CONTAMINACION ATMOSFERICA

Vista previa del material en texto

CONTAMINACION ATMOSFERICA 
Composición del aire 
El aire se compone de una mezcla de gases así: 
78% de Nitrógeno. 
21% de Oxígeno. 
0.93% de Argón. 
0.033 de CO2 
El resto es una mezcla de otros gases (Neón, Helio, 
Metano, Xenón, Kriptón …..) 
“Todos estos gases forman la atmósfera”, por lo que 
llegamos a la definición de atmósfera que es la 
capa de aire que rodea la tierra 
• 
División de la Atmósfera 
QUE ES LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA? 
• Alteración de las características químicas, 
físicas o biológicas del aire ambiente, en 
cantidades suficientes para producir, en forma 
directa o indirecta, efectos nocivos a los 
humanos, a los seres vivos o a los bienes del 
hombre. 
 
Fuentes Artificiales: clasificación 
 
 Fuentes Fijas puntuales (Chimeneas) 
 Fuentes Móviles (vehículos) 
 Fuentes Dispersas (quemas a cielo abierto, explotación 
minera, actividades agropecuarias, etc.) 
 
Contaminantes atmosféricos 
 
 
SEFUN FORMA EN QUE SE GENERAN 
 
 
SMOG FOTOQUÍMICO 
 
Estancamiento 
del aire 
 
 
CONTROL DE EMISIONES DE CONTAMINANTES 
Sistemas de captación 
de partículas 
Colectores de 
inercia y fuerza 
centrifuga o 
gravedad 
Filtros de tejido 
Precipitadores 
electrostáticos 
Lavadores y 
absorbedores 
húmedos 
(scrubbers) 
Sistemas de eliminación 
de contaminantes 
gaseosos 
Procesos de 
absorción 
Procesos de 
adsorción 
Procesos de 
combustión 
Procesos de 
reducción 
Antes de seleccionar el sistema de 
tratamiento hay que conocer 
Caudal de aire 
Concentración de contaminantes 
Temperatura de la emisión 
Densidad 
Reactividad de los contaminantes 
Inflamabilidad de los contaminantes 
 
Separación Mecánica, Sistemas Secos 
 • Cámaras sedimentadoras: 
En estos equipos las partículas caen y sedimentan 
por la acción misma de la gravedad. Las partículas 
terminan sedimentando sobre tolvas. En estos 
equipos la eficiencia está medida en relación a la 
altura del mismo. Pueden separar hasta el 90% de 
las partículas superiores a 50 micrómetros. Pero 
considerando que el 80% de las partículas típicas 
de una corriente de emisión a la atmósfera se 
halla entre 0,1 a 10 micrómetros, vemos que la 
eficiencia no es tan alta. 
Separación Mecánica, Sistemas Secos 
 Cámaras inerciales: 
• Estos equipos utilizan la fuerza inercial de las 
partículas para separarlas de la corriente de 
aire. Se colocan obstáculos frente a la 
corriente de aire, que hace que esta cambie de 
dirección bruscamente. Esto hace que las 
partículas de mayor tamaño sigan su 
trayectoria y caigan en una tolva. Estos 
equipos no se pueden utilizar con partículas 
muy pequeñas. Tienen una eficiencia de 90% 
para partículas mayores a 25 micrómetros 
Separación Mecánica, Sistemas Secos 
 Ciclones 
• Estos equipos utilizan la inercia de las partículas para 
separarlas de la corriente de aire. El aire describe una 
espiral alrededor de un eje central. La cantidad de 
vueltas que da el aire dentro depende de la altura del 
equipo. 
• Cuanto menor es su altura, menor eficiencia tiene. Estos 
sistemas son continuos y se purgan con un movimiento 
de la tolva. Pueden ser colocados en baterías (varios 
juntos). 
• Tienen una eficiencia alta para partículas menores a los 
25 micrómetros. Sin embargo estas siguen siendo 
gruesas, ya que las que se hallan por debajo delos 10 
micrómetros que son las más abundantes pasan de largo. 
• Gran sencillez de construcción, lo cual implica una 
gran economía. 
• 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. 
• Producto recuperado seco 
Ventajas 
• Eficacia baja para pequeñas granulometrías. 
• Consumo elevado para obtener una eficacia 
apreciable en un determinado margen de 
granulometría. 
• Con algunos productos, debido a la alta 
velocidad de circulación, sufren abrasión 
Desventajas 
Sistemas de Filtros 
 
