IGA PARTE 4 Índices e indicadores - Aire

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Dr. Ing. Francisco Arteaga Núñez 
2020
PROGRAMA MASTER EN INGENIERIA CIVIL
UNIVERSIDAD DE PIURA
CURSO: IMPACTO Y GESTION AMBIENTAL
Tema : Indicadores e Índices Ambientales
INDICADORES E INDICES DEL AIRE
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Indicadores del aire
Espesor de la atmósfera: 200 km.
Según sus propiedades térmicas, se
divide en:
1.Troposfera: Capa más próxima a la
tierra. Más importante, en ella se
desarrolla lavida.
2.Estratosfera: Se extiende entre los 10
y 50 km. Capa de ozono.
3. Mesosfera: Se extiende entre 50-80
km de altitud aprox. Tienen lugar
muchas reacciones químicas
complejas como la fotodisiciación.
4.Termosfera: Capa más alejada de la
tierra. Se extiende desde los 80 km.
CAPA DE OZONO
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Contaminación atmosférica
Condición atmosférica en la que ciertas sustancias y/o energías alcanzan 
concentraciones o niveles lo suficientemente elevadas, sobre su nivel 
ambiental normal como para producir riesgos, danoso o molestias a las 
personas, ecosistemas o bienes.
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Origen y naturaleza de la contaminación
Fuentes de contaminación
Fuentes naturales
Origen volcánico: (Lago Nyos en Camerún: 2000 
muertos por CO2. Erupciones volcánicas de El 
Chichón, (México, 1982). Pinatabu (Filipinas, 
1991).
Fuegos forestales (CO y CO2)
Vendavales (polvo)
Suelo (virus y polvo)
Plantas en descomposición (CH4 y SH2).
Fuentes antropogénicas
Provocadas por la actividad humana 
(transporte, combustiones y procesos 
industriales).
–Fuentes móviles: vehículos-transporte.
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EMISIÓN
Concentración de contaminantes que vierte
un foco contaminante. Se mide en la salida del
foco emisor.
INMISIÓN
Concentración de contaminantes pre-sente en
el seno de una atmósfera de-terminada. A
estos valores están expuestos los seres vivos y
los ma-teriales, cuya actividad se desarrolla en
esa atmósfera concreta.
Emisión e Inmisión
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Contaminantes Biológicos
Estos contaminantes se clasifican en:
Organismos vivos que causan enfermedades
infecciosas: bacterias, virus, hongos, etc.
Organismos provenientes de animales
(domésticos), pelos, plumas y plantas (polvo
vegetal) que producen enfermedades
respiratorias y alergias
Tipos de contaminantes atmosféricos
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• Nivel de presión sonora (Lp o NPS):
– Variación de presión atmosférica en un 
punto como consecuencia de la 
propagación -a través del aire- de una 
onda sonora.
– Usado en la medición de ruidos.
– Medible directamente con sonómetros.
– Unidad: decibelios (dB).
Contaminantes Físicos: Ruido ambiental
Tipos de contaminantes atmosféricos
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• Suma y resta de decibelios
– Restar de la medida acústica, algún valor individual y conocido de 
alguna fuente determinada.
– Predecir el efecto que una carretera, industria, zonas de ocio, etc. 
Pueden generar en la población. 
– Las sumas y restas de niveles de presión acústica no puede 
realizarse de manera aritmética, sino logarítmica. La función es:






 
2
1
10/10log10 LpiLp
Contaminantes Físicos: Ruido ambiental
Tipos de indicadores atmosféricos
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• Suma y resta de decibelios
– Gráfico de suma de decibeles 
Contaminantes Físicos: Ruido ambiental
Tipos de contaminantes atmosféricos
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• Suma y resta de decibelios
– Gráfico de resta de decibeles 
Contaminantes Físicos: Ruido ambiental
Tipos de contaminantes atmosféricos
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•Decibeles combinados: Suma y resta de decibeles.
– Ejemplo
Cuatro fuentes de ruido tienen niveles de presión de sonido Lp de 81, 75, 75 y 73 
dB respectivamente. Se requiere conocer el nivel de ruido total.
A continuación se ilustra el procedimiento de cálculo que nos permite llegar al 
nivel total de ruido de 83.5 dB.
