Contaminacióndel aire porla industria

Albert Parker

Barcelona · Bogotá · Buenos Aires · México

Título de la obra original:

Industrial Air Pollution Handbook

Edición original en lengua inglesa publicada por

McGraw-Hill Book Company (UK) Limited, London Copyright © McGraw-Hill Book Company (UK) Limited

Edición en español:

© Editorial Reverté, S. A., 1983

Versión española coordinada y traducida por:

Dr. José Costa López Catedrático de Química Técnica Universidad de Barcelona y Dr. Rubén Simarro Dorado Prof. Adjunto de Química Técnica Universidad de Barcelona

Propiedad de:

EDITORIAL REVERTÉ, S. A. Loreto, 13-15. Local B Tel: (34) 93 419 33 36 08029 Barcelona. España reverte@reverte.com www.reverte.com

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# 916

Edición en papel: ISBN: 978-84-291-7464-9 Edición e-book (PDF): ISBN: 978-84-291-9190-5

Prólogo

El objetivo de este libro es proporcionar información útil a todos cuantos inter­vienen en la supervisión de la contaminación general del aire en zonas urbanas y rurales, así como a quienes intentan reducir a un mínimo realista la emisión de contaminantes del aire procedentes de procesos industriales.

Sería una ventaja el que hubieran métodos y normas aceptadas internacional­mente para medir la contaminación del aire, lo cual permitiría comparar, de ma­nera digna de confianza, todos los resultados. Ésta no es la situación presente, aunque existen movimientos que tienden a ello; no obstante, este libro puede ser enormemente provechoso tanto para el Reino Unido como para los demás países.

Hay en él un capítulo acerca de los efectos de la contaminación del aire 'sobre la salud humana, sobre las plantas y los animales, y sobre los materiales, mientras que otro capítulo trata de la legislación vigente. Sin embargo, la mayor parte del libro estudia los métodos de reducción de la emisión de contaminantes, tan lejos como es practicable sobre la base del conocimiento y experiencia presentes. Como es imposible en un volumen considerar todas las industrias existentes, ha sido necesario seleccionar, pero se ha procurado considerar todos los métodos impor­tantes de reducción de emisiones.

El editor ha redactado tres capítulos y partes de otros tres, y los restantes han sido escritos por autores expertos en los temas que tratan. El editor les expresa su aprecio por su trabajo en la preparación de sus colaboraciones y les agradece su cooperación durante el período de elaboración del proyecto.

ALBERT PARKER

V

El autor-editor

El autor-editor fue Graduate Scholar y Beyer Research Fellow de la Universidad de Manchester. Después, Lecturer en la Universidad de Birmingham, y, posterior­mente, officer encargado de un grupo de trabajo de desarrollo e investigación para un comité mixto de la Institution of Gas Engineers y el Fue[ Department de la Universidad de Leeds sobre métodos de fabricación de gas y el tratamiento y des­tino de los efluentes líquidos de dicha fabricación. Más tarde llegó a ser Assistant Director y posteriprmente director de Water Pollution Research en el primer Go­vernment Department of Scientijic and Industrial Research, y a continuación di­rector de Fuel Research y Air Pollution Research en el mismo Government De­partment. Al abandonar el Government Service, se estableció como Consúltant ChemicaZ. Engineer sobre gran variedad de problemas científicos y técnicos en Gran Bretaña y otros países.

Durante la segunda guerra mundial fue Lieutenant-Colonel responsable de un grupo de científicos británicos y americanos, todos militarizados, que asesoraba al ejército norteamericano durante su avance por el Ruhr y más allá de él sobre ciertas facetas de la producción alemana de combustibles sintéticos para la avia­ción alemana, tanques alemanes, etcétera.

Desde 1951 hasta 1964 fue Honory Secretary del British National Committee of W orld Energy Conference. Preparó y presentó documentos sobre los recursos energéticos mundiales en la World Energy Conference celebrada en Melbourne, Australia, en 1692, y en la Conferencia de Moscú, en 1968.

Fue Honorary Editor IChemE 1937-1945 y Vice-President 1941-1943. Des­de 1953 hatsa 1955 fue President del Fuel Luncheon Club, Londres, y desde 1955 hasta 1956, Chairman del Council of RSH, del cual es ahora Lije Vice-President. Fue Honorary Secretary del British National Committee of the World Energy Conference 1951 -1964 y Chairman de los Committees que dirigieron la produc-

VII

VIII El autor-editor

ción de la sexta y sépt ima ediciones de los Tecnical Data on Fue! . Fue President de la National Society for Clean Air desde 1963 hasta 1965, y ahora es Honorary V ice-President.

Le concedieron la Osborne Reynolds Meda[ !ChemE, 1941 , la Melchett Meda[ Inst Fue[, 1955, el Telford Premium, 1942, y la Chadwick Meda[, 1955, del Inst . Civil Eng. por sus publicaciones acerca de la contaminación del agua y sobre con­taminación del aire. Pronunció la Thomas Hawksley Lecture !MechE, 1949, así como la Mitchell Memorial Lecture y le fue concedida la Gold Meda[ of the Stokeon-Trent Assn of Engineers en 1956. Dio las Cantor Lectures of the Roy. Soc. Arts, 1960. Fue Chairman del Expert Committee of WHO on Air Pol­lution, 1958, y le otorgaron la Clean Air Award of the Nat. Soc. for Clean Air, 1973.

,.

Indice analítico

Prólogo V El autor VII Colaboradores XII Unidades y factores de conversión XIV

l. Contaminación del aire debida al uso de combustibles Reino Unido; principales desastres producidos por el smog; variaciones de las cantidades y usos de las fuentes de energía; emisiones de humos y óxidos de azufre en el Reino Unido a partir del consumo de combustibles; vehículos de motor; supervisión de la contaminación del aire en el Reino Unido; coste de los daños por la contaminación del aire; contaminación en otros países.

2. Efectos de la contaminación del aire 21 Parte l. Contaminación del aire y salud. Consideraciones históricas; mortali-dad y contaminación del aire; enfermedades respiratorias y contaminación del aire; estudios experimentales con hombres y animales sanos; envenenamiento por monóxido de carbono; contaminación del aire y cáncer de pulmón; salud y criterios de calidad del aire. Parte 2. Contaminación del aire y plantas y animales de granja. Principios ge­nerales; contaminantes específicos; industrias rurales y calidad del aire. Parte 3. Contaminación del aire y materiales. Ensuciamiento por partículas, lodos y humos; daños por ácidos .

3. Control legislativo 71 Parte l. Contaminación del aire. Emisión de humos; control de las alturas de las chimeneas; control de emisiones de partículas, polvo y humo; disposicio-nes diversas; Alkali etc. Works Regulation Acts y Alkali etc . Works Orders; Helath and Safety at Works etc. Act 1974; legislación sobre contaminación procedente de vehículos de motor; control en otros países. Parte 2. Legislación en el Reino Unido sobre residuos radiactivos .

4 . Métodos de medida e inspección 105 Partículas y polvo; humos; óxidos de azufre ; monóxido de carbono; hidrocar-buros; óxidos de nitrógeno; ozono y oxidantes; inspecciones.

5 . Factores meteorológicos y dispersión 131 Meteorología; dispersión y dilución de las emisiones de las chimeneas.