Filtros de manga: 
 Estos son artefactos constituidos por una manga de 
material poroso, por la cual se hace pasar el aire. En 
estos equipos el aire puede ingresar desde adentro de 
la manga o desde afuera, dependiendo del tipo y 
modelo. Los equipos más sencillos reciben el aire desde 
adentro de la manga, colectado el polvo dentro de esta. 
Esto hace que cuando se saturan y se llenan de polvo, 
deban ser cambiadas por otras. 
Los equipos que reciben el aire desde afuera, no tienen 
ese problema, debido a que el polvo queda por fuera 
de la manga, y este puede ser retirado con equipos 
vibrátiles o con aire a presión sin tener que detener el 
equipo. 
• Eficacia muy alta, siendo esta independiente del 
tamaño de las partículas hasta cierto orden y 
variando muy poco con las condiciones de operación. 
• Perdida de carga y consumo de energía moderado. 
• No produce efluentes líquidos. 
• Costo inicial medio. 
• Producto recuperado seco 
Ventajas 
• Su uso esta limitado por las altas temperaturas 
(aprox. 250 ° C con fibra de vidrio y teflón). 
• Peligro de exposiciones e incendios. 
• Costes de mantenimiento elevados debido a la 
sustancia de las mangas 
Desventajas 
Sistemas Eléctricos 
 Precipitadores electrostáticos: 
Estos equipos son muy eficientes en la remoción de las 
partículas más finas. Pueden limpiar el aire del 90 al 95 
de las partículas presentes para partículas de 0,1 a 0,01 
micrones. 
Se basan en la acción de un campo eléctrico, que separa a 
las partículas por su acción electrostática. Cuando una 
partícula es muy pequeña, se polariza dentro de un 
campo eléctrico, tendiendo a depositarse sobre uno u 
otro polo eléctrico. 
 Si tiene carga neta, como las partículas más pequeñas se 
adhieren electrostáticamente al ingresar dentro del 
campo. 
• Altas eficacias, que pueden alcanzarse incluso con muy 
pequeñas partículas. 
• Producto recuperado seco. 
• Perdida de carga muy baja. Gastos de operativos muy 
bajos. 
• Bajo mantenimiento, ya que las partes móviles son 
mínimas. 
• Pueden operar a temperaturas muy altas (hasta 400 ° C 
son normales, pudiendo llegarse a 650 ° C con diseños 
especiales). 
Ventajas 
• 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 (normalmente son los 
equipos mas caros). 
Desventajas 
TIPOS DE LAVADORES 
 
• Lavadores de torre o cámara. 
• Lavadores ciclónicos. 
• Lavadores con rellenos. 
• Lavadores mecánicos. 
• Lavadores de inercia 
Separación Mecánica, Sistemas Húmedos 
 
Lavadores de lluvia: 
• Están constituidos por simples cámaras, como las 
sedimentadoras, pero donde además se agrega 
un spray de agua. Pueden ser verticales u 
horizontales, dependiendo de cómo se haga 
pasar el aire. Estos equipos son de baja eficiencia 
para partículas pequeñas, pero son también de 
bajo costo. 
• Los lavadores transversales fuerzan el aire a subir 
y bajar, separando las partículas por inercia, y 
además arrastran con el spray de lluvia. 
 
Separación Mecánica, Sistemas Húmedos 
 También se pueden armar en formas 
de lechos, donde se coloca un 
material de relleno (que suelen ser 
productos comerciales en general 
de distintos tipos de plásticos) 
dentro de una estructura. 
El aire entra por debajo empujando 
este material, que reciben la lluvia, 
y dejando en la superficie de este 
material las partículas del efluente. 
Separación Mecánica, Sistemas Húmedos 
 
Lavadores ciclónicos: 
El aire ingresa al sistema en forma 
tangencial y ascendente. 
 
El agua que cae desde arriba o sale 
del eje central, arrastra e 
intercepta a las partículas y las 
envía a una tolva colectora. 
Separación Mecánica, Sistemas HúmedosEquipos Venturi: 
En estos equipos se utiliza el principio de Bernoulli de diferencia 
de presiones dentro de un angostamiento de sección de un 
caño. Cuando un flujo se hace pasar por un estrangulación, la 
velocidad de esta aumenta y por lo tanto la presión sobre las 
paredes disminuye. 
En estos equipos la micro gota de agua se forma justo en el 
angostamiento de la sección del equipo por el que se hace 
pasar la corriente de aire. De esta manera la gota se forma 
casi en el seno del volumen de aire, permitiendo una mejor 
separación de las partículas. 
Estos equipos requiere movilizar la corriente gaseosa a altas 
velocidades y por lo tanto requieren de mucha energía. Sin 
embargo son equipos mucho más eficientes que los 
anteriores. 
 
Torres de relleno 
Poseen cuerpos de formas características en su interior para 
lograr una mejor retención pues ofrecen una mayor superficie 
de contacto entre el líquido y los gases 
Los cuerpos o material de relleno pueden ser esferas, anillos, 
placas onduladas, etc. en general son todos productos 
comerciales bien identificados. 
La solución absorbente entra desde la parte superior en 
contracorriente a los vapores, el líquido luego se recicla dentro 
de la misma torre, existiendo controles de pH y conductividad 
para saber cuando hay que descargar una parte de la solución 
que reaccionó (purga) y reponer solución fresca. 
Es necesario luego poseer un tratamiento posterior para la 
solución descargada. Este tratamiento puede consistir en un 
filtro prensa o de bandas, una concentración por calor, etc; de 
modo tal de separar los barros del líquido. 
 
Torres de platos 
Poseen en su interior distintos pisos donde en 
cada uno de ellos los gases deben burbujean 
en la solución lavadora. 
 
En todos los casos de tratamiento a húmedo, la 
salida de los gases tratados se hace a 
temperatura relativamente bajas (60-70 C) y 
saturados, esto da lugar al característico penacho. 
Para evitar o minimizar este efecto, los gases son 
recalentados a temperaturas de 110-130 C. 
Las eficiencias de retención de estos equipos es 
variable y depende de su diseño y operación. 
Pero se encuentran siempre en el orden de 98 a 
99 %. 
 
• Captan a la vez gases y partículas. 
• Sencillez de construcción. Costo de 
instalación medio para eficacias medias (sin 
depuración de liquido). 
• Mantenimiento limitado (pulverizadores, 
corrosión). 
• Pueden soportar duras condiciones de 
temperatura y fisicoquímicas. 
• Pueden manejar productos muy difíciles de 
tratar por otros medios (pastosos, 
explosivos). 
Ventajas 
• Transfieren la polución al liquido. 
• Para una alta eficacia, el costo global es alto. 
• Corrosión y abrasión en algunos casos 
Desventajas 
Tratamiento de gases 
 
Equipos para el control de los gases y/o vapores 
ácidos. 
El objetivo de estos equipos es retener y neutralizar 
los vapores ácidos tales como los óxidos de 
Azufre SO2 y SO3, el ácido Clorhídrico, ClH y los 
distintos hidrácidos de los Halógenos que se 
encuentren presentes , ej. FH, BrH, etc. 
Para ello existen substancialmente dos modos; 
1) A seco o semiseco 
2) A húmedo 
A seco 
• Este va instalado siempre antes del equipo de 
tratamiento del particulado. 
• El principio del proceso de retención es la 
neutralización o sea reacciones químicas entre 
los vapores ácidos y el reactivo neutralizador 
CaO sólido o Ca(OH)2 en suspención u otros 
óxidos o sales alcalinas. Las sales formadas y 
los reactivos que no reaccionaron son 
retenidas luego en el equipopara particulado. 
A húmedo 
• Este tipo de equipo va instalado generalmente luego del 
tratamiento del particulado. 
• Aquí el principio del proceso de retención se basa en la 
absorción de los gases y vapores en las soluciones lavadoras, 
que a su vez reaccionan químicamente neutralizando los 
ácidos. 
• Generalmente se usa como neutralizante una solución de 
soda cáustica (NaOH) 
Pueden estar constituidos por: 
· Torres de lavado (scrubber) 
· Torres de relleno 
· Torres de platos 
Todos ellos están constituidos por columnas o torres donde se 
ponen en contacto el gas y los vapores a depurar con las 
soluciones neutralizantes. 
 
 
 
 
COMBUSTION: ANTORCHAS 
llama directa 
• pueden emplearse cuando la concentración de 
contaminantes está dentro de los límites de 
inflamabilidad. 
• Es frecuente su utilización en refinerías y plantas 
petroquímicas, 
• Para disminuir en lo posible la formación de 
humos, así como la longitud y resplandor de la 
llama, se mezcla previamente el gas a tratar con 
aire o bien se inyecta vapor de agua a baja 
temperatura 
 
COMBUSTION: QUEMADORES DE 
POST-COMBUSTIÓN 
• Consisten en hornos que se encuentran a temperaturas 
elevadas (generalmente calentados por fuego directo), por 
los que pasan los gases a tratar para que tenga lugar la 
combustión de los compuestos orgánicos que se desean 
eliminar. 
• Exige el consumo de combustible adicional con objeto de 
que el fenómeno de la combustión pueda realizarse 
 
• CONTAMINANTES: Hidrocarburos, olores y CO 
 
• INDUSTRIAS: Tostadores de café, industria 
metalúrgica, ahumados, pinturas, plásticos, esmaltes, 
química 
 
 
VENTAJAS 
 
 Destrucción de los 
contaminantes (si no se 
quieren recuperar) 
 
 En la mayoría de los casos 
no se producen residuos 
sólidos o líquidos 
 
 Buena adaptación a los 
cambios de flujo y 
composición del gas 
 
 Posibilidad de recuperación 
del calor residual 
 
 
DESVENTAJAS 
 
 Coste de inversión y 
operación potencialmente 
altos (combustible adicional, 
catalizadores) 
 
 La presencia de elemento 
distintos al C, H y O puede 
conducir a la formación de 
contaminantes no deseados 
(SOx, NOx, HCl, vapores 
metálicos, intermedios como 
dioxinas y furanos) 
 
 Peligro de explosión 
 
Incineración catalítica 
 
• Un catalizador es una sustancia que acelera una 
reacción química sin que la reacción cambie o 
consuma dicha sustancia. Los catalizadores 
permiten que el proceso de combustión ocurra 
con temperaturas más bajas, lo que reduce el 
costo del combustible. 
• Cuando se usa un incinerador catalítico se 
obtiene una eficiencia de destrucción mayor de 
95 %. 
• Son más convenientes para las emisiones con 
bajo contenido de COV 
VENTAJAS 
 
 Temperaturas más bajas (350 - 
550º C) menor gasto de 
combustible y menor formación 
de NOx 
 
 Tiempos de residencia más 
bajos (del orden de centésimas 
de segundo) 
 
DESVENTAJAS 
 
 Coste catalizador 
 
 No se pueden tratar gases con 
partículas (catalizador) 
 
 El gas puede contener 
contaminantes (Fe, Pb, Si, P) que 
bajen la vida del catalizador 
CONTAMINANTES: 
 
Metil etil cetona, xilol, alcoholes, etileno, 
propileno, CO 
 
 
INDUSTRIAS: 
 
De pinturas y esmaltes, asfalto, fabricación 
de anhídrido ftálico 
//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/AGBAP06_CONT_R31_INTERIOR_DE_UN_INCINERADOR_.jpg