Contaminantes Físicos: Ruido ambiental
Tipos de contaminantes atmosféricos
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En la práctica se ha estandarizado la nomenclatura de las partículas de acuerdo al 
tamaño de las mismas :
Partículas de Atkins o finas: < 0,1 µm
Parículas medias -en suspensión- (PTS): 0,1 – 10 µm
• PM10 : Partículas con diámetro inferior a < 10 µm
• PM2,5 : Partículas con diámetro inferior a < 2,5 µm
• PM0,1 : Partículas con diámetro inferior a < 0,1 µm
Partículas sedimentables o gruesas (PS): 10 - 100 µm
Contaminantes Químicos: Primarios
Tipos de contaminantes atmosféricos
Clasificación de partículas
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El riesgo a la salud disminuye cuando el diámetro de las partículas 
suspendidas se encuentra por encima de las 10 micras. Sin embargo, se 
estudian las:
• Partículas Sedimentables PS
• Partículas Totales en Suspensión PTS
• PS: Su muestreo es de carácter referencial, de muy bajo costo y sirve
para estimar prioridades en la implementación de estudios y sistemas de
vigilancia para diversos puntos de una ciudad
• PTS: Es utilizado por la EPA de los Estados Unidos para la determinación
de metales en el ambiente (mayormente partículas inferiores a 10 micras).
Contaminantes Químicos: Primarios
Tipos de contaminantes atmosféricos
Clasificación de partículas
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Las PTS se determinan principalmente con métodos activos utilizando
muestreadores de Alto Volúmen (HI-VOL).
Un HI-VOL consta básicamente de:
- 1 bomba de vacío, 
- 1 marco de sujeción del filtro, 
- Empaques, 
- 1 adaptador del marco, 
- 1 registrador de flujo y 
- 1 controlador de tiempo
Equipo Móvil – Motor con 
escobillas
Equipo Fijo –
Motor sin 
escobillas
Contaminantes Químicos: Primarios
Tipos de contaminantes atmosféricos
MÉTODOS ACTIVOS PARA MONITOREO DE PTS
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Filtro captador de 
Partículas 
Bomba de Succión
flujo de 1.1 a 1.7 
m3/min
Soporte para filtro
MUESTREADOR DE ALTO VOLUMEN
METODO ACTIVO
PARTICULAS TOTALES EN SUSPENSION (PTS)
Manómetro
Pulgadas de agua
Caseta de soporte
Ingreso de 
aire
Salida de aire
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Gas incoloro, inodoro y no irritante, pero muy tóxico.
Se produce en la combustión incompleta del carbono y de sus
compuestos derivados, ya sea que provenga de fuentes
naturales (90 % reacciones de oxidación atmosférica del
metano originado en procesos de degradación anaeróbica de la
materia orgánica) o antropogénicas (transporte, plantas de
combustión, de tratamiento de residos, tratamiento y
distribución de combustibles fósiles o refinerías de petróleo).
Contaminantes Químicos: Primarios
Tipos de contaminantes atmosféricos
Monóxido de Carbono
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NOx engloban el:
• NO, NO2: Gases tóxicos, de origen antropogénico: transporte y 
procesos de combustión a altas temperaturas. Intervienen en 
procesos fotoquímicos troposféricos.
• N2O: Gas incoloro, no tóxico. No interviene en procesos fotoquímicos 
troposféricos. Provienen de fuentes naturales y actividades agrícolas. 
Principal fuente el suelo, donde hay mocroorganismos capaces de 
degradar el nitrógeno proteico hasta nitrógeno y N2O en los procesos 
de desnitrificación.
Contaminantes Químicos: Primarios
Tipos de contaminantes atmosféricos
Óxidos de Nitrógeno (NOx)
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SOx engloba:
• SO2: Se emite en mayor cantidad a la atmósfera (98-99%).
• SO3: Presente en 1-2%. Con la humedad, rápidamente se convierte en ácido
sulfúrico.
Ambos son gases incoloros. Cuando el SO2 > 3 ppm, produce un olor acre.
• Emisiones naturales constituyen más del 50% de las emisiones totales de SO2 :
oxidación del sulfuro de hidrógeno (H2S) originado por la degradación anaerobia
de la materia orgánica de pantanos, lodazales, océanos, fuentes biológicas
terrestres, etc.
• Emisiones antropogénicas: combustión de carburantes que contienen azufre,
siendo los principales puntos emisores los focos de combustión estacionaria
(plantas termoeléctricas y carboeléctricas de producción de energía, focos
industriales de combustión o calefacciones domésticas).
