calidad del aire POSTGRADO - Katiuska Coromoto Echeverría Vargas

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Calidad del aire
Facilitadora: Katiuska Echeverría
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¿POR QUÉ ES IMPORTANTE TOCAR EL TEMA?
ATMOSFERA
Puntos a Tratar
Atmósfera: Definición
Regiones de la Atmósfera
Contaminación Atmosférica
Sistema de Contaminación Atmosférica
Unidades de Medida
Fenómenos caudados por la Emisión
Tipos de Contaminación Atmosféricos
Contaminantes Primarios
Contaminantes Secundarios
Otros Contaminantes
Tratamiento
Otros
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Atmósfera
	La atmósfera es una capa gaseosa de aproximadamente 10.000 Km. de espesor que rodea la litosfera e hidrosfera. Está compuesta por gases (78% de nitrógeno, 21% de oxígeno y 1% de otros gases) y de partículas sólidas y líquidas en suspensión atraídas por la gravedad terrestre.
 Regiones de la Atmósfera
El Aire
Mezcla Gaseosa
Es:
Contaminantes
Propiedades de los Gases
Combustibles
Boyle
Charles
Gay Lussac
Ecuación de Estado
Tiene
Son:
Teoría Cinética Molecular
Explica su comportamiento
Leyes de los Gases
Expansibilidad
Compresibilidad
Difusibilidad
Emanaciones Volcánicas
CO2 SO2 NO2
Lluvia Ácida
CFC y otros adelgazamientos de la capa de Ozono
CO2 H2O CH4
Efecto Invernadero
Gas Licuado
Gas Natural
Importantes
Son:
Explica
Se cuantifican:
Ejemplos
COMPOSICIÓN DEL AIRE
Otros: 
Argón (0,9%) 
CO2 (0,03%)
Ne, He, CH4,, Kr, H2, N2O, Xe, VOC ( 0.001% )
 Vapor agua ( muy variable desde 0% hasta 4%, humedad absoluta )
Contaminación Atmosférica
CONTAMINACION DEL AIRE
DEFINICION
 Es la presencia en la atmósfera de ciertas sustancias que alcanzan concentraciones lo suficientemente altas sobre el nivel normal, que ocasionan efectos adversos en el hombre, los animales, las plantas los materiales de construcción y el clima. 
SUSTANCIA
 Elemento
 Compuesto químico
 (natural o artificial)
FORMAS DE CONTAMINACION
 Sustancias gaseosas
 Sustancias líquidas
 Sustancias sólidas
MODELO EPIDEMIOLOGICO DE LA CONTAMINACIÓN 
DEL AIRE
FUENTE DE EMISIÓN
CONTAMINANTES
ATMÓSFERA
MEZCLA Y TRANSFORMACIÓN QUÍMICA
TRANSPORTE Y DIFUSIÓN
RECEPTOR
NORMATIVA LEGAL VENEZOLANA
DECRETO 638
NORMAS SOBRE CALIDAD DEL AIRE Y CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFERICA
COMPARACION DE NIVELES DE CONCENTRACION
ENTRE AIRE LIMPIO Y CONTAMINADO
ASPECTOS METEOROLÓGICOS DE
LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE
LA QUÍMICA DEL AIRE:
	Comprende el estudio de los procesos de transformación química ejercidos sobre los contaminantes del aire. La duración de estos puede variar de unos segundos hasta varias semanas.
LA METEOROLOGÍA:
	 Es el estudio de la dinámica de la atmósfera con relación a la cantidad de movimiento y a la energía: Las escalas meteorológicas de análisis son las siguientes:
Macroescala: Estudia los fenómenos que ocurren sobre miles de Kilómetros.
Mesoescala: Estudia los fen´menos que se suceden en cientos de Kilómetros
Microescala: Analiza los fenómenos que ocurren a distancias inferiores a 10 Kilómetros
EL TRANSPORTE Y LA DISPERSIÓN DE LOS CONTAMINANTES:
Factores influyentes:
1.- Naturaleza física de los contaminantes		4.- Nivel de turbulencia
2.- Velocidad y dirección del viento		5.- Condiciones de emisión 
3.- Estabilidad atmosférica			6.- Conf. De la fuente 
Contaminación Atmosférica
	Se entiende por contaminación atmosférica, la presencia en el aire de sustancias o formas de energía que impliquen riesgo, daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza.
	Cuando estas materias o fuentes de energía ponen o es probable que pongan en peligro la salud del hombre, su bienestar o recursos, directa o indirectamente, se denominan contaminantes.
Tipos de Contaminación Atmosférica
CONTAMINACIÓN POR SUSTANCIAS:
	Producida por cualquier sustancia sólida, líquida o gaseosa que altere las proporciones de la composición del aire, haciendo aparecer sustancias extrañas que puedan variar las proporciones del conjunto de gases que forman la atmósfera.
 
