Clase_de_Contaminaci_n_del_aire

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7/11/2017
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Aire: contaminación y 
medidas de control 
Seminario de Higiene y Seguridad 
Ambiental y del Trabajo
¿Qué es el aire?
 El aire es una mezcla de gases.
 Forma una capa limpia y pura de 
aproximadamente 500000 millones de 
toneladas que rodea la Tierra 
denominada atmósfera.
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Composición del aire
Capas de la atmósfera
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Capas atmosféricas importantes 
para la contaminación del aire
 Tropósfera: Capa delgada a nivel de la 
superficie terrestre que contiene el aire 
que los seres vivos respiran.
 Estratósfera: Capa protectora que ayuda 
a absorber y dispersar la radiación solar
Factores que inciden sobre la 
contaminación del aire en la troposfera
 Velocidad y dirección de los vientos
 Estructura térmica de la atmósfera
 Agitación mecánica del aire
 Accidentes geográficos
 Radiación solar
 Humedad
 Fenómenos meteorológicos: lluvia,
 nieve, neblina
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Inversión térmica
Parámetros que definen el estado 
de la atmósfera
 Radiación
 Vientos
 Presión
 Temperatura
 Humedad
 Precipitación
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¿Qué es la contaminación 
atmosférica?
 “Es la condición atmosférica en la que 
ciertas sustancias y / o energías 
alcanzan concentraciones o niveles lo 
suficientemente elevados, sobre su nivel 
ambiental normal como para producir 
riesgos, daños o molestias a las 
personas, ecosistemas o bienes”.
Contaminación atmosférica
 Puede considerarse contaminante cualquier elemento, 
compuesto químico o material ya sea éste natural o 
artificial, capaz de permanecer o de ser arrastrado por 
el aire. Puede estar en la forma de partículas sólidas, 
gotas líquidas, gases o en diferentes mezclas de 
estas formas.
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¿Qué pueden dañar?
 La salud humana
 La vegetación
 Los bienes humanos
 El medio ambiente global
Clasificación de contaminantes del 
aire
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Contaminantes primarios
 Contaminante Primario: Es aquél que se emite a 
la atmósfera directamente desde la fuente y 
mantiene la misma forma química, como por 
ejemplo, la ceniza originada en la quema de 
residuos sólidos.
 Contaminante Secundario: es aquel que 
experimenta un cambio químico cuando llega a la 
atmósfera. Un ejemplo es el ozono que surge de 
los vapores orgánicos y óxidos de nitrógeno que 
emite una estación de servicio que expende 
combustible o el gas de escape de los 
automóviles.
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Contaminantes criterio y no criterio
 Los contaminantes denominados “criterio” se han identificado 
como comunes y perjudiciales para la salud y el bienestar de los 
seres humanos.
 Entre ellos se nombra:
 Monóxido de Carbono (CO)
 Óxidos de azufre (SOx)
 Óxidos de nitrógeno (NOx)
 Ozono (O3)
 Plomo (Pb)
 Material Particulado
 Los contaminantes del aire conocidos como “no criterio”, son 
todos aquellos que por sus características no se consideran 
dentro de los anteriores.
Contaminantes físicos
 Son contaminantes físicos: 
 el ruido, 
 las radiaciones ionizantes (rayos x, alfa, 
beta, gama).
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Contaminantes Físicos
 Ruido: sonido indeseable por la 
propagación de ondas de presión 
audibles a través de un medio elástico. 
(Concepto subjetivo)
 Características:
 Intensidad
 Frecuencia
 Duración
Ruido: factores que inciden en su 
propagación en el espacio
 Tipo de fuente de ruido
 Distribución en el espacio
 Medio donde se propaga
 Condiciones atmosféricas (presión y 
temperatura)
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Radiaciones Ionizantes
 Tienen la capacidad de ionizar la materia 
a su paso, lo cual compromete la 
integridad de las moléculas orgánicas 
que constituyen el material celular de los 
seres vivos.
Contaminantes químicos
 Son contaminantes químicos los 
clasificados en primarios, emitidos 
directamente a la atmósfera desde los 
focos contaminantes, y secundarios, 
originados en la misma atmósfera por 
reacción entre dos o más contaminantes 
primarios o con los constituyentes 
naturales del aire.