IX

X índice analítico

6. Altura y diseño de las chimeneas 151 Altura de la chimenea; temperatura y cantidad de gas de chimenea; tiro dis­ponible; choque térmico; velocidad de salida del gas de chimenea; dimensión lateral de la chimenea; emisión de hollín; reducción de las pérdidas de calor; elección de los materiales.

7. Principios de la reducción de contaminantes en las descargas gaseosas 179 Procesos de absorción; procesos de adsorción; procesos de combustión; reac-ciones catalíticas; nomenclatura.

8. Eliminación de partículas y polvo 225 Información necesaria cuando se seleccionan Jos sistemas de limpieza de gas; métodos de limpieza de gases; precipitador electrostático; filtración; formas prácticas de equipo de filtración; lavadores y absorbedores húmedos; aglo­meración sónica y ultrasónica; selección del equipo.

9. Eliminación de óxidos de azufre de Jos gases de chimenea de las centrales de energía y las calderas industriales 295 Reducción del azufre en el carbón; fuelóleos ; limitación del azufre en los procesos de combustión; proceso del tratamiento del gas de chimenea; lavado con piedra caliza-cal; métodos de regeneración con magnesio; proceso Grillo; proceso W ellman-Lord.

10. Reducción de emisiones de partículas, polvos y nieblas ácidas por las cen-trales de energía y calderas industriales 325 Calefacción por gas, petróleo y carbón; colectores mecánicos; precipitadores electrostáticos.

11 . Industria de la energía nuclear y usos diversos del material radiactivo 351 La industria de energía nuclear; usos diversos de los materiales radiactivos; evaluación de la exposición del hombre a la radiación; resumen y conclu-siones.

12. Industrias del coque y del gas 356 Parte l . Hornos de coque. Emisiones procedentes de la carga y descarga de los hornos de coque; enfriamiento seco del coque; dióxido de azufre en el gas resi-dual del calentamiento de los hornos de coque; otras emisiones de la planta de coquización. Parte 2. Carbonización del carbón para obtener combustible sólido que no produzca humo, gas ni subproductos. Gas para el consumo de las ciudades; subproductos de la carbonización del carbón; gas natural.

13 . Refinerías del petróleo 389 Operaciones de refino; emisiones de la refinería y su control.

14. Ferrerías y acerías 417 Fabricación de hierro; fundiciones de hierro; fabricación de acero; lamina-doras.

15. Producción de metales férreos Organización; aluminio; cobre; cinc y plomo; níquel; tipos de reactor emplea­dos en la pirometalurgia no férrea; pirometalurgia y selección del proceso; pro-blemas del dióxido de azufre; tratamiento secundario de metales; condiciones ambientales de la planta.

449

16. Industrias químicas inorgánicas 529 Ácido sulfúrico; ácido nítrico; ácido fluorhídrico; ácido clorhídrico; sosa; pro­ducción cloro álcali; amoníaco; nitrato de amonio; urea; fertilizantes fosfata-dos; fósforo elemental y ácido fosfórico térmico; fertilizantes granulares.

17. Fabricación de cemento Portland 561 Materias primas; hornos; utillaje; molienda de clinker; almacenamiento del

índice analítico XI

cemento y planta de envasado; contaminación del aire y retención de polvo. 18. Industrias cerámicas 587

Industria alfarera; industria pesada de la arcilla y refractarios; métodos em­pleados en diferentes tipos de hornos para reducir la emisión de humos.

19. Fábricas de cal 613 Extracción de la cantera, molienda y clasificación por tamaños de los mine-rales; hornos de cal; cal apagada; lechada de cal.

20. Incineración de basuras 621 Chimeneas; emisión de polvo; contaminación gaseosa; fuentes de contami­nación; olor; ambiente interior de la fábrica; grúas de pinza; planta de trata-miento de residuos; ruido; contaminación en el punto de distribución final; contaminación debida al tráfico; incineradores pequeños.

21. Olores 643 Medida de los olores; enmascaramiento de los olores; industrias de productos derivados del maíz; fábricas de acrilatos; producción de polímeros a partir de acrilatos; fuentes .

22. Vehículos automóviles 65 3 Mecanismos por los cuales se forma contaminación en el motor de gasolina; medida de la contaminación producida por los vehículos; reglamentaciones; métodos de control de la contaminación.

Colaboradores

l. The editor. 2. Part l. Marjorie Clifton, MD, and Sir Charles Stuart-Harris, CBE, MD, OSe,

FRCP, Professor at University of Sheffield Medica! School. Part 2. L. H. P. Jones, PhD (Melboume), BAgrSc, FRAC!, FRIC, FIBiol, and D. W. Cowling, MIBiol, both of Grassland Research Institute, Hurley, Maidenhead, Berkshire. Part 3. The editor.

3. Part l. The editor. Part 2. Pamela M. Bryant, BSc, FRIC, Senior Environmental Adviser to the National Radiological Protection Board, Harwell. President, UK Society for Radiological Protection 1977-78.

4. S. R. Craxford, ISO, MA(Oxon), DPhil, Consultant. 5. The late G. Spurr, BSc(Hons), FlnstP, FRMetS, was on the staff of the Enviran­

mental and General Studies Section, Central Electricity Generating Board, London. 6. K. P. Grubb, BSc(Eng), MICE, Senior Assistant Civil Engineer, Central Electricity

Generating Board, London. 7. J. Bettelheim, CEng, DiplEng, CSc(Prague), FIChemE, Research Officer, B. H. M.

Billinge, PhD, BSc, Group Leader, and W. S. Kyte, CEng, MA(Cantab), PhD, FIChemE, Research Officer, all of Research Laboratories, Central Electricity Generating Board, Leatherhead, Surrey.

8. K. Darby, Managing Director of Lodge-Cottrell Ltd, Birmingham. 9. J. Bettelheim, CEng, DiplEng, CSc(Prague), FIChemE, Research Officer, and B. H.

M. Billinge, PhD, BSc, Group Leader, both of Research Laboratories, Central Electricity Generating Board, Leatherhead, Surrey.

1 O. A. A. Barrett, CEng, FIMechE, Plant Engineering Department of the Generation Development of the Construction Division of the Central Electricity Generating Board, Cheltenham, Gloucestershire.

XII

Colaboradores XIII

11. Pamela M. Bryant, BSc, FRIC, Senior Environmental Adviser to the National Radiological Protection Board, Harwell.

12. Part l. G. E. Hall, CChem, MSc, MRIC, Senior Technical Officer, Head of Mem­ber Services, British Carbonization Research Association, Wingerworth, Chester­field, Derbyshire. Part 2. The editor.

13. M. T. Westaway, PhD, FinstPet, Environmental Studies, and G. J. Brockis, BSc, FinstPet, Head of Environmental Sudies, both of BP Research Centre, Sunbury on Thames, Middlesex.

14. G. E. Speight, MBE, BSc, FRIC, AssocMet, FIM, formerly Manager, Environ­mental Pollution Control, Head Office, British Steel Corporation, London.

15. A. K. Barbour, .CChem, PhD, BSc, FRIC, of R.T.Z. Services Ltd, Bristol, J. F. Castle, CEng, FIChemE, MlnstF, of R.T.Z. Consultants, London, and S. E. Woods, DPhil, FRS, ofR.T.Z. Services Ltd, Bristol,

16. B. C. Spall, MA, DPhil(Oxon), Chief Chemist, Levington Research, Levington, Ipswich, Suffolk ofthe Fertilizer Division ofFisons Ltd.