CONTAMINACIÓN POR FORMAS DE ENERGÍA:
	Producida por radiaciones, vibraciones, ruido, ionizantes, etc. 
Tipos de Contaminantes Atmosférico
 PRIMARIOS: Son sustancias contaminantes vertidas directamente a la atmósfera desde los focos emisores. Y se dividen en Primarios Gaseosos, Primario No Gaseosos (Sólidos)
Tipos de Contaminantes Atmosférico
	Secundarios: No son vertidos directamente a la atmósfera. Se producen a consecuencia de transformaciones y reacciones químicas o fotoquímicas que sufren los contaminantes primarios en la atmósfera. Las principales alteraciones atmosféricas producidas por los contaminantes secundarios son:
	
	La Contaminación Fotoquímica.
	Acidificación del Medio.
	Disminución de la Capa de Ozono.
Etapas
EMISION: Son los contaminantes liberados en el aire por una fuente, natural (volcanes, incendios, tormentas de arena, entre otros) o antropogénica (industria, tráfico, calefacciones, entre otros), en un proceso conocido como.
 INMISION: Concentración de contaminantes una vez emitidos, transportados y dispersados en la atmósfera. Estos niveles de contaminación se expresan en concentraciones de contaminantes, generalmente expresadas como micro gramos de una sustancia en un metro cúbico de aire (µg/m³ ). 
CONTAMINACION ATMOSFERICA
Unidades :
Fracción volumétrica : ppm y ppb (partes por millón y por mil millones) 
Concentración másica : mg / m3 y µg / m3
 FOCOS EMISORES NATURALES
Volcanes (partículas, SO2 , SH2 ,metano, ….)
Incendios forestales (cenizas,CO2 , CO, NOx ,hidrocarburos, …)
Océanos (aerosoles salinos, .. )
Vegetación ( hidrocarburos, polen, ….)
 
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
FOCOS ANTROPOGENICOS
FIJOS
INDUSTRIALES
DOMESTICOS
PROCESOS INDUSTRIALES
INSTALACIONES COMBUSTION
MOVILES
AUTOMOVILES
AVIONES
BUQUES
COMPUESTOS
ZONAS INDUSTRIALES
ZONAS URBANAS
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
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CONTAMINANTES DE LA ATMÓSFERA
Por su estado físico los contaminantes pueden clasificarse 
 Gases
 Partículas ( Aerosoles : dispersiones de sustancias sólidas o líquidas en la atmósfera ) 
Los gases presentan un comportamiento físico homogéneo, no depende de su naturaleza, sólo del flujo atmosférico.
Las partículas presentan un comportamiento físico diferente, depende fundamentalmente de su tamaño y del flujo atmosférico
 
Por su naturaleza los contaminantes atmosféricos pueden clasificarse :
 Contaminantes biológicos 
	-Restos de animales y plantas
	-Organismos vivos
 Contaminantes físicos
	-Ruido
	-Radiaciones ionizantes
 Contaminantes químicos
CONTAMINANTES DE LA ATMOSFERA
Contaminantes Primarios (Gaseosos)
Dióxido de Azufre SO2
Dióxido de Carbono CO2
Monóxido de Carbono CO
Oxido de Nitrógeno NOx
Oxido Nítrico NO
Dióxido de Nitrógeno NO2
Hidrocarburos HC
Dióxido de Azufre SO2
Es un gas incoloro y no inflamable.
Principales fuentes de emisión:
	Combustión de sustancias que contengan azufre.
	Calefacciones y quemadores industriales que emplean carbón y gasóleo.
Vehículos Diesel.
Efectos:
Irritación en la vista.
	Aumento de las enfermedades respiratorias (Asma).
Corrosión en la mayoría de los metales, especialmente hierro y zinc. Decoloración de hojas en los vegetales.
El SO2 es poco estable en la Atmósfera. Al combinarse con el oxígeno del aire, una gran parte se oxida a SO3 reaccionando después con el vapor de agua de la atmósfera para formar ácido sulfúrico (H2SO4).
Dióxido de Carbono CO2
Gas incoloro, inodoro y no tóxico.
Es un componente del aire que se encuentra en estado natural en atmósferas puras.
	No se le considera como contaminante atmosférico, pero las alteraciones en su ciclo debido a las actividades humanas, pudieran dar lugar a modificaciones del clima de la Tierra : El efecto invernadero.
 