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Contaminantes químicos más 
comunes
 Material particulado
 Compuestos de azufre
 Óxidos de carbono
 Compuestos de nitrógeno
 Hidrocarburos
 Ozono y oxidantes
 Compuestos halogenados
 Metales pesados
 Dioxinas y furanos
Material particulado según su 
composición
 metales
 carbón
 alquitrán
 resinas
 polen
 hongos
 bacterias
 óxidos
 nitratos
 cloruros
 sulfatos
 fluoruros
 silicatos
 carbonatos,etc
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Compuestos del azufre
 Dióxido de azufre (SO2)
 Trióxido de azufre (SO3)
 Sulfuro de hidrógeno (SH2)
 Mercaptanos
 Origen: combustión de petróleo y 
carbón, combustión y descomposición 
de materia orgánica, volcanes
Óxidos de carbono
 Monóxido de carbono (CO)
 Origen: océanos, incendios forestales y 
oxidación del metano (CH4) del ambiente 
por iones oxhidrilo.
 Dióxido de carbono (CO2)
 Origen: procesos de combustión 
principalmente antropogénico
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Óxidos de nitrógeno
 Monóxido de nitrógeno (NO)
 Dióxido de nitrógeno (NO2)
 Óxido nitroso (N2O)
 Origen: procesos biológicos en suelos, 
tormentas eléctricas y, para el NO2, la 
oxidación del NO natural.
 Amoníaco (NH3)
 Origen: fábricas de abono, ácid
Otros contaminantes
 Hidrocarburos: consisten de carbono e 
hidrógeno con variada estructura 
molecular
 Origen: Industria petrolera y utilización de 
sus productos
 Ozono (O3)
 Origen: se forma en la atmósfera por 
reacciones fotoquímicas donde la actividad 
solar es muy importante
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Smog fotoquímico
 ¿Qué lo causa? 
 La mezcla de reaccionantes y productos de 
reacción de hidrocarburos y óxidos de 
nitrógeno presentes en una atmósfera con 
humedad relativa baja y en presencia de luz 
solar.
 ¿Qué se forma? 
 Se forman cantidades elevadas de NO2, 
O3, nitrato de peroxicetileno y radicales 
libres orgánicos.
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Smog fotoquímico
 ¿Qué consecuencias trae?
 se deterioran los alimentos
 se secan y ennegrecen las pinturas
 se desintegran los materiales de caucho
 se altera la función clorofílica
 se irritan las mucosas oculares y 
respiratorias de los animales y el hombre
Compuestos halogenados
 Gases de concentración comparativamente 
baja pero de alto poder irritante
 Cloro (Cl2): gas pesado e irritante
 Origen: industrias químicas y plásticas, plantas de 
tratamiento de agua y efluentes
 Cloruro de hidrógeno (HCl): gas irritante
 Origen: industrias químicas y plásticas
 Fluoruro de hidrógeno (HF): gas irritante, sus 
sales contaminan las pasturas
 Origen: metalurgia del Al, fabricación de 
fertilizantes fosfatados y de cemento
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Metales Pesados
 Mercurio
 Cadmio
 Cobre
 Plomo
 Cromo
 Arsénico
 Generalmente presentes en la forma de 
partículas (salvo Hg y Pb tetraetilo)
 Provocan contaminación cercana a la fuente
Bifenilos Policlorados
 209 combinaciones posibles
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 Ventajas:
 estables
 termoresistentes
 incombustibles
 baja presión de 
vapor
 elevada 
constante 
dieléctrica
 Desventajas:
 elevada toxicidad 
(DL50 en ratas 
=1,6 g/kg)
 persistentes en el 
medio ambiente
 Biodegradabilidad 
escasa
 Se bioacumulan
Dioxinas y Furanos
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Dioxinas y Furanos
 Propiedades:
 Muy tóxicos
 poco solubles en agua (≤ 0,12 ppb)
 menor solubilidad mayor número de átomos de 
cloro
 poco volátiles (presión de vapor de 6,2x10-7 Pa)
 estables a la descomposición térmica por debajo 
de los 850 ºC
 en suelo o en agua son prácticamente inalterables, 
persistentes y bioacumulativos.
Dioxinas y Furanos
 Origen: combustión de compuestos orgánicos 
clorados
 Mecanismo propuesto:
 La combustión de plásticos clorados (PVC), 
produce ácido clorhídrico.
 La combustión incompleta de la lignina (papel, 
cartón, etc.) produce compuestos fenólicos
 La reacción entre los compuestos fenólicos y el 
ácido clorhídrico produce dioxinas y furanos
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Dispersión de contaminantes
Factores que afectan el transporte 
de contaminantes atmosféricos Variaciones globales y regionales de clima
 Escala regional
 Turbulencia
 Movimiento horizontal (viento): El efecto de dilución crece 
con la velocidad del viento
 Movimiento vertical
 Estabilidad
 Condiciones topográficas
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Comportamiento de plumas
 Principales factores
 Relieve y naturaleza del suelo
 Parámetros de diseño de la chimenea
 Condiciones meteorológicas en las capas de aire 
donde se mueve la pluma:
 velocidad
 dirección del viento dominante
 estabilidad térmica.