17. R. J. Gates, CEng, MA, MIMechE, Chief Engineer, Rugby Portland Cement Co. Ltd, Rugby.

18. E. Rowden, MBE, BSc, ARCS, DIC, FRIC, FICeram, Consultant on Air Pol­lution Problems to the British Ceramic Research Association, Penkhull, Stoke-on­Trent.

19. The editor. 20. The late H . B. Johnson, BSc, FIEE, was a Partner in Merz and McLellan, Consult­

ing Engineers, and J . M. Burnett, BA, MIEE, an Associate in Merz and McLellan, London and Newcastle upon Tyne.

21. The editor. 22. R. A. Haslett, PhD, BSc, Ricardo, Consulting · Engineers, Shoreham by Sea,

Sussex.

Unidades y factores de . , convers1on

TABLA 1

Unidades básicas del SI (Sistema Internacional)

XIV

Magnitud Nombre de la unidad Símbolo de la unidad

longitud metro m masa kilogramo kg tiempo segundo S

corriente eléctrica ampere A temperatura termodinámica grado Kelvin K intensidad luminosa cande la cd

TABLA 2

Algunas unidades derivadas de l SI con nombres especiales

Magnitud física

trabajo . energ ía, cantidad de ca lor fuerza potencia carga eléctrica potencial eléctr ico capacitancia eléctrica resistenci a eléctr ica frecuencia flujo magnético densidad de flujo magnético inductancia f lujo luminoso iluminación

Unidad SI

newton joule watt cou lomb volt t arad ohm hertz weber tes la henry lumen lux

Símbolo de la un idad

N J

= kg m s- 2

= N m W = J s - 1

e = As V = WA- 1

F n

= As v-1

= VA- 1

Hz = s- 1

Wb = Vs T = Wb m- 2

H = VsA- 1

lm = cd sr lx = lm m- 2

Unidades y factores de conversión

TABLA 3

Algunas unidades derivadas ad iciona les del SI

Magnitud física

área volumen densidad mas1ca velocidad velocidad angular aceleración ace lerac ión angular presión

Unidad SI

metro cuadrado metro cúbico kilogramo por metro cúbicc metro por segundo radián por segundo metro por segundo al cuadrado

radián por segundo al cuadrado newton por metro cuadrado newton por metro

XV

Símbolo de la unidad

m2 m3

tensión superficial viscosidad dinámica viscosidad cinemática , coef. de difusión conductividad térmica

newton segundo por metro cuadrado metro cuadrado por segundo

kg m - 3

m s-• rad s- ' m s- 2

rad s- 2

N m - 2

N m - • Ns m- 2

m2 s _, watt por metro grado Kelvin

fuerza campo eléctrico volt por metro fuerza campo magnético ampere por metro luminancia candela por metro cuadrado

TABLA 4

Múltiplos y submúlti¡:ifos de las unidades

Factor por el que ,;e multiplica la unidad

1 000 000 000 000 = 1 0 12

1 000 000 000 = 1 09

1 000 000 = 1 06

1 000 = 10' 100 = 102

10 = 10 1

0 , 1 = 10- ' 0 .0 1 = 10- 2

0 ,001 = 10- 3

0 ,000 001 = 10- 6

o,ooo ooo 001 = 1 o-" 0 ,000 000 000 001 = 10- ' 2

o .ooo ooo ooo ooo oo 1 = 1 o-•s o,ooo ooo ooo ooo ooo 001 = 1 o-••

Prefijo

ter a giga mega kilo hecto de ca deci centi milli micro nano pico femto atto

W m - • K- ' vm-• A m- • cd m - 2

Símbolo

T G M k h da d e m

f.l n p f a

Mucha de la bibliografía técnica útil disponible, particularmente la publicada en el Reinu Unido y en los Estados Unidos, da los datos cuantitativos en unida­des distintas del sistema métrico o del SI. En el futuro, la bibliografía técnica uti­lizará unidades métricas o SI. En algunos casos, significaría la modificación de las unidades utilizadas en ciertas partes de la legislación. Existen algunas diferencias entre las unidades que se han empleado y todavía se utilizan en el Reino Unido y en los Estados Unidos. En las tablas 5 a la 17 se dan factores de conversión que con mucha probabilidad serán útiles a los lectores de este libro.

XVI Unidades y factores de conversión

TABLA 5

Comparación de algunas unidades UK (Reino Unido) y US (Estados Unidos)

UK us

1 yarda = 0 .914398 m 1 yarda = O. 914402 m 1 lb = 0,453 592 338 kg 1 lb = 0.453 592 427 7 kg 1 lb = 16 onza = 7000 grano 1 cwt = 112 lb

1 lb = 16 onza = 7000 grano 1 cwt corto - 1 00 lb

1 ton = 20 cwt = 2240 lb gal es el volumen ocupado por 10 lb de agua destilada a 62° F, es decir 4,54596 1

1 ton corta = 20 cwt corto = 2000 lb 1 gal es 3,78533 1 que es igua l a

cm

1 cm 1 1m 100 1 pulg 2.54 1 pie 30.48 1 yci 91 .44

0,832680 UK gal

TABLA 6

Relación miscelánea entre un idades

1 mil la = 1760 ya rda = 5280 pie = 1. 609 344 km 1 pulg' = 6.45 16 cm 2

1 acre = 4840 yarda' 1 lb = 7000grano 1 US barril = 42 US galones 1 mb = 1000 di na cm' 1 hp = 550 lbf pie s- ' 1 CV = 75 kgf m s- 1

1 Unidades térmicas= 1 0 5 británi cas [Btu) 1 termia ~ 106 15° e calorias

TABLA 7

Longitud

m pu lg pie

0 . 01 0 .393 701 0 .032 808 4 1 39 .370 1 3.280 84 0 .025 4 1 0.083 333 3 0 .304 8 12 1 0.9144 36 3

1 km = 0.621 371 mil las 1 micron (u) = 1 micrómetro (,um) = 1 o-<; m = 1 o - 3 mm 1 angstrom (Á) = 0.000 1 micron = 1 o- ' mm

m2

1 m' 1 1 pulg' O. 000 645 1 6 1 pie' C.092 903 O 1 yd2 0 .836 127

1 hectárea ~ 1 O 000 m2 = 2.4 7 1 05 acres 1 mil la' = 640 acres = 258.999 hectáreas

TABLA 8

Are a

pulg'

1550.00 1

144 1296

pie'

10.7639 0.006 94444 1 9

ycJ

0 .01 o 936 1 1.093 61 0.027 777 8 0 .333 333 1

yd'

195 99 noo0771605 0 .111 111 1

Unidades y factores ae conversión XVII

TABLA 9

Volumen

pulg' UK gal US gal

1 1 1 61.025!:; 0.219976 0 .264 178 1 pulg' 0.016 386 6 1 0.003 604 65 0 .004 328 98 1 UK gal 4.545 96 277.42 1 1.200 94 1 US gal 3 .785 33 231 ,00 0 .832 680 1 1

m3 yd3 UK gal US gal US barril

1 m3 1 1 .307 95 219.969 264.170 6.289 76 1 yd3 0 ,764555 1 168,179 201 ,973 4 .808 88 1 UK gal 0.004 546 09 0.005 946 07 1 1.20094 0 ,028 593 8 1 US gal 0.003 785 43 0 ,004 951 15 0 ,832 680 1 0 .023 809 5 1 US barril 'J , 158 988 0 ,207 948 34.972 6 42 1