Principales fuentes de emisión:
	Quema de carburantes fósiles.Calefacciones domésticas.
	Vehículos a motor.
	Incineración incontrolada de residuos o basuras 
Monóxido de Carbono CO
Es un gas inodoro, incoloro, insípido e inflamable, que arde con llama azul.
	Combina fácilmente con el oxígeno de la atmósfera formando dióxido de carbono (CO2).
Principales fuentes de emisión:
Vehículos a motor.
Industrias.
Refinerías de petróleo.
Fábricas de acero. 
Monóxido de Carbono CO
Efectos:
	Muy tóxico para las personas (Puede causar muerte por asfixia).
Efectos directos sobre los sistemas circulatorio y respiratorio.
Dolores de cabeza, perturbaciones psíquicas y de memoria, disminución de reflejos.
	Al reaccionar con la hemoglobina de la sangre (Hb), forma carboxihemoglobina (COHb), reduciendo la capacidad de la sangre para transportar oxígeno.
	
Oxido de Nitrógeno NOx
Los NOx, provienen de procesos de combustión a altas temperaturas.
Óxido Nítrico (NO)
	Gas incoloro, inodoro, tóxico y no inflamable
Dióxido de Nitrógeno (NO2) 
	Gas de color rojizo, no inflamable y tóxico.
Principales fuentes de emisión:
	Vehículos a motor.
	Procesos de combustión en las industrias del acero y petroquímicas.
Centrales termoeléctricas.
	Incineradoras. 
Oxido de Nitrógeno NOx
Efectos y características:
	Irritación de ojos, nariz y bronquios.
	En grandes cantidades puede causar edema y muerte.
Lesiones y daños a las plantas, retraso en su crecimiento.
Se les atribuyen poderes cancerígenos.
Al descargarse en una atmósfera saturada de vapor de agua puede dar lugar a la formación de ácido nítrico (HNO3), que arrastrado por la lluvia o nieve, cae sobre la superficie terrestre en forma de LLUVIA ACIDA.
Hidrocarburos HC
Son compuestos que contienen carbono e hidrógeno. Tales como el metano, acetileno, benceno, tolueno, etc.
	Principales fuentes de emisión:
	Vehículos a motor.
	Transportes de hidrocarburos.
	Industrias petroquímicas.
	Efectos:
	Los hidrocarburos aromáticos: benceno y tolueno, son los más irritantes, pudiendo causar lesiones importantes en las membranas mucosas si sus vapores son inhalados.
Partículas 
	Su procedencia y composición es muy variada.
Principales fuentes de emisión:
	Proceso de combustión de fuel, gas-oil, alquitranes, entre otros.
	Polvo del suelo.
	Erupciones volcánicas.
	Incendios.
Incineraciones no depuradas de basuras
Contaminantes Secundarios
(Contaminación Fotoquímica)
Producida por la aparición de oxidantes en la atmósfera, al reaccionar entre sí los óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos (HC) y el oxígeno (O2 ), en presencia de los rayos solares.
	Efectos:
Irritación en ojos y mucosas.
	Crecimiento de la mortalidad en personas débiles.
EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN
Residuos
Transporte
Industria
Energía
ACTIVIDAD HUMANA
Efecto invernadero
Lluvia acida
Espesor capa de ozono
Smog
Calentamiento Global
Acidificación
Falta de protección 
humana y natural
Salud humana
Sinergia entre efectos
CAMBIO GLOBAL
ACTIVIDAD GRUPAL EVALUADA 10%
Conformar 5 grupos de trabajo
Leer el material informativo (10 min)
Elaborar una presentación del punto asignado (10 min)
Seleccionar un relator del grupo para presentar la producción (5 min/grupo)
Reflexiones finales
SISTEMAS DE CONTROL
VÍA SECA
VÍA HÚMEDA
SISTEMAS DE CONTROL 
VÍA SECA
1. CÁMARAS DE SEDIMENTACIÓN POR GRAVEDAD
Para P.M. ≤ 1000 μm. (0.1 mm)
Son grandes cámaras en las que la velocidad de los contaminantes
desciende hasta que por gravedad se deposita en el fondo del equipo.
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CICLÓN
Utiliza la fuerza centrífuga para que las partículas se adhieran a sus paredes, donde caen a una tolva receptora.
Para P.M. ≤ 10 μm. (eficiencia menor 90%).
El cambio de dirección hace girar las partículas contenidas en los gases contra las paredes, disminuyendo su velocidad y precipitándolas.
A estos equipos se les puede inyectar agua y volverlos húmedos con lo que su eficiencia aumenta notablemente.
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FILTROS
Para capturar 
Metales Pesados (Hg, Cd, Pb, As, Ni, Cu, Cr)
Eficiencia del 80 - 95%, sus limitantes son la Tº pH y H. 
Cerámicos: 
Trabajan a Tº superiores a 900 ºC y son resistentes a la acción de los gases ácidos (HCl, HF, H2SO4, HNO3), tampoco necesitan estructura de soporte.
 