 Velocidad y temperatura de los gases y sección de 
la chimenea.
 Tipo de contaminantes emitidos
Modelos de dispersión
 Los modelos 
de dispersión 
son un método 
para calcular la 
concentración 
de 
contaminantes 
a nivel del 
suelo y a 
diversas 
distancias de la 
fuente.
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Control de la contaminación 
atmosférica
Estrategias de control de la 
contaminación atmosférica
 Minimización de contaminantes
 Cambio de procesos
 Cambio de combustibles
 Buenas prácticas de operación
 Cierre de plantas
 Dispersión de contaminantes
 Remoción de contaminantes (tratamiento de 
efluentes gaseosos)
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Tratamientos de efluentes gaseosos
 Sistemas de captación de partículas
 Colectores de inercia y fuerza centrífuga o 
gravedad
 Filtros de mangas
 Precipitadores electrostáticos
 Lavadores y absorbedores húmedos 
(scrubbers)
 Sistemas de eliminación de 
contaminantes gaseosos
Colectores de inercia y fuerza 
centrífuga o gravedad
 Aplicables para partículas > 5 -10 μm
 Requieren grandes espacios
 Bajo costo
 Operación sencilla
 Suelen emplearse como tratamiento 
previo
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 Cámaras de sedimentación
 Cámaras de Cámaras de gravedad e 
inercia
 Ciclones (más utilizados)
Tipos de colectores inerciales
Cámaras de sedimentación
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Ciclones
Ventajas de los ciclones
 Gran sencillez de construcción
 Pueden soportar condiciones de 
temperatura y fisicoquímicas muy duras
 Su mantenimiento es prácticamente nulo
 Nulo consumo de servicios auxiliares 
(aire o agua)
 No produce efluentes líquidos
 El producto recuperado está seco
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Desventajas de los ciclones
 Eficacia baja para pequeñas 
granulometrías (< 3 μm)
 Con algunos productos, debido a la alta 
velocidad de circulación, se produce 
abrasión.
Filtros de mangas
 De limpieza 
mecánica: sacudida y 
vibración
 De aire a 
contracorriente
 De impulsos de aire 
comprimido
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Ventajas de los filtros de manga
 Eficacia muy alta, e independiente del tamaño 
de las partículas y variando muy poco con las 
condiciones de operación.
 Pérdida de carga y consumo de energía 
moderado.
 No producen efluentes líquidos.
 Costo inicial medio.
 Producto recuperado seco.
Desventajas de los filtros de manga
 Uso limitado por las altas temperaturas
(aprox. 250° C con fibra de vidrio y teflón).
 Peligro de exposiciones e incendios.
 Costos de mantenimiento elevados 
debido a los materiales de las mangas.
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Precipitadores electrostáticas
Ventajas de los precipitadores 
electrostáticos
 Altas eficacias incluso con partículas muy 
pequeñas
 Producto recuperado seco.
 Pérdida de carga muy baja con gastos 
operativos muy bajos.
 Bajo mantenimiento, partes móviles mínimas.
 Pueden operar a temperaturas muy altas 
normalmente hasta 400° C (pueden llegar a 
650°C)
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Desventajas de los precipitadores 
electrostáticos
 No se adaptan bien a condiciones variables.
 Algunos materiales son prácticamente 
imposibles de captar debido a resistividad muy 
alta o muy baja.
 Generalmente, necesitan un ciclón previo para 
reducir la carga de polvo a la entrada del 
electrofiltro.
 No pueden manejar gases o polvo explosivos.
 Costo inicial muy alto, son los equipos más 
caros
Lavadores y absorbedores húmedos
 Torres de 
relleno
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 Lavadores 
de platos
Lavadores y absorbedores húmedos
Lavadores y absorbedores húmedos
 Lavadores 
Venturi
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 Ventajas
 Captan gases y partículas a la vez
 Construcción sencilla
 Costo de operación medio para lograr eficacias 
medias (sin contar tratamiento del líquido)
 Mantenimiento moderado (inyectores y corrosión)
 Soportan condiciones duras de temperatura
 Pueden manejar productos difíciles de tratar por 
otros medios (pastosos, explosivos)
Lavadores y absorbedores húmedos
 Desventajas
 Transfieren el contaminante al líquido
 Para conseguir alta eficiencia se requiere 
un costo global elevado
 En algunos casos se presentan problemas 
de abrasión y corrosión
Lavadores y absorbedores húmedos
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