TABLA 10

Masa

kg grano· onza lb

1 kg 1 15 432.4 35 .274 o 2 ,204 62 1 grano 0 .000 064 798 9 1 o.002 285 71 o .000 142 857 1 onza 0.028 349 5 437 , 5 1 0 ,062 5 1 lb 0 .453 592 37 7000 16 1

kg tonelada ton ton corta

1 kg 1 0 .001 0 ,000 984 207 0 ,00110231 1 tonelada(1000 kg) 1000 1 0 ,984 207 1. 102 31 1 ton (2240 lb) 1016 ,05 1, 016 05 1 1 ,12 1 ton corta '2000 lb) 907.185 0 ,907 185 0 ,892 857 1

TABLA 11

Fuerza

di na gf pdl lbf

1 dina 1 0 .00101972 72, 3301 X 1Q- 6 2 ,248 09 x 1 o - • 1 gf 980.665 1 0 ,070 931 6 0.002 204 62 1 pdl 13 825 ,5 14.098 1 1 0.031 081 o 1 lbf 444 822 453.592 32 , 1740 1

XVIII Unidades y factores

TABLA 12

Presión

mb kgf cm - 2

1mb 1 1 , 0 1 9 72 X 10- 3

1 kgf cm - 2 980 ,665 1 1 pdl pie' 0 ,0148816 1 5 , 1 7 5 0 X 10- 6

1 lbf pié 0 ,478 803 0,488 243 X 10- 3

1 ton pie' 1 072 ,52 1,093 66

lbf pie' tonf pie'

1mb 2 .008 54 0 , 932 385 X 10- 3

1 kgf cm- 2 2048 , 16 0,914358 1 pdl pie' 0,031 081 o 13,875 4 X 10- 6

1 lbf pie' 1 0,446 429 X 10- 3

1 ton~ pie' 2240 1

TABLA 13

1mb 1 atmósfera estándar 1 kgf cm - 2

1 torr 1 pulgada barométrica

1mb 1 atmósfera estándar 1 kgf cm-2

1 torr

mb

1 1 013 ,25

980 ,665 1,333 22

de mercurio 33,863 9

torr

0 ,750 062 760 735, 559

1 1 pulg.barométrica de mercurio 25,4

Presión

atm

0,986 923 X 10- 3

1 0 ,967 841 1,315 79 X 10- 3

0 ,033 421 1

pulg Hg

0 ,029 530 29 ,921 3 28,959

0,039 370 1 1

TABLA 14

1mb 1 kgf m- 2

1 lbf pie' 1 milímetro barométrico

de mercurio

mb

1 0 ,098 066 5 0 , 47'8 803 1, 33322

Presión

kgf m- 2

10 ,197 2 1 4 ,882 43

13 595 1

lbf pie'

2 ,088 54 0,204 816 1 2, 784 5

de conversión

pdl pie'

67,1969 65 897,6

1 32,1740

72 069 9

kgf cm - 2

1 , 0 1 9 72 X 10- 3

1,033 23 1 1,35951 X 10- 3

0 ,034 531 6

mmHg

0,750 062 0 ,0735559 0,359 131 1

Unidades y factores de conversión

TABLA 15

Potencia

w kgf m s- 1

1W 1 0,101 972 1 kgf m s- 1 9,806 65 1 1 pie lbf s- ' 1,355 82 0,138255 1 hp 745;700 76,040 2

1 W = 3,412 14 Btu h- 1; 1 Btu h- 1 = 0 ,293 071 W

pie lbf s- '

0,737562 7 ,233 01 1

550

1 kW = 0,947 817 Btu s- 1; 1 Btu s- 1 = 1,055 06 kW

TABLA 16

Calor, trabajo y energía

1 J = 1 W s = 1 0 7 erg 1 kcal 1 Unidad de calor centígrado

(unidad de calor Celsius)

1 4186,8 1 899 ,10

1 Unid.térmica británica (Btu) 1 055 ,06 1 kgf m 9 ,806 65 1 pie lbf 1, 355 82

Btu

1J = 1Ws = 107 erg 0,957817 x 10- 3

1 kcal 3 ,968 32 1 Unidad de calor centígrado 1,8

(unidad de ca lor Celcius) 1 Unid.térmica británica (Btu) 1 1 kgf m 9 ,294 91 x 10- 3

1 pie lbf 1 ,285 07 X 10- 3

kcal

0 ,238 846 x 1 o - 3

1 0.453 592

0 ,251 996 2 ,342 28 X 10- 3

o .323 832 x 1 o - 3

kgf m

0,101 972" 426 ,935 193,655

107,586 1 0,138255

TABLA 17

Calor, trabajo y energía

kJ

1 kJ 1 1 kcal 4,186 8 1 Unid. térmica británica (Btu) 1 termia

1,055 06 1,055 06 x 1 o•

1 kWh 1 hp h

1 kJ 1 kcal 1 Unid. tér'· británica (Btu) 1 termia 1kWh 1 hp h

3 600 2 684,52

termia

0 ,94 7 81 7 X 10- 5

3,96832 X 10-5

10 · 5

1 0 ,0341214 o 025 444 3

k cal

0 ,238 846 1 0 ,2 51 996 0,251 996 X 105

859 ,845 641,186

kWh

2,777 78 x 1o -• 0.001 163 2,93071 x 1o- •

29 ,3071 1 0,745 700

XIX

hp

1,341 02 X 10- 3

0 ,0131509 1 , 8 1 8 1 8 X 10- 3

1

Unidad de calor centígrado (Chu)

o,526 565 x 1 o - 3

2 ,204 62 1

0,555 556 5 , 163 84 X 10- 3

0 ,713 928 X 10- 3

pie 'bf

0,737 562 3 088,03 1 400 71

778 , 169 7 ,23301 1

Btu

G,947 817 3,968 32 1

1 o• 3 412 ,14 2 544,43

hp h

3 ,725 06 X 10 4

1,55961 X 10- 3

3 ,93015 x 1o- • 39,30 1 5

1 ,341 02 1

Capítulo 1

Contaminación del aire debida al uso de combustibles ALBERT PARKER

Cada persona, en promedio, respira diariamente de 14 a 18 kg de aire mientras que sólo consume de 1,5 a 2,0 kg de agua en una u otra forma y no más de 0,7 kg de materia sólida seca como alimento . El hombre sólo sobrevive unos pocos minutos sin aire mientras que logra mantenerse vivo durante días sin beber agua y durante semanas sin ingerir alimentos. Auque se ha insistido durante mucho tiempo sobre la necesidad de agua potable y alimentos incontaminados, únicamen­te en estos últimos años se ha empezado seriamente a reconocer la importancia que para la salud tiene el aire limpio.

Reino Unido

El Reino Unido fue el primer país en desarrollar la industria a considerable es­cala para facilitar poder soportar una población creciente a un nivel de vida a su vez creciente. Esta industrialización se basó, durante los siglos XVIII y xrx, en el empleo del carbón propio como principal fuente de calor y energía. Se debió prin­cipalmente al uso -o, mejor, al mal uso- del carbón el que el aire de las ciu­dades se contaminase fuertemente por humos, partículas y polvos, y óxidos de azufre. Durante los últimos cincuenta años se ha incrementado paulatinamente la contaminación gaseosa causada por el mayor uso de los combustibles del petróleo para los hornos y para el transporte por carretera. En muchos casos también ha habido una grave contaminación local del aire en ciertas zonas, producida por las descargas de los procesos de fabricación de gran variedad· de materiales. En los capítulos siguientes se considerarán los métodos de reducción de la contamina­ción del aire para una selección de las industrias más impor-tantes.

1

2 Contaminación del aire debida al uso de combustibles

Desde hace más de mil años se viene utilizando el carbón en el Reino Unido. El uso más antiguo del que se tiene noticia data del año 852,1 cuando la pobla­;ión del país no alcanzaba probablemente el millón de habitantes. Durante mu­cho tiempo, el carbón, al principio lentamente y después más rápidamente, sus­tituyó a la madera como combustible y llegó a ser la principal fuente de calor para las casas y de calor y de energía para la industria. Incluso en los días en que el empleo del carbón fue muy pequeño -de sólo unos 3 000 000 tm en él año 1700-- hubo quejas periódicas de molestias por el humo. Ya en el año 1257, la reina Leonor, . esposa de Enrique III, dejó Nottingham por Tutbury debido a los humos. En 1273 se prohibió el uso del carbón en Londres, ya que se con­sideró que las nubes de humo ~ran perjudiciales para la salud. Una Royal Pro­clamation en 1306, durante el reinado de Eduardo I, vetaba el uso del carbón en los hornos de Londres mientras el Parlamento celebraba sesiones; se recuerda que un transgresor fue ejecutado. Hubo una orden similar en el reinado de Isabel l.

En 1595, Thomas Owen trajo carbón de Welsh y antracita a Londres para demostrar su relativa poca formación de humos. Los londinenses pidieron al Parlamento, en 1648, que prohibiera el suministro de carbón de Newcastle upon Tyne debido al perjuicio que causaba. En 1661, John Evelyn escribió su famoso folleto titulado «Fumifugium, or the Inconvenience of the Aer and Smoke of London Dissipated, together with sorne Remedies».2 Por iniciativa de la Kyrle Society y la Public Health Society se formó un Smoke Abatement Committee en 1881 y en el mismo año se organizó una exhibición de disminución de los hu­mos en Kenington. El siguiente año se estableció una National Smoke Abatement Institution. Dirigida por sir William Richard, R. A., y el Dr. H. A. Des Voeux, la Coal Smoke Abatement Society, primordialmente centrada en Londres, se formó en 1899. En una exhibición de disminución de los humos, en Sheffield, en 1909, se formó la Smoke Abatement Leaque of Great Britain, interesada principal­mente en la disminución de los humos en las provincias; se establecieron posterior­mente centros en Manchester y Glasgow. Sin embargo, hasta ese momento, los líderes de las diversas organizaciones de voluntarios interesadas en la disminu­ción de los humos fueron considerados generalmente como chiflados, pues la mayor parte de la población opinaba que era técnica y económicamente imposi­ble la prevención de la emisión de humo a partir del uso del carbón para la cale­facción en los hogares y en las fábricas.

La Coal Smoke Abatement Society y la Smoke Abatement League of Great Britain se fusionaron en 1929, para formar la National Smoke Abatement Society, que empezó la publicación de una revista, Clean Air. En 1958, la Society adoptó el presente nombre de National Society for Clean Air, puesto que en ese mo­mento había llegado a interesarse en todas las formas de contaminación del aire y no sólo en la constaminación por humos . Durante esos años hubo diversas me­didas legislativas, que se considerarán en el capítulo 3, pero ninguna de ellas fue muy eficaz para limitar la emisión de humos y otros contaminantes en el aire hasta el siglo actual.

Se necesitaron diversos desastres importantes debidos al smog para con­vencer a la gente de que deberían esforzarse seriamente en reducir la contamina­ción del aire por los humos. El Dr. Des Voeux fue el primero en utilizar la pala-

Contaminación del aire debida al uso de combustibles 3

bra smog para describir las combinaciones del humo (smoke) y de la niebla na­tural (fog), que se presenta periódicamente en zonas densamente pobladas tales como Londres, Manchester, Sheffield y Glasgow durante el invierno, y reducen

. la visibilidad a sólo unos pocos metros. Los smogs provocan importante elevación del número de fallecimientos por enfermedades respiratorias y tienen un efecto deletéreo sobre el corazón y los sistemas circulatorios.

Las nieblas naturales se deben a la formación de capas de inversión de tempe­ratura, en que el aire desde el nivel del suelo hasta determinada altura, que puede variar de tiempo en tiempo y lugar en lugar, está más frío que el aire que tiene por encima; la velocidad del viento debe de ser también baja, no superior a, aproxi­madamente, un metro por segundo. Entonces, la humedad del aire se condensa en finas partículas y forma una niebla, que no se mueve por ninguna circulación as­cendente. De ello resulta que las descargas de humos y otros contaminantes, a temperatura y velocidad relativamente bajas, que provienen de las chimeneas poco altas, se concentran en la capa de inversión. En consecuencia, la concentra­ción de contaminantes aumenta y puede llegar a alcanzar diez o más veces la concentración encontrada en condiciones más normales de tiempo, cuando la tem­peratura del aire disminuye con la altura por encima del nivel del suelo. En las zonas pobladas del Reino Unido, las capas de inversión desde el nivel del suelo se extienden raramente hasta alturas de más de unos 130 m. En algunas partes del mundo llegan en ocasiones hasta alturas superiores. Durante los períodos de inversión de temperatura permanecen continuamente durante uno o más días, y entonces ocurren los desastres achacábles al smog.

Principales desastres producidos por el smog

Sólo en estos últimos años las autoridades correspondientes han realizado regis­tros del aumento de las concentraciones de los contaminantes del aire durante los smogs y de sus efectos sobre la salud, aunque estos registros no han sido siempre lo suficientemente detallados. De los smogs registrados, los siguientes son dignos de mención. Los smogs en Londres en 1880 y en 1891 incrementaron el número de muertes debidas a bronquitis a 692 y 572, respectivamente, durante una semana. El peor de los smogs ocurrido en Londres permaneció desde el 5 al 8 de diciembre de 1952 y produjo 4000 muertes adicionales en la zona del Gran Londres.3 Los smogs de enero de 1956 y diciembre de 1962, en Londres, causa­ron 1000 y 750 muertes adicionales, respectivamente ;

Un esquema para investigar la contaminación del aire en el Reino Unido pro­cede de una conferencia de delegados de las autoridades municipales y otras organizaciones participantes en la exhibición internacional de disminución de los humos, celebrada en Londres, en 1912. Después de varios cambios introducidos al compás del desarrollo del esquema, la Fuel Research Organization del entonces Department of Scientific and Industrial Research, llevó a cabo la investigaCión entre 1945 y 1958. Parte de ésta consistió en medir la contaminación del aire en diversos lugares del país . Las autoridades locales y otras realizaron las medi­das según métodos convenidos y enviaron los resultados a la Fuel Research Station

4 Contaminación del aire debida al uso de combustibles

para que los relacionara y publicara. En la época del smog de 1952, había nueve lugares en la zona de Londres que disponían de instrumentos para medir las con­centraciones medias diarias de humos y ocho lugares que contaban con instru­mentos para medir las concentraciones medias diarias de óxidos de azufre, expre­sadas como dióxido de azufre.

Durante los años 1950 a 1954, la concentración media de humo en la zona de Londres, durante los meses de abril a septiembre, fue, aproximadamente, de 115 ¡.Lg m-3 y en los meses de octubre a marzo, de unos 320 ¡.Lg m- 3

; pero se obtuvieron 4460 ¡.Lg - 3 al día en determinado lugar durante un smog habido en diciembre. La concentración media de dióxido de azufre en los meses de verano fue de 183 ¡.Lg m-3 y en los meses de invierno, de 422 ¡.Lg m- 3

; en diciembre, se registraron 3832 ¡.Lg m-3 diarios en cierta población . La experiencia posterior ha mostrado que debieron de haber concentraciones mucho más altas tanto de humos como de dióxido de azufre durante algunos períodos más cortos que 24 h. El desarrollo de la supervisión nacional de la contaminación del aire en el Reino Unido se describe en las páginas 8 a la 14.

El smog de diciembre de 1952 movió al gobierno a actuar. En julio de 1953 nombró un Committee on Air Pollution, con el difunto sir Hugh Beaver como pre­sidente, «Para examinar la naturaleza, causas y efectos de la contaminación del aire y la eficacia de las medidas preventivas ; para considerar qué medidas pre­ventivas posteriores serían viables; y para efectuar recomendaciones ». El comité trabajó rápidamente y bien y presentó dos informes valiosos: uno introductorio en noviembre de 1953,4 y otro, final, en noviembre de 1954.5 Estos informes condujeron a la Clean Air Act 1956,6 que autoriza a las autoridades locales a fijar zonas de control de humos en las cuales estaría prohibida la combustión de car­bón bituminoso en hogares domésticos abiertos. Además, se limitó estrictamente la emisión de humos de chimeneas industriales en todo el país. Como consecuen­cia de esta ley y del resultado de otros esfuerzos, el Reino Unido no ha vuelto a padecer nunca más smogs tan intensos como el de diciembre de 1952.

Variaciones de las cantidades y usos de las fuentes de energía

Dado que la contaminación del aire por humo se debe casi por entero a la quema ineficaz de carbón bituminado con combustión incompleta en hogares domésticos y en hornos industriales o altos, y la contaminación por óxidos de azufre se achaca principalmente a los usos del carbón y los derivados del petróleo como combusti­bles, es útil considerar las variaciones de las cantidades anuales de carbón y otras fuentes de energía utilizadas durante determinado número de años, en el Reino Unido.

En 1700, la población del Reino Unido se aproximaba a los 6 000 000 de habi­tantes, y el consumo de carbón alcanzaba unos 3 000 000 tm. La población aumen­tó a 10 000 000 en 1800; pasó a 20 000 000 en 1850 y llegó a 37 000 000 de habi­tantes en 1950, mientras que el uso del carbón creció hasta 12 000 000 tm en 1800, a 55 000 000 tm en 1850 y a 170 000 000 tm en 1900. La cantidad de petróleo utilizada como combustible era despreciable antes de 1900; alcanzó 3 000 000 tm en 1920 y 6 000 000 tm ·en 1930. En la tabla 1.1 7 se dan ~os equivalentes en

Contaminación del aire debida al uso de combustibles 5

carbón de las formas primarias de energía utilizadas en el Reino Unido en 1938, 1956 y años alternos desde 1960 hasta 1974. Los siguientes factores se utilizaron en el cálculo de los equivalentes en carbón de las otras formas de energía pri­marias.7

1 tm de petróleo = 1, 7 tm de carbón 276 th t (8076 kWh) de gas natural = 1 tm de carbón La electricidad nuclear y la hidráulica se convirtieron a la cantidad de carbón necesaria para producir la misma cantidad de electricidad para la eficacia de las centrales de pro­dución de energía contemporáneas mediante vapor de agua.

Las cifras de la tabla 1.1 muestran que el equivalente en carbón de las fuen­tes primarias de energía utilizadas en el Reino Unido aumentaron aproximada­mente el 75 %, o sea, desde 191 8000 000 tm en 1938 a 336 200 000 en 1974. Durante dicho período la población creció cerca del 18,5 %, es decir , des­de 4 7 500 000 a 56 300 000 de habitantes, de modo que el equivalente en carbón

TABLA 1.1.

Equivalentes en carbón de las formas primarias de energía utilizadas en el RU en 1938, 2956 y años alternos desde 1960 a 1974 (cantidades en millones de tonelada!' métricas)

Electricidad Electricidad Gas Per cáplta Año Carbón Petróleo hidráulica nuclear natural Total tm

1938 178, 5 12,6 0,7 191 , 8 4 ,03 1956 217,4 39,1 1,3 256,8 5,03 1960 198 ,6 66,6 1 ' 7 0,9 0,1 267, 9 5 ,09 1962 194,0 79,9 2 ,1 1, 5 0 ,1 277 , 6 5,18 1964 189,6 94, 8 1 ,9 3 ,2 0 ,3 289,8 5 ,35 1966 176 ,7 113,5 2,4 7,9 1 , 1 301 ,6 5,49 1968 167 ' 1 127 ,9 2,2 10,3 4 ,5 312,0 5,64 1970 156 ,9 147, 9 2, 6 9 ,6 16, 2 333,2 5,98 1972 122 ,8 160 ,1 2 ,0 10, 7 37 ,3 332 ,9 5 ,96 1974 117,7 151 ,4 2 , 1 12, 1 52 , 9 336 ,2 5 97

per cápita se incrementó el 48 %: desde 4,03 hasta 5,97 tm. La proporción del equivalente en carbón proporcionado por el carbón disminuyó desde el 93 % en 1938 hasta el 35 % en 1974, mientras que el porcentaje proporcionado por el petróleo aumento desde el 6,6 % en 1938 hasta el 48 % en 1972, para redu­cirse al 45% en 1974. Durante el período de 1938 a 1974, la electricidad hi­dráulica proporcionó menos del 1 % del equivalente total en carbón. La electri­cidad nuclear fue menor que el 1 % desde 1960 a 1963 y entonces fue creciendo a lo largo de los años hasta alcanzar el 3,6 % en 1974. El gas natural aportó menos del 1 % desde 1960 a 1967 y a partir de esta fecha aumentó anualmente hasta alcanzar casi el 16 % en 197 4. Como consecuencia del equivalente en car­bón del consumo total de formas primarias de energía en 1974, los porcentajes

t 1 termia (th) = 1 000 000 de calorías. (N. del T.)

6 Contaminación del aire debida al uso de combustibles

TABLA 1.2

Cantidades de carbón utilizadas en el RU en 1938, 1956 y años alternos desde 1960 a 1974 en hogares u hornos que pueden causar emisión de humo (millones de toneladas métricas)

Doméstico Miscelánea excluido Carbón Estaciones

industrial t Año el carbón mineral Ferrocarriles de energía

y mina::; mineral de carbón

1938 47 ,3 4 , 7 13 ,6 15,3 61 '1 1956 31 ' 1 5,4 12 ,3 46 ,3 63 ,6 1960 29 ,6 5 , 1 9 ,1 53,5 48 ,3 1962 27, 9 4 ,8 6 ,2 61,4 43,9 1964 23,4 4 ,4 3,9 68 ,5 40,5 1966 21 ,2 3 ,9 1,7 69 ,0 36,6 1968 18,4 3,3 0 ,2 75,6 29 ,7 1970 15,4 2 ,7 0 ,1 77, 2 25 ,6 1972 10,6 2,2 0,1 66,7 15 ,9 1974 9 ,8 2 ,1 0 ,1 66,0 14, 5

t Exclu idos hornos de coque, industria de suministro de gas y plantas para fabricar combusti· bies sólidos que no producen humo .

fueron: petróleo, el 45 %; carbón, el 35 %; gas natural, el 15,7 %; electrici­dad nuclear, el 3,6% y electricidad hidráulica, inferior al 1 %.

La quema de carbón bituminoso en hogares abiertos domésticos conduce a la emisión de más humos por tonelada de carbón que cualquiera de los otros usos del carbón. En la tabla 1.2 7 se indican las cantidades de carbón utilizadas en el Reino Unido en 1938, 1956 y años alternos desde 1960 a 1974 en hogares u hornos capaces de producir emisión de humos.

El uso doméstico del carbón, excluido el carbón mineral, descendió desde 47 300 000 tm en 1938 a 9 800 000 tm en 1974. Las principales razones para este gran descenso del uso doméstico del carbón bituminoso son, primera, que durante la segunda guerra mundial se racionaron el carbón y el coque para uso doméstico y este racionamiento continuó durante algún tiempo después de fina­lizada la guerra. En consecuencia, las familias empezaron a utilizar más electri­cidad y gas para la calefacción y continuaron haciéndolo quizá debido a que era más conveniente y más limpio que la calefacción mediante carbón bituminoso en hogares abiertos. Segunda, como ya se ha visto, la Clean Air Act 1956 auto­rizó a las autoridades locales a establecer zonas de control de humos en las cuales estaba prohibido quemar carbón bituminoso en hogares domésticos abiertos. Se ha establecido actualmente apreciable número de zonas de control de humos, y se ha continuado progresando en dicho sentido, pero no tan rápidamente como sería deseable. Tercera, desde 1945 se ha incrementado, en el Reino Unido, el número de amas de casa que se han empleado; esto ha conducido a una demanda creciente de gas y electricidad para la calefacción y, en alguna medida, de petró leo para la calefacción. Resulta difícil de estimar los efectos relativos de cada una de estas tres razones.

Interesa advertir que durante muchos años la calefacción doméstica mediante hogares abiertos ha predominado mucho menos, en proporción, en la Europa occi­dental , los Estados Unidos y Canadá que en el Reino Unido. La reducción de la cantidad de carbón concedida a los mineros en el Reino Unido, que quemaban

Contaminación del aire debida al uso de combustibles 7

mucho carbón en hogares abiertos, desde 5 400 000 tm en 1956 a 2 100 000 tm en 1974, es atribuible a la notable disminución del número de trabajadores de la minería del carbón. Existe un sistema por el que los mineros del carbón pue­den optar por recibir una cantidad algo más pequeña de combustible sólido que no produce humo en lugar del carbón asignado, pero la mayoría de los mineros no han aceptado este cambio, lo cual, según la opinión del autor de este capítulo, es descorazonador.

Las locomotoras de ferrocarril accionadas por vapor de agua, que emitían humos, fueron rápidamente sustituidas, entre 1956 y 1968, por motores Diesel y tracción eléctrica, de modo . que el consumo de carbón bituminoso por los ferro­carriles en el Reino Unido descendió desde 12 300 000 tm en 1956 a 200 000 tm en 1968, con una ulterior disminución de algo menos de 100 000 tm en 1974. El consumo de carbón por las centrales de energía aumentó desde 15 300 000 tm en 1938 hasta 77 200 000 tm en 1970, y entonces descendió a 66 000 000 tm en 1974. Las centrales de energía también consumieron cantidades considerables de petróleo: 5 56 000 tm, equivalentes a 9 450 000 tm de carbón en 1960, que alcanzaron 18 870 000 tm, equivalentes a 32 100 000 tm de carbón en 1972, y entonces descendieron a 17 20 000 tm, equivalentes a 29 200 000 tm de carbón en 1974. Las empresas industriales, incluidas las minas de carbón, redujeron su consumo de carbón desde 63 60 000 tm en 1956, a 14 600 000 tm en 1974, ya que reemplazaron el carbón por petróleo, electricidad del suministro público y, en alguna medida, desde 1970 a 1974, por gas natural.

Emisiones de humos y óxidos de azufre en el Reino Unido a partir del consumo de combustibles

En la tabla 1.3 8 se indican las cantidades estimadas de humos y óxidos de azufre descargados en el aire del Reino Unido a partir del consumo de combustible en 1938, 1956 y años alternos desde 1960 a 1974.

Del estudio de las cifras de la tabla 1.2 se deducen las razones que han mo­tivado la gran reducción de la emisión de humos procedentes de hogares abiertos domésticos. La reducción porcentual de la emisión de humos a partir de los usos de carbón por la industria para producir vapor de agua y la calefacción de hor­nos superó a la reducción porcentual del carbón utilizado . Esto se debió, en parte, a la Clean Air Act 1956, pues indirectamente también estimuló los estudios en­caminados a mejorar la eficacia del uso del carbón por la industria. La emisión de humo a partir del uso del carbón por la industria y los ferrocarriles durante los años 1956 al 1964, se ha reducido el 95 %, o sea, desde 1 010 000 tm a 50 000 tm. En el mismo período, la emisión de humos desde los hogares domés­ticos se redujo el 67 %, desde 1 280 000 tm a 420 000. En 1956, de los 2 290 000 tm de humos, el 56 % procedía de hogares domésticos y el 44 % provenía del em­pleo del carbón por la industria y los ferrocarriles. En 1974, de las 470 000 tm de humos emitidas, el 89 % correspondía a hogares domésticos. Es evidente que hay que esforzarse en reducir la emisión de humos de chimeneas domésticas, par­ticularmente cuando las alturas de éstas y las velocidades de salida de los gases

8 Contaminación del aire debida al uso de combustibles

TABLA 1.3

Descargas de humos y óxidos de azufre en el aire del RU debidas a los usos del carbón, coque y otros combustibles sólidos productores de humos. y petróleo durante los años 1938 a 1974

(millones de toneladas métricas)

Humo óxidos de azufre

Año Doméstico Total Carbón Coquet Petróleo Total

1938 1.74 2,75 3.89 0.24 0 ,06 4 ,19 1956 1,28 2.29 4 .52 0 , 36 0,54 5 ,42 1960 1,21 1.47 4 ,37 0 ,36 1 .26 5.99 1962 1, 18 1,42 4 ,32 0.36 1.51 6 ,19 1964 0 ,98 1 ,14 4.34 0 .31 1 .74 6 .39 1966 0 .84 0,98 4.03 0 ,29 2,05 6.37 1968 0 .75 0 .84 3 . 72 0.29 2 ,13 6,14 1970 0 .64 0 ,72 3,40 o, 17 2 ,50 6.07 1972 0.45 0 .50 2 .34 0 . 13 2.73 5, 20 1974 0 ,42 0 ,47 2 ,63 o. 15 2 ,64 5 ,42

t Inc luidos otros combustibles sólidos que no producen humos.

son mucho más reducidas que las alturas y las velocidades de salida de las chi­meneas industriales.

En el Reino Unido, las emisiones estimadas de óxido de azufre a partir de los usos del carbón, coque y petróleo aumentaron desde 4 200 000 tm en 1938 hasta 6 000 000 tm en 1960, permanecieron en algo más de 6 000 000 tm des­de 1962 a 1970, y entonces descendieron a 5 200 000 tm en 1972 y a 5 400 000 tm en 1974. El autor de este capítulo ha encontrado que muchos de los que utili­zaron cifras tales como las de la tabla 1.3 suponen que las mismas son más precisas de lo que realmente se pueden justificar . La estadística de las cantidades vendidas de cada tipo de combustible puede ser razonablemente exacta pero no existen estimaciones precisas de las cantidades que han permanecido almacenadas durante cierto tiempo por los usuarios y comerciantes . No es lícito, por tanto, de­ducir conclusiones de las diferencias en las estimaciones de menos del 10 % de un año a otro.

Vehículos de motor

Durante los años comprendidos entre 1938 y 1974 ha aumentado enormemente el consumo de gasolina y combustible Diesel por los vehículos para el transporte por carretera en la mayoría de los países . En la tabla 1.4 8 se indican los grandes incrementos habidos en el Reino Unido.

En el año 1974, el consumo de gasolina de 16 480 000 tm fue más de tres ve­ces la cantidad de 1950, de 5 280 000 tm, y el consumo de Diesel de 5 520 000 tm en 1974 fue más de cinco veces el de 1950, de 1 050 000 tm. Los contaminantes emitidos en los gases de combustión de ambos tipos de motores incluyen mo­nóxido de carbono, hidrocarburos, aldehídos, óxidos de nitrógeno y óxidos de

Contaminación del aire debida al uso de combustibles

TABLA 1.4

Consumo de gasolina y combustible Diesel para transporte de carretera en el RU durante los años 1938

a 1974 (millones de toneladas métricas)

Año Gasolina Gasóleo Diesel

1938 4 ,91 0 ,39 1950 5,28 1,05 1955 6 ,34 1,63 1960 7,75 2,62 1965 10,91 3 ,91 1970 14,23 5,04 1974 16,48 5 ,52

9

azufre. En la tabla 1.5 8 se dan las estimaciones de estos contaminantes descarga­dos en la atmósfera del Reino Unido a partir de los vehículos de motor, en 1974.

TABLA 1.5

Estimaciones de contaminantes debidos a los vehículos de carretera en el RU en el año 1974 (consumo de gasolina 16 480 000 tm. con­

sumo de gasóleo Diesel 5 520 000 tm) (millones de toneladas métricas)

Motores Motores Contaminante de gasolina Diesel

Monóxido de carbono 7,8 o, 12 Hidrocarburos 0,38 0 ,023 Aldehídos 0 ,01 0 ,003 óxido de nitrógeno 0,24 0.07 Óxido de azufre 0,013 0 ,04

La cantidad media de monóxido de carbono emitido a nivel del suelo desde los vehículos de motor que utilizan gasolina es, en peso, casi el 47 % del peso de la gasolina consumida y la concentración en los gases residuales húmedos se aproxima al 3 %, en volumen, que viene a ser un 3,5 % del gas residual seco por volumen. Estas cifras son globales, pues existen considerables variaciones según las diferentes condiciones de operación de marcha lenta, aceleración y decelera­ción y dependen mucho del ajuste del carburador .9 La combustión es más comple­ta con un motor Diesel bien ajustado, con el resultado de que la cantidad media de monóxido de carbono en' los gases de salida es sólo del 0,2 %, aproximadamente, en peso, del combustible utilizado. Vale la pena mencionar que la cantidad esti­mada de monóxido de carbono descargada en el aire del Reino Unido, en 1974, por los gases, derivados del uso de los combustibles industriales y domésticos se apro­ximó a 8 000 000 tm, incluidos unos 3 000 000 tm procedentes de los aparatos de calefacción doméstica; pero estas descargas fueron desde chimeneas situadas muy por encima del nivel del suelo, mientras que las descargas de los vehículos de mo­tor se producen a dicho nivel.

10 Contaminación del aire debida al uso de combustibles

La cantidad total del plomo contenido en los compuestos de alquil-plomo aña­didos a los 16 480 000 tm de gasolina de motor utilizada en el Reino Unido en 1974, alcanzó 11 660 tm, o un promedio de 0,52 g/1 de plomo. Este elemento se convierte en gran variepad de compuestos y casi una tercera parte de ellos queda retenida en el aceite lubricante y en el sistema de escape. Esto significa que la cantidad de plomo existente en los compuestos descargados en los gases de escape de los vehículos accionados por gasolina en el Reino Unido, en 1974, fue apro­ximadamente de 7800 tm.

Supervisión de la contaminación del aire en el Reino Unido

Aquellos entusiastas que establecieron la Coa! Smoke Abatement Society en 1899 y en 1912 formaron un comité, en que también participaban representantes de diversas autoridades locales, para la investigación de la contaminación del aire, dieron los primeros pasos encaminados a la medida sistemática de la contamina­ción del aire del país en materia sólida, humos y óxidos de azufre. En su informe de los años 1914 y 1915 registraron las observaciones efectuadas utilizando 38 ins­trumentos colocados en diferentes zonas. En 1917, este organismo se convirtió en un comité consultivo de la Meteorological Office. En 1927 se transfirió al en~ tonces Government Department of Scientific and Industrial Research la tarea de coordinar las observaciones locales y emprender la investigación. Entonces se re­constituyó el comité como un Atmospheric Pollution Research Commitee y se es­tableció una Standing Conference de cuerpos cooperativos para asegurar una estre­cha unión entre el departamento, las autoridades locales y todos aquellos que realizaban medidas y participaban en investigaciones. La Standing Conference se reunía cada seis meses. En las reuniones, bien preparadas y dirigidas, se discutía el progreso de la supervisión de la contaminación, y se consideraban investigacio­nes especiales. 10 En 1945, las investigaciones y la coordinación de los métodos y resultados de medidas pasó a ser competencia de la Fue! Research Station of the Department of Scientific and Industrial Research y el comité quedó adscrito a la Advisory Fuel Research Board. Esta reorganización fue una medida excelente, ya que, en 1945, la Fuel Research Station,construida en Greenwich en 1918, con­taba con una gran plantilla de científicos e ingenieros y estaba bien equipada con plantas a gran escala y piloto y laboratorios para emprender una investigación intensiva sobre las causas y cómo mitigar la contaminación y acerca de los mé­todos de medida. 11 Además, la organización tenía laboratorios de supervisión del carbón que trabajaban en todos los principales yacimientos de carbón del país.

En 1957, un nuevamente formado Research Council of the Department of Scientific and Industrial Research decidió que con el crecimiento de las investiga­ciones sobre problemas de combustibles, a cargo de las industrias de combustibles nacionales y por ciertas asociaciones de investigación industrial, no era necesario continuar con la mayor parte de la actividad que se llevaba a término en la Fuel Research Station y que los estudios sobre la contaminación del aire debía transfe­rirse a una nueva estación de investigación, el Warren Spring Laboratory, que se construiría en Stevenage, Herfordshire. Este nuevo laboratorio continuaría el tra­bajo sobre la contaminación del aire e investigaría todos los problemas que sobre