 
De Mangas:
Limitantes: ya que no pueden manejar flujos a más de 200 °C y deben estar totalmente secos, de lo contrario se queman las bolsas o se apelmaza el polvo y las tapan. De facil acceso y economicos
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PRECIPITADOR ELECTROSTÁTICO
 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Capturan las partículas sólidas en un flujo de gas por medio de la electricidad. El consumo eléctrico es elevado. Diferencia de potencial de 60 a 80 kV en corriente continua 
Son útiles cuando el volumen de gas es elevado y el contaminante de tamaño pequeño y/o vaho. Además puede funcionar a alta temperatura y presión.
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SISTEMAS DE CONTROL 
VÍA HUMEDA
LAVADO DE GASES
Torre de lavado: el gas atraviesa a contra flujo una serie de bandejas rellenas con el líquido de lavado. 
El material de construcción debe ser resistente a la corrosión y a la abrasión
Para M.P. ≤ 30 μm, SOx y NOx
El agua es atomizada para humidificar los contaminantes, gran parte de agua puede ser recirculada. Se recomienda para control de emisiones de gases, logrando captaciones hasta del 90%. Torre de lavado:eficacia es limitada pero la inversión y el consumo es baja Desventaja disposición de lodos
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Lavador Venturi (scrubbers):. 
Para M.P. ≤ 3 μm y SOx
El gas recibe un rocío de agua y hace que las partículas mezcladas con el agua caen del flujo de gas.
El gas con partículas pasa por un tubo corto con extremos anchos y una sección estrecha. El flujo de gas recibe un rocío de agua antes o durante la constricción en el tubo. 
La diferencia de velocidad y presión que resulta de la constricción hace que las partículas y el agua se mezclen, logrando en la sección expandida que las gotas de agua con partículas caigan del flujo de gas
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LA DEPURACIÓN EN SEMISECO
Desulfuración o absorción en semiseco
Ca(OH)2 se inyecta o se coloca en bandejas y reacciona con los gases ácidos y forma sus sales (ej. CaCO3) que luego son recuperadas en el filtro de mangas o precipitador electrostático. 
No genera residuos peligrosos ni vertimientos
Para SOx..y gases ácidos como el HNO3, H2SO4, HCl y HF.
gases residuales están compuestos de mezclas de sustancias en fase gaseosa, algunas de las cuales son solubles en fase líquida. En el proceso de absorción de un gas, el efluente gaseoso que contiene el contaminante a eliminar se pone en contacto con un líquido en el que el contaminante se disuelve. La transferencia de materia se realiza por el contacto del gas con el líquido en lavadores húmedos o en sistemas de absorción en seco
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PROCESOS DE COMBUSTIÓN EXTERNA CAUSANTES DE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
1)- Calderas y hornos de carbón
2)- Calderas y hornos de crudo, Fuel oil y bunker
3)- Calderas y hornos de crudo y aceite quemado
4)- Calderas y hornos de bagazo y fibras vegetales
5)- Calderas y hornos de ACPM 
 PRINCIPALES PROCESOS PRODUCTIVOS CAUSANTES DE CONTAMINACIÓN ATMOSFERICA 
1)- Refinerias de petroleo
2)- Plantas de cemento
3)- Plantas de mezclas asfálticas
4)- Fábricas de ladrillos y tubos
5)- Industria metalúrgica
6)- Producción de coke
7)- Plantas de ácido sulfúrico
8)- Ind. productoras de cal
9)- Plantas de ácido nítrico
10)- Producción de fibra de vidrio
11)- Producción de carburo de calcio
COMO CONTRIBUIR A REDUCIR
LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
 
