles fósiles, cambios en uso de tierras y agricultura, están aumentando las concentraciones de gases invernadero (que tienden a aumentar la temperatura atmosférica) y en algunas regiones, aerosoles (que tienden a enfriar la atmósfera). Estos cambios, juntos, se proyectan que cambiarán el clima regional y global junto con parámetros relacionados con el clima, tales como la temperatura, precipitación, humedad de suelos y el nivel del mar. Segundo, algunas comunidades humanas se han hecho más vulnerables a riesgos tales como tormentas, inundaciones y sequías como el resultado de un aumento de densidad de población en áreas riesgosas tales como cuencas de ríos y planicies costeras. Cambios serios se han identificado, como el aumento, en algunas áreas, de la incidencia de eventos de alta temperatura, inundaciones, etc., aumento de pestes, cambios en la composición, estructura y funcionamiento ecológico, incluyendo la productividad primaria". (Pace Energy Project, 1997) Declaración de Río Proclamación hecha por la Conferencia sobre Ambiente y Desarrollo de las Naciones Unidas, realizada en Río de Janeiro, Junio 1992. Reafirma y construye sobre la declaración de la Conferencia sobre el Ambiente Humano de las Naciones Unidas realizada en 1972. La meta de la declaración es establecer la cooperación entre los estados miembros para lograr acuerdos en las leyes y principios que promuevan el desarrollo sustentable. La declaración confronta diversas áreas que se relacionan con el cambio global, proveyendo un contexto de políticas que enfrentan el cambio global, incluye: recursos naturales, impactos ambientales del desarrollo, protección de ecosistemas, compartir ideas científicas, internalización de costos ambientales, etc. Convención Marco sobre Cambio Climático Firmada por 165 estados, compromete a sus firmantes a la meta de "estabilizar la concentración de gases invernadero en la atmósfera a niveles que eviten interferencias antrópicas con el sistema climático". La convención establece como meta provisional, reducir las emisiones de gases invernaderos a niveles del año 1990 para el año 2000. La convención establece un protocolo para que las naciones hagan un inventario de emisiones y puedan seguir sus progresos. También enfrenta el tema de financiamiento y transferencia de tecnología desde los países desarrollados a los en vías de desarrollo. U N I V E R S I D A D D E Informe de la segunda Evaluación del IPCC A Q 22 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Estrategia Nacional de Participación De Bolivia en Proyectos Desarrollo de Mecanismos Limpio Bolivia a través del Programa Nacional de Cambios Climáticos, tiene el propósito de insertar en todas las actividades de desarrollo como un pilar importante a la educación con sus respectivos actores al proceso de comunicación para lograr la disminución de Emisiones de Gases Contaminantes, como se observa en la figura 2. ESTRATEGIA NACIONAL DE PARTICIPACION EN MDL BOLIVIA: Inventario de Emisiones de GEI Análisis de Vulnerabilidad y Adaptación CC Análisis de opciones de Mitigación EGEI. Plan Nal. de Acción Sobre CC Estrategia Nal. de Implementación Convención Bolivia Proyectos de Implementación POTENCIALES DE MITIGACION: Cambio de uso de la tierra y actividades forestales Uso de la tierra Ganadería Agricultura Forestal Sector Energético: Residencial Comercial Industrial Transporte Electricidad 82% CO2 903 millones de t. Forestal Energético Beneficios Medio ambiente Comunidades y biodiversidad Termoelectricidad a gas natural Conversión de diesel y gasolina CUESTIONARIO WORK PAPER Nº6 1. Investigar que proyectos actualmente se están desarrollando en nuestro país, dentro del marco de MDL? U N I V E R S I D A D D E 2. Determine, que otros organismos y/o instituciones en Bolivia están trabajando dentro del marco de Cambios Climáticos 3. Realice un comentario sobre los avances que ha logrando el Programa Mónica en cuanto a la Calidad de aire de Bolivia. A Q 23 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD WORK PAPER # 7 UNIDAD O TEMA: UNIDAD II. TEMA 6 TITULO: Efectos de la contaminación del aire FECHA DE ENTREGA: PERIODO DE EVALUACION: Como se ha estudiado en los capítulos anteriores existe una variedad de contaminante atmosféricos, los principales que afectan a la salud humana, se presentan los denominados contaminantes criterios: caucho se agrietan rápidamente y también las plantas son dañadas por los contaminantes atmosféricos Los contaminantes del aire en su mayoría son incoloros, a excepción del NO2, que es de color café. Como ser algunos smogs presentan la coloración café debido a este contaminante. Los efectos visibles de la contaminación son causados por la interacción de la luz con las partículas suspendidas. Efectos sobre la visibilidad Óxidos de azufre Materia de partículas finas Monóxido de carbono Ozono Bióxido de nitrógeno Plomo Además, existen los contaminantes tóxicos del aire: CUESTIONARIO WORK PAPER Nº 7 Asbesto Benceno Berilio Mercurio Cloruro de vinilo Elementos radionucleares Asimismo, se han realizado experimentos con animales, para definir a que grado de concentración los gases de concentración son mortales. Por ejemplo, si se expone ratones de laboratorio a diferentes concentraciones de ozono, con lo cual solamente se llego a suponer que se irritaron los pulmones, dañó parte de los glóbulos blancos. I V E R S I D A D D E Cuáles son los contaminantes criterio 8. Cuáles con los contaminantes tóxicos 9. Ejemplifique mínimo tres enfermedades generadas contaminación del aire. casos por de la 10. Averigüe que efectos pueden tener los contaminantes atmosféricos sobre las plantas 11. Investigue acerca de la contaminación visual, efectos sobre el paisajismo 12. Explique como se forma el smog en las urbes 13. Desarrolle el tema de contaminación del aire en interiores Por otro lado, la contaminación del aire también ejerce un efecto sobre los bienes materiales. Los metales se corroen en menor tiempo, la pinturas duran menos, los neumáticos y materiales de U N 7. A Q 24 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD DIF’s # 1 UNIDAD O TEMA: Unidad I TITULO: Estudio de la contaminación atmosférica FECHA DE ENTREGA: PERIODO DE EVALUACIÓN: 1. Mediante un Esquema muestre cómo se aborda un Problema de Contaminación atmosférica. 2. Describa los equipos de medición de contaminación del aire, por ejemplo del espectrómetro. 3. Mencione que puntos, relacionados con la contaminación atmosférica se han indicado en los Tratados Internacionales, como ser el Tratado de Kyoto, Agenda 21. TAREA DEL DIF´s Realizar una discusión grupal de la temática. Finalizando con una valoración a manera de conclusión por escrito y entregar al docente. CONCLUSIONES (deberán sintetizar la opinión del grupo): COMENTARIOS (deberán sintetizar la opinión del grupo): GRUPO (máximo cinco integrantes): AP. PATERNO AP. MATERNO U N I V E R S I D A D NOMBRES D E A Q 25 FIRMA U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD DIF’s # 2 UNIDAD O TEMA: Tema II TITULO: Contaminación atmosférica FECHA DE ENTREGA: PERIODO DE EVALUACIÓN: 1. Investigue acerca de la capa de ozono y esquematice mediante Ecuaciones cómo se da el ataque a la capa de Ozono. 2. Qué sustancias causan el desequilibrio en la relación Oxígeno – Ozono. 3. Describa como llega a la atmósfera el Nitrato de Peroxiacetil ( PAN ) 4. Indique por qué afectan los gases de invernadero en la Tierra, cuáles son estos 5. Detalle el Ciclo Biogeoquímico del Nitrógeno y del Azufre. 6. Formación de las lluvias Ácidas. TAREA DEL DIF´s Realizar una discusión grupal de la temática. Finalizando con una valoración a manera de conclusión por escrito y entregar al docente. CONCLUSIONES (deberán sintetizar la opinión del grupo): COMENTARIOS (deberán sintetizar la opinión del grupo): GRUPO (máximo cinco integrantes): AP. PATERNO AP. MATERNO U N I V E R S I D A D NOMBRES D E A Q 26 FIRMA U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD DIF’s # 3 UNIDAD O TEMA: Tema 4 TITULO: Meteorología de la contaminación atmosférica FECHA DE ENTREGA: PERIODO DE EVALUACIÓN: 1. Investigue si existe algún Laboratorio en el país que esté especializado en el Control de la Calidad del Aire 2. Investigue sobre el efecto Invernadero 3. Investigue si existe en nuestro medio alguna Institución si tiene algún banco de datos sobre los niveles de concentración de contaminantes como SO2, NO2 y O3. 4. Investigue sobre el tratado de Kyoto TAREA DEL DIF´s Realizar una discusión grupal de la temática. Finalizando con una valoración a manera de conclusión por escrito y entregar al docente. CONCLUSIONES (deberán sintetizar la opinión del grupo): COMENTARIOS (deberán sintetizar la opinión del grupo): GRUPO (máximo cinco integrantes): AP. PATERNO AP. MATERNO U N I V E R S I D A D NOMBRES D E A Q 27 FIRMA U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD DIF’s # 4 UNIDAD O TEMA: Unidad II TITULO: Control de la contaminación atmosférica FECHA DE ENTREGA: PERIODO DE EVALUACIÓN: 1. Describa los efectos que se han registrado en el Mundo y en Bolivia de contaminación atmosférica 2. Investigue acerca de los métodos y/o técnicas para la mitigación de la contaminación atmosférica 3. Desarrolle el tema de combustibles y vehículos alternativos TAREA DEL DIF´s Realizar una discusión grupal de la temática. Finalizando con una valoración a manera de conclusión por escrito y entregar al docente. CONCLUSIONES (deberán sintetizar la opinión del grupo): COMENTARIOS (deberán sintetizar la opinión del grupo): GRUPO (máximo cinco integrantes): AP. PATERNO AP. MATERNO U N I V E R S I D A D NOMBRES D E A Q 28 FIRMA U I N O B O L I V I A