Contaminantes Químicos: Primarios
Tipos de contaminantes atmosféricos
Óxidos de Azufre (SOx))
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TRENES DE MUESTREO
MÉTODO ACTIVO
GASES (SOx, NOx)
Frasco Dreschel
manómetro Bomba desucción de 
aire
Filtro
Ingreso 
de aire
Sustancia 
captadora 
de Gas
SO2
Peróxido de 
Hidrógeno
Un flujo de 
2.6 l/min
Punta
NO2
Arsenito de 
sodio e 
hidróxido de 
sodio
Un flujo de 
0.21 l/min
Punta
h
Salida 
de aire
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Sustancias que contienen H y C.
Muchos de estos, evolucionan y se transforman en oxidantes fotoquímicos
(contaminantes secundarios), causantes de efectos más graves que los HC.
Hidrocarburos urbanos provienen de la combustión del carbón, leña y del petróleo y sus 
derivados.
El metano es uno de los que está mayormente presente. Su origen es mayormente 
(85%)natural (descomposición de materia orgáncia), a estas fuentes se suman los 
procesos de tratamiento y eliminación de residuos, las actividades agrícolas y el 
tratamiento y distribución de combustibles fósiles.
Los COVNM, tienen diferente origen que el metano, por ello se miden separadamente. 
Su origen es mayormente antropogénico (emisiones de plantas que liberan HC 
terpéncios, el transporte al expulsar combustible no quemado y el uso de solventes en 
instalaciones industriales).
Contaminantes Químicos: Primarios
Tipos de contaminantes atmosféricos
Hidrocarburos o COV
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Gas contaminante secundario generado
en el proceso de formacion del smog
fotoquimico.
Contaminantes Químicos: Primarios
Tipos de contaminantes atmosféricos
OZONO
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Oxidantes Fotoquímicos
• Oxidante Fotoquímico es un término usado
para describir una mezcla compleja de
químicos producida cuando, en presencia de
luz solar, óxidos de Nitrógeno reaccionan con
compuestos orgánicos volátiles,
fotoquímicamente reactivos, para formar un
smog fotoquímico. El principal componente de
un oxidante fotoquímico es el ozono.
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INDICE DE CALIDAD DE AIRE (ICAIRE)
ICAIRE= k CiPi /  P
Ci= Valor porcentual asignado a los parámetros
Pi = Peso asignado a cada parámetro.
K = Constante que toma los siguientes valores:
0.75 aire con ligero olor no agradable
0.50 aire con olor desagradable
0.25 aire con fuertes olores esagradables
0.00 aire con olores insoportables para el 
ser humano
Indicadores de Calidad del Aire.
 Variación en el nivel de ruidos
 Compuestos de Flúor
 Emisiones de SO2
 Emisiones de CO
 Emisiones de NOx
 Pb
 Partículas en suspensión
 Partículas sedimentables
 Cl2
 Hidrocarburos (CnHn)
Indice ICAIRE: Valor porcentual
INDICE ORAQUI
ORAQUI = 3.5  Ci /Cs
CI = Valor analítico de la concentración 
medida (SO2, PM10, NO2, CnHn, CO)
Cs= valor de la concentración estándar (50% de
la tabla)
ORAQUI: 0 Aire limpio
> 50 Aire contaminado
1.37
Curva de transformacion de ICAIRE y ORAQUI
Indices ambientales.
Calidad del Aire PSI: Pollution Standard 
Index
Criterios definidos para su desarrollo:
i Es entendido por la gente con facilidad
ii Incluye los principales contaminantes y está abierto a otros
iii Se relaciona con estándares de calidad del ambiente 
atmosférico
iv Está basado en hipótesis científicas razonables
v Consistente con la percepción de la contaminación del aire
vi Representa las variaciones espaciales
vii Muestra las variaciones diarias
viii Permite predecir con anticipación de un día
Calidad del Aire. Determinación del Indice
Desarrollado por Ott USA -1975
1. Se han considerado 5 Contaminantes: Sólidos en 
Suspensión (s.s.); SO2; CO; O3; NO2.
2. El PSI se establece definiendo como valor 100 del 
índice, el equivalente de los estándares de calidad del 
aire (no hay efectos para la salud.
3. Corresponde a unas concentraciones (μ g/m3 ) , en 24 
h, de cada uno de los 5 contaminantes: s.s. (260); SO2
(365); CO (10); NO2 ; O39160);
4. Se establece el Subíndice de cada contaminante
5. El PSI diario es el máximo subíndice de entre los 5 
contaminantes considerados, indicándose cuál es dicho 
contaminante.
Aire: Evaluación Factores ambientales
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Aire: Evaluación Factores ambientales
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Aire: Evaluación Factores Ambientales
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Aire: Evaluación Factores ambientales
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Aire: Evaluación Factores ambientales
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN