Definiciones y Conceptos Basicos

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Definiciones y Conceptos Básicos. 
 
 
 
Editor: Comisión Centroamericana de Ambiente y Desarrollo (CCAD) 2010 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Este documento ha sido posible gracias al apoyo del Gobierno de 
los estados Unidos a través de la Agencia de los Estados Unidos 
para el Desarrollo Internacional (USAID). Los puntos de 
vista/opiniones aquí expresados no reflejan necesariamente los 
de USAID ni los del Gobierno de los Estados Unidos. 
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1
TEMA 1:TEMA 1:
Definiciones y Conceptos BásicosDefiniciones y Conceptos Básicos
Lic. José Félix Rojas Marín
Unidades
Distancia: m, cm, mm, μm, pies (ft), pulg (in)
Área: m2, cm2, mm2, pies2, in2
Volumen: m3, cm3, litro, ft3, galón
Masa: kg, g, mg, lb, gr
Presión: Pa, mm Hg, mm H2O, mbar, atm, psi
Energía: Btu, Joules Temperatura: °C, °F, K, R
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2
Unidades
Velocidad: m/s, ft/s
Flujo volumétrico: m3/s, ft3/s, gpm
Concentración:
- Masa/volumen: mg/m3, μg/m3
- Volumen/volumen: ppmv, ppbv
Flujo másico: kg/h, ton/día, lb/s
Unidades de medición en aireUnidades de medición en aire
En química atmosférica es muy común describir estos radios de 
mezcla a través de las siguientes unidades:
Nombre Símbolo Relación Unidad SI
Partes por millón ppm 10-6 μmol mol-1
Partes por billón ppb 10-9 nmol mol-1
Partes por trillón ppt 10-12 pmol mol-1
Para distinguir y hacer referencia en aire, se agrega una “v” al final.
Por ejemplo: ppmv, ppbv ó pptv.
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Algunas conversiones
1 milla = 1609 metros
1 p lg 2 54 cm
1 atm = 760 mm Hg
1 mbar 100 Pa1 pulg = 2,54 cm
1 pie = 30,48 cm
1 mbar = 100 Pa
1 psi = 51,71 mm Hg
1 cm3 = 1 ml
1 galón = 3,785 litros
1 kg = 2,2 lb
1 ton = 1000 kg
1 onza fluida = 29,57 ml 1 g = 15,43 gr
1 BTU = 1055 Joules
1 caloría = 4,19 Joules
Algunas conversiones
325
9 +×°=° CF 5
CK °+= 15,273
FR °+= 460
KR ×= 8,1
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Conversiones Unidades
LEY GENERAL DE LOS GASES
PV = nRT
Donde: - P: presión (atm)
- V: columen (litro)
l- n: moles
- T: temperatura (K)
- R: Constante general de los gases 
(0,082 l-atm/K- mol)
Conversiones Unidades
Si tenemos 20 ppm de CO en un determinado ambiente,
¿cuánto sería en mg/m3 a 25 °C y 1 atm ?
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5
Condiciones de trabajo
Debemos referirnos a determinadas condiciones de
trabajo para expresar las mediciones en aire.
STP = Según IUPAC: 0° y 105 Pa (0,9869 atm), antes era
20 °C y 1 atm. NIST: 20 °C y 1 atm.
NTP = 20 °C y 1 atm.
SATP = 25 °C y 105 Pa (National Bureau of Standards).
USEPA = 20 °C ó 25 °C y 1 atmUSEPA 20 C ó 25 C y 1 atm.
ISA = 15 °C y 1 atm y 0% humedad.
ICAO SA = 15 °C y 1 atm.
ISO 10780:1994 = 0 °C y 1 atm (emisiones).
Costa Rica = 0 °C ó 25 °C y 1 atm.
Corrección por P y T
Cuando tenemos concentraciones en condiciones
ambientales, debemos corregirlas para referirlas a las
condiciones estandarizadas de trabajo.j
amb
amb V
mC =
ambref
ambref
ambstd TP
PT
VV
×
×
×=
std
std V
mC = Nm3
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6
Otras ecuaciones
Peso Molecular Promedio de una mezcla gaseosa:
∑
=
×=
n
n
ii MyM
1
Donde:Donde:
y = fracción del gas
Mi = Peso molecular de la especie gaseosa i.
Otras ecuaciones
En emisiones los resultados están normalmente
corregidos por humedad y oxígeno en exceso.
OH
EE BH
BS
2%100
100
−
×
=
medida
medido
ref
Corregida E
O
O
E ×
−
−
=
%%9,20
%%9,20
)(2
)(2
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7
Ejercicio
En la emisión de gases de una caldera se determinó una valor de 250
mg/m3 para óxido nítrico (NO). ¿Qué valor debe reportarse a condiciones
USEPA ? Tome en cuenta las siguientes condiciones:
Tgases = 105 °C.
Pgases (total) = 668 mm Hg.
% Humedad = 8 %.
% O2 = 5 %.
Ejercicio
Si el flujo volumétrico estandarizado en la chimenea es de
550 Nm3/h, ¿cuánto sería el flujo másico expresado en
ton/día ?
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8
LA ATMÓSFERALA ATMÓSFERA
La atmósfera es la capa gaseosa que cubre la Tierra y que
se mantiene atrapada a ella por la fuerza de atracciónse mantiene atrapada a ella por la fuerza de atracción
gravitacional.
En términos relativos al tamaño de la Tierra (r=6400km) el
espesor de la atmósfera es muy pequeño considerando qu
eel 99 % de su masa se concentra en los primeros 30 km
sobre la superficie.
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Presión Atmosférica
90% de la masa de la
atmósfera está dentro de la
tropósfera.
Densidad Atmosférica
Masa de moléculas atmosféricas
por unidad de volumen de aire.
Decrece exponencialmente con la 
altura.
Aproximadamente del 80 al 90 
% de la masa se encuentra por 
debajo de los 12 km y cerca del 
99 % por debajo de los 33 km.p j
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•Termosfera
S i d d d 90 9 k
Capas de la atmósfera
–Se exiende desde 90-95 km to ~
1000 km.
–Altas temperaturas termodinámicas
(~1200 oC).
–Absorción de energía solar por parte
del N2 y el O2.
• Reacciones de fotoionización.
• Capa ionizada llamada ionósfera
7/30/201019
Capa o ada a ada o ós e a
–Donde se forman las auroras.
–Refleja las señales de radio.
•Mesosfera 
– La temperatura decrece con la
altura hasta una altitud de 85 km.
Capas de la atmósfera
– Región más fría de la atmósfera.
– Rápido mezclado vertical.
– Fotodisociación del oxígeno: 
O + h 2O + calor• O2 + hν 2O + calor 
para hν correspondientes a 0.18 ≤
λ ≤ 0.24 μm 
• Pueden ocurrir reacciones de 
Chapman.
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•Estratósfera
–La temperatura aumenta con la
altura a una altitud de 45-55 km.
Capas de la atmósfera
–Región muy estable con poco
mezclado vertical del aire.
–Pocas nubes / sin clima.
–Temperaturas más calientes debido
a la absorción de radiación UV.
–Pueda involucrar la química de
especies como NO, OH., NH3, O,
O2, O3, Cl + otros.
–Reacciones de Chapman:
O+ O2 + M O3 + M
O + O+ M O2 + M
O3 + hν O2 + O + calor
para hν correspondientes a 0.24 ≤
λ ≤ 0.30 μm.
•Estratopausa
–Condiciones isotérmicas
Capas de la atmósfera
•Tropopausa
–Capa de aire por encima
–Forma el límite entre la
mesósfera y la estratósfera.
7/30/201022
de la estratósfera.
–Isotérmica
–Varía en profundidad.
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Capas de la atmósfera
•Tropósferap
–Capa más baja.
–La temperatura disminuye con la
altura en promedio a -6.4 oC/km.
–La profundidad varía de 8-18 km.
–Caracterizado por movimiento
vertical y horizontal del aire.
O l f ó
7/30/201023
–Ocurren los fenómenos
climáticos.
– Se defines 2 regiones:
• Capa límite planetaria (~ 1 km de
profundidad)
• Tropósfera libre.
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Inversión Térmica
Situación de un día normal Situación con Inversión Térmica
En las noches despejadas el suelo se enfría rápidamente, y mucho,
y a su vez enfría el aire en contacto con él que se vuelve más frío
que el que está encima. Este aire frío pesa más, no puede ascender
y no se mezcla. Esta situación origina que las capas situadas
encima al estar más calientes presentan una situación anómala:
una inversión térmicauna inversión térmica.
Inversión Térmica
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Capa Límite 
De acuerdo a Stull (1998), se define como: “la parte de la
tropósfera que está directamente influenciada por la
presencia de la superficie terrestre”.
Es a menudo turbulenta y es limitada por una capa de aire
estáticamente estable o una inversión térmica.
Capa Límite 
Presenta una evolución diurna
relacionada al calentamiento de la
superficie (turbulencia térmica) y el
movimiento mecánico de masas de
aire
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Composición Típica de la AtmósferaComposición Típica de la Atmósfera
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Inmisiones
Nivel de concentración de
Emisiones
La expulsión a la atmósfera de
los contaminantes en el
aire expresado en μg/m3,
mg/m3 o ng/m3.
sustancias líquidas, sólidas o
gaseosas procedentes de fuentes
fijas o móviles producto de la
combustión o del proceso de
producción.
Historia
Episodio Fecha Causa ConsecuenciaValle Río Meuser,
Bélgica
1930 Altas concentraciones de SO2
en la atmósfera durante una
inversión térmica
63 personas murieron y
cientos de enfermos
inversión térmica
Donora,
Pennsylvania
1948 Altas concentraciones de SO2
junto con una inversión de
temperatura y niebla
20 personas mueren debido a
enfermedades cardíacas y
respiratorias y cerca de la
mitad de los residentes del
pueblo (12000) afectados por
tos, dolor de cabeza, vómito e
irritación.
P Ri Mé i 1950 Lib ió d H S 22 320Poza Rica, México 1950 Liberación de H2S en
conjunto con una inversión
térmica y niebla
22 personas mueren y 320
hospitalizadas
Londres, Inglaterra 1952 Inversión térmica de 5 días
que atraparon aerosol ácido
mortal en la atmósfera
Arriba de 4000 murieron por
bronquitis, neumonía y
enfermedades respiratorias y
cardíacas.
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LONDRES (1952)
Escala Urbana: es el inventario de una ciudad
Escalas del Problema de la Contaminación 
Atmosférica
Escala Regional: 50-150 km puede ser varias ciudades 
que pertenecen a una misma cuenca atmosférica
Escala Continental: miles de km - contaminación 
transfronteriza
Escala Global: Gases de invernadero
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Contaminantes en el Aire Ambiental
Contaminantes Principales Contaminantes Peligrosos en p
– Monóxido de Carbono (CO)
– Ozono (O3)
– Dióxido de Azufre (SO2)
– Partículas
– Óxidos de Nitrógeno (NOx)
– Plomo (Pb)
g
el Aire
• Benceno
• Percloroetileno
• Cloruro de Metileno
• Dioxina
• Asbestos
• Tolueno
• Cadmio
• Mercurio
• Cromo
• Muchos otros
Los Contaminantes del Aire ingresan al 
Cuerpo Humano a través de:
Respiración, exponiendo la 
 lnariz, garganta y pulmones,
Ingestión: los contaminantes 
del aire pueden depositarse 
en la comida o vegetación 
ingerida por los humanos o 
l g n d el ganado, o
Absorción a través de la piel.
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Contaminantes en el Sistema 
Respiratorio
Los contaminantes son inhalados
a través de la nariz o la boca
Defensas
– Cilios (secreción mucosa)
– Células fagocíticas
– Translocación
– Desintegración
Pulmón
Bronquio
Tráquea
Laringe
Lengua
g
Toxinas solubles podrían entrar
en el torrente sanguíneo
Pulmón
Tejido
Efectos de los Contaminantes del Aire
Los efectos pueden incluir:
– Eficiencia respiratoria disminuida, circulación
pulmonar reducida, agrandamiento y
debilitamiento del corazón y vasos sanguíneos,
irritación de la piel y los ojos, inflamación y
reacción alérgica.
– Impedimento de capacidad del pulmón para
absorber oxígeno del aire y remover el dañino
dióxido de carbono del torrente sanguíneo.g
Los efectos sobre la salud a largo plazo
pueden incluir:
– cáncer de pulmón, enfisema pulmonar,
bronquitis, asma y otras infecciones respiratorias.
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Contaminantes del Aire de la USEPA
Principales Contaminantes del Aire (conocidos como 
“Contaminantes de Criterio”)
– Partículas (PM, por su acrónimo en inglés)
Pl (Pb)– Plomo (Pb)
– Dióxido de Azufre (SO2)
– Monóxido de Carbono (CO)
– Óxidos de Nitrógeno (NOx)
– Ozono (O3)
Contaminantes Tóxicos/Peligrosos del aire
– No incluye los contaminantes de Criterio
– 188 sustancias definidas como contaminantes peligrosos del 
aire.
Contaminantes Atmosféricos Tóxicos
Compuestos orgánicos halogenados (dioxinas,
l t )percloroetano)
Compuestos orgánicos aromáticos (benceno,
tolueno)
Metales pesados (Cr, Cd)
Plaguicidas organofosforados
Compuestos orgánicos oxigenadosCompuestos orgánicos oxigenados
Hidrocarburos poliaromáticos (benzoalfapireno)
Otros (asbesto, radón)
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21
Fuentes de contaminación Antropogénica
Se define con frecuencia como vida media o vida natural de un 
contaminante respecto a especies lábiles tales como los radicales 
OH*
Tiempo de Vida en la Atmósfera
OH*.
Depende del balance entre fuentes y sumideros (mecanismos de 
remoción).
La variedad de tiempos de vida de compuestos en la troposfera es p p p
enorme.
Afecta al transporte del contaminante.
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Gases con Efecto Invernadero
Se acumulan en la tropósfera y debido a sus largos
tiempos de vida en la atmósfera provocan eltiempos de vida en la atmósfera provocan el
calentamiento global de la tierra.
CO2
Metano
N2O
Halocarbonos (“SAO´s”).
Clasificación de los Contaminantes
Pueden clasificarse de acuerdo a:
Fuentes: Biogénicas o antropogénicas.
Tamaño: PM10, PM2.5, PM1
Estado: Sólido (polvos, polen)Estado: Sólido (polvos, polen)
Líquido (neblinas ácidas)
Gaseoso (CO, NO)
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Clasificación de los Contaminantes
Composición química:
– Orgánicos: alquenos, alcanos, aldehídos, aromáticos. Y
también: COVs COSVs CO no metánicos GORtambién: COVs, COSVs, CO no metánicos, GOR.
– Inorgánicos: Azufre: SO2, SO3, H2SO4, H2S
Nitrógeno: NO, NO2, N2O, PAN, NH3
Metales Pesados: Pb, Cd, Hg, As, Cr.
Origen:Origen:
– Primarios (CO, SO2, Formaldehído)
– Secundarios (PAN, Ozono, aldehídos)
Fuentes Biogénicas de contaminantes Fuentes Biogénicas de contaminantes 
en el aireen el aire
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Fuentes Antropogénicas
Móviles
Estacionarias:
– Puntuales
Á– Área
– Fugitivas
Fuentes Móviles en la Carretera
Los vehículos utilizados en carreteras para el 
transporte de pasajeros o carga de mercancías, 
incluyendo:incluyendo:
– Vehículos de carga liviana (automóviles de 
pasajeros), 
– Vehículos de carga pesada, y 
– motocicletas. 
Cuyo combustible es típicamente:Cuyo combustible es típicamente:
– gasolina, 
– Combustible diesel, o 
– Combustibles alternativos, tales como alcohol o gas 
natural.
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25
40 % de emisiones de HCs
80 % de las emisiones de NOx
90 % de las emisiones de CO 
en centros urbanos
(PST, PM<10, PM<2.5)
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26
Se puede definir como partículas
sólidas o líquidas dispersas en la
atmósfera como polvo, cenizas,
hollín, partículas metálicas,
cemento y polen, entre otras, cuyo
diámetro es inferior a los 100 µm o
(1 µm corresponde a la milésima(1 µm corresponde a la milésima
parte de un milímetro).
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Sulfato, nitrato, 
i l di 
Propiedades Químicas
amonio, cloruro, sodio, 
potasio, carbono 
orgánico, carbono 
negro, material crustal, 
material biológico.
d dDependiente del 
tamaño, diferente 
origen.
Composición elemental (zona urbana)
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VISTA GENERAL DEL FILTRO
Agregado
Orgánica (a, b, c)
Zn con S (d)
Fe
Orgánica
FeAl
g
20μm
Partículas primarias
– Sobre océanos
– Sobre continentes
Partículas secundarias
– Sobre océanos
– Zonas urbanas
Procesos de formación 
Sobre continentes
– Zonas urbanas
Procesos:
• mecánicos -> vientos 
• combustión interna
d b
Zonas urbanas
Procesos:
• Nucleación: Conversión gas-
partícula
• Condensación
• Procesos en fase acuosa• quema de biomasa Procesos en fase acuosa
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Monóxido de Carbono
Es un gas incoloro e inodoro producto de la 
b lcombustión incompleta.
Su principal fuente proviene de vehículos.
Presenta un perfil diurno dependiente del 
tránsito vehicular.
Monóxido de Carbono
Efectos a la salud:
Se fija en la hemoglobina de la sangreSe ja e a he og ob a de a sa gre
reduciendo el transporte de O2.
Los efectos dependen del nivel de actividad.
% de concentración de COHb:
– 2,5 % Efectos ligeros
– 5 % Efectos psicomotores
– 10 % Mareos y dolor de cabeza
– 50 % Mortal
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Monóxido de Carbono
Mecanismos de control:
Mejora de la relación aire-combustible.
Aumentando la temperatura de combustión.
Uso de catalizadores.
Óxidos de Nitrógeno
NOx = NO + NO2
NOy = NO+NO2+HONO+HNO2+PAN+N2O5
NOz = NOy - NOx
Proviene principalmente de la combustión y es p p y
dependiente de la temperatura.
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Óxidos de Nitrógeno
Las emisiones de NOx son principalmente NO.
El NO reacciona y forma NO2 el cual absorbe la
luz.
NO2 + HC SMOGNO2 + OH* HNO3 (lluvia ácida)
Óxidos de Azufre
SOx = SO2 + SO3
Provienen del contenido de azufre en los
combustibles.
Industrias de fundición y refinación.
El contenido de azufre en los combustibles varía
del 0,05 al 6 % (carbón y líquidos).
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Óxidos de Azufre
Los productos del SO2 son también un
problema:
SO2 + HO* HOSO2*
HOSO2* + O2 SO3 + HO*
Luego el agua se adiciona rápidamente para dar:
SO3 + H2O H2SO4
Plomo
Emitido como sales de plomo.
S f d lSe presenta en forma de aerosol.
Este llega a la sangre y reemplaza al hierro.
Se acumula en los órganos causando anemia,
lesiones en riñones y el sistema nervioso central
(saturnismo)(saturnismo).
De 20 a 50 ug de Pb en un decilitro de sangre
provoca daños a la salud.
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Ozono
No se emite directamente a la atmósfera.
Se produce por reacciones que involucran a HCSe produce por reacciones que involucran a HC,
NOx y luz solar.
Causan daños a materiales: reduce vida útil de
llantas y hules.y
En la salud: irritación de ojos y garganta,
constricción de pecho y enfermedades
respiratorias.
Perfil típico horario de las concentraciones promedio 
de los principales contaminantes
0.120 90
PM 10
(µg/m³)
4.5
CO
(ppm)
0.040
0.060
0.080
0.100
O
3, 
N
O
x
(p
pm
)
30
40
50
60
70
80 4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
O3
PM10
CO
0.000
0.020
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Horas
0
10
20 1.0
0.5
Ozono (O3) O3Öxidos de Nitrógeno (NOx) Partículas menores a 10 
micrómetros (PM10)
0
SO2 COMonóxido de Carbono (CO)
NOx
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34
Otros efectos secundarios
Daños a la vegetación.
Reducción de visibilidad.
Daños a edificios.
Reducción del rendimiento de las cosechas.
“Anti-estéticos”.
Lluvia ácida
El agua neutra tiene un pH=7.
El H d l ilib i CO 340El pH del agua en equilibrio con CO2 a 340 ppm es
de 5,6.
pH > 5 El agua no se encuentra influenciada por
actividades humanas Hay ácidos de origenactividades humanas. Hay ácidos de origen
naturales como los húmicos.
pH < 5 Influenciado por el hombre.
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35
Lluvia ácida
La acidez de la lluvia se puede amortiguar:
HNO ( ) H+ NOHNO3(ac) H+ + NO3
-
HNO3(ac) + NH3 NO3
- + NH4
+
CaCO3 (s) Ca2+ + CO3
2-
CO3
2- + H+ HCO3
-
Contaminantes Primarios
son aquellos emitidos
directamente desde una fuente
Contaminantes Primarios y Contaminantes 
Secundarios
directamente desde una fuente
emisora: SO2, NO, Pb, CO2,
CO, algunas PM10, PM2.5,entre
otros.
Contaminantes Secundarios
son los formados en la
atmósfera a través de diversas
COV+ NOCOV+ NOxx + + hvhv ------> O> O3 3 + otros contaminantes+ otros contaminantes
atmósfera a través de diversas
reacciones. Como:
(O3, NO2, algunas PM10,
PM2.5, SO4
=, NO3
-).
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36
“Smog” fotoquímico
Ecuaciones básicas de formación:
NO2 h NO O*
“Smog” fotoquímico
NO2 + hv NO + O*
O* + O2 O3
O3 + NO NO2 + O2
NOx + COV’s + hv O3 + COVs
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37
Estabilidad Atmosférica
Permite cuantificar la capacidad de la atmósfera de
propiciar o inhibir los movimientos convectivos
del aire.del aire.
Para aire seco el gradiente adiabático es:
Γ=−dT/dz / dT/dz=-g/Cp=-0,976 °C / 100 m
Gradiente Térmico Condición de la atmósferaGradiente Térmico
dT/dz < - Γ
dT/dz = - Γ
dT/dz > - Γ
Condición de la atmósfera
Inestable A,B,C
Neutra D
Estable E,F
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38
Estabilidad Atmosférica
Efecto sobre la pluma
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39
Efecto sobre la pluma
Perfiles de Viento
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40
Perfil Vertical de Vientos
La distribución de los vientos en la vertical es
importante para dispersar y transportar los
contaminantes.contaminantes.
 
P
a
aH z
Huu ⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
=
Donde: uH = velocidad del viento en H
ua = veloc. medida con equipo
H = Altura efectiva de columna
P = Adimensional que depende 
de la rugosidad del terreno y la 
Estabilidad A B C D E F
P 0,15 0,15 0,20 0,25 0,40 0,60 
estabilidad.
Clases de Estabilidad
De acuerdo a Pasquill-Gifford
Clase Definición Clase Definición
A Muy 
Inestable D Neutro
B Inestable E Ligeramente 
estableestable
C Ligeramente 
inestable F Estable
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41
Perfil Vertical de Vientos
Un anemómetro a una altura de 10 metros sobre el suelo mide una
velocidad de 2,5 m/s. Calcular la velocidad del viento a 300 m,
en un terreno rugoso si la atmósfera está en condiciones
ligeramente establesligeramente estables.
Topografía
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42
Efectos de la Topografía
Efectos de la Topografía
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43
Efectos de la Topografía
Turbulencia mecánica y térmica en zonas 
urbanas
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Inversiones
Perturbaciones de flujo
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45
Disposición de los instrumentos
Clases de Estabilidad
De acuerdo a Pasquill-Gifford
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46
MODELOS DE DISPERSIÓN
Caja
G iGaussianos
Trayectoria
ll d lMalla Tridimensional
Fotoquímicos
Modelos Gaussianos
Modelos matemáticos que tratan de simular el
comportamiento de emisiones de chimeneas
(plumas).(plumas).
Son sencillos.
Se adaptan fácilmente a diversas condicionesSe adaptan fácilmente a diversas condiciones.
Requieren escasa información.
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47
Distribución Gaussiana
Esquema del modelo
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48
Esquema del modelo
Donde: X = C(x,y,z), ug/m3
Q = emisión, ug/s
u = velocidad del viento, m/s
σy = Coeficiente de dispersión horizontal, m
σz = Coeficiente de dispersión vertical, m
H = Altura efectiva de emisión, m
Modelos Gaussianos
El modelo anterior se aplica bajo las siguientes
condiciones:
Emisión continua y estacionaria de una fuenteEmisión continua y estacionaria de una fuente
puntual.
Condiciones meteorológicas uniformes y
estacionarias.
Terreno plano.
Reflexión total del material en la superficie del
suelo.
Inexistencia de inversiones térmicas elevadas que
limiten el transporte vertical.
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49
Esquema del modelo
Para la concentración a nivel del suelo hacemos z=0.
⎟
⎞
⎜
⎛⎞⎛ 22Q H
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛ −
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ −
= 2
2
2
2
2
exp
2
exp
πu
Qy,0)C(x,
yzzy
yH
σσσσ
Para la concentración a nivel del suelo y en la dirección del
viento.
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ −
= 2
2
2
exp
πu
QC(x,0)
zzy
H
σσσ
Desviaciones normales
b
y xa •=σ fxc d
z +•=σ
894,0=b
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50
Ascenso de Plumas
hhH ΔhhH Δ+=
Ecuación de Briggs
Las plumas ascienden debido a que poseen una densidad 
menor que el aire que las rodea así como también por el 
impulso inicial al ser emitidas.
u
xF
h fb
3/23/16,1 ××
=Δ
p
Para condiciones
inestables o neutras
Donde: Δh = elevación de la pluma, m
Fb = parámetro de flotación, m4/s3
xt = distancia terminal, m
u = velocidad del viento a la altura de la chimenea, m/s
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51
Ecuación de Briggs
3/1
⎞⎛ F
Para condiciones estables:
6,2 ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
×
×=Δ
Su
Fh
Donde S es un parámetro de estabilidad con unidades s-2, 
dado por:
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
°+
Δ
Δ
×= mC
T
T
T
gS
z
a
amb
/01,0
dado po
Ecuación de Briggs
La cantidad F se denomina parámetro de flujo por flotación:
⎞⎛ T
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−×××=
s
a
s T
TvrgF 12
Con esto ya podemos calcular:
55F si 50
55F si 120
8/5
4,0
<×=
≥×=
Fx
Fx
f
f
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52
Ejercicio
Una gran central eléctrica tiene una chimenea de 250 m con un
radio interior de 2 m. La velocidad de salida de los gases por la
chimenea es de 15 m/s, a una temperatura de 140 °C. La
t t bi t d 25 °C l i t l lt d ltemperatura ambiente es de 25 °C, y el viento a la altura de la
chimenea se calcula de 5 m/s. Calcular la altura efectiva de la
chimenea si (a) la atmósfera es estable con un incremento en
la temperatura correspondiente a 2 °C/km, y (b)la atmósfera
es ligeramente inestable, de clase C.
Ejercicio
Para el caso anterior con el resultado de (b), determine la
concentración (ug/m3) a nivel del suelo en la dirección del
viento a 0,5 km y 1,5 km. Dado que:
• La altura de la chimenea = 50 m
•Ocurre una emisión de SO2 de = 647 g/s.
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Otros escenarios