LOS CIUDADANOS:
Utilizando los transportes colectivos.
Manteniendo siempre a punto el coche y usándolo solamente en caso de necesidad.
Utilizando gasolina sin plomo, siempreque nuestro vehículo lo permita.
Encendiendo las calefacciones de las casas únicamente cuando sea necesario.
Revisando periódicamente las instalaciones de calefacción con el fin de mantenerlas en óptimas condiciones de funcionamiento. 
Consumiendo productos en cuya elaboración no se hayan usado sustancias contaminantes.
COMO CONTRIBUIR A REDUCIR
LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
LA INDUSTRIA:
Sustituyendo tecnología y procesos por otros menos contaminantes. 
Aumentando la vigilancia y control sobre los efectos contaminantes de sus productos.
Ofreciendo al mercado productos que durante su vida útil contaminen lo menos posible. 
Fabricando siempre que sea posible, productos reciclables o biodegradables. 
Utilizando energías renovables y limpias.  
COMO CONTRIBUIR A REDUCIR
LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
LAS ADMINISTRACIONES:
Potenciando la plantación de árboles y controlando su poda, tala y quema de hojas.
Encargándose de la recogida y tratamiento de residuos sólidos urbanos, (basuras).
Controlando los vertidos de residuos, (escombros, muebles, etc.).
Instalando y manteniendo redes de control, (estaciones de medida de contaminantes).
Tomando las medidas necesarias que posibiliten la reducción de niveles de emisión de contaminantes.
Ejerciendo control y vigilancia sobre las actividades potencialmente contaminadoras.
Mejorando la calidad de los combustibles.
BIBLIOGRAFIA
LIBROS DE CONSULTA
 Ingeniería de control de la contaminación del aire, NOEL DE NEVERS, Mc Graw Hill, 2000.
 La contaminación del aire por la industria, ALBERT PARKER, Editorial Reverté S.A., 1983.
 Contaminación atmosférica, JOHN H. SEINFELD, Instituto de estudios de administración local, 1978.
 Manual de control de la calidad del aire, E. ROBERTS ALLEY & ASSOCIATES, Mc Graw Hill, 2000.
Principles of air quality managment, ROGER D. GRIFFIN, Lewis Publishers, 1994.
Air quality , THAD GODISH, Lewis Publishers, 1991.
Fundamental air sampling, GREGORY D. WIGHT, Lewis Publishers, 1994
The study on air pollution control plan in santa fé de bogotá city area, JICA, final repor, february 1992.
ASIGNACIÓN FINAL 10%
Realizar un análisis critico reflexivo sobre la contaminación atmosférica en el estado Lara
Oxígeno
21%
Otros
1%
Nitrógeno
78%
 
 
COMPONENTES 
 
AIRE LIMPIO 
 
AIRE CONTAMINADO 
 
SO
2
 
 
0.001-0.01 PPM 
 
0.02-2 PPM 
 
CO
2
 
 
310-330 PPM 
 
350-700 PPM 
 
CO 
 
MENOR DE 1PPM 
 
5-200 PPM 
 
NO
2
 
 
0.001-0.01 PPM 
 
0.01-0.5 PPM 
 
HIDROCARBUROS 
 
1 PPM 
 
1-20 PPM 
 
PARTICULAS 
 
10-20 G/M
3
 
 
70-700 G/M
3
 
 
 
	COMPONENTES
	AIRE LIMPIO
	AIRE CONTAMINADO
	SO2
	0.001-0.01 PPM
	0.02-2 PPM
	CO2
	310-330 PPM
	350-700 PPM
	CO
	MENOR DE 1PPM
	5-200 PPM
	NO2
	0.001-0.01 PPM
	0.01-0.5 PPM
	HIDROCARBUROS
	1 PPM
	1-20 PPM
	PARTICULAS
	10-20 (G/M3
	70-700 (G/M3