INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA GUTIÉRREZ

CONTROL DE LA CONTAMINACION DEL AIRE

INTEGRANTES:

MUNGUÍA NOLASCO XAVIERGONZALEZ RAMIREZ JORDANO

CASTELLANOS BEZARES BENJAMINNORIEGA UTRILLA JOSE EDUARDOGONALEZ LOPEZ RENE MAHATMA

TUXTLA GUTIÉRREZ CHIAPAS, A 09 DE OCTUBRE 2015

INGENIERIA Y GESTION AMBIENTAL

ÍNDICE

Control de la contaminación del aire Química del aire

Composición química del aire Contaminantes atmosféricos más representativos

Efectos en los seres vivos Conceptos Índices e indicadores IMECA

Efectos globales en el planeta Marco legal en México Dispositivos de control de la contaminación del aire

Dispositivos de control Colectores Filtros Precipitación electroestática

Diseño para la minimización de la generación de contaminantes en el aire

INTRODUUCION

¿Qué es el aire?• El aire es una mezcla gaseosa que forma la atmósfera de la tierra. El aire se encuentra

presente en todas partes, no se puede ver, oler, ni oír.

OBJETIVO: • CONOCER LAS PRINCIPALES FUENTES DE CONTAMINACIÓN EN EL AIRE.

• CONOCER LAS CONSECUENCIAS DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE EN LOS ORGANISMOS Y EL ABIENTE.

• CONOCER TECNOLOGÍAS Y LAS GESTIONES QUE AYUDAN A COMBATIR LA PROBLEMÁTICA DEL AIRE .

QUIMICA DEL AIRE

COMPOSICIÓN DEL AIRE PUROComponente Símbolo Químico Concentración aproximada

Nitrógeno N 78.03%

Oxígeno O 20.99%

Dióxido de Carbono CO2 0.03%

Argón Ar 0.94%

Neón Ne 0.00123%

Helio He 0.0004%

Criptón Kr 0.00005%

Xenón Xe 0.000006%

Hidrógeno H 0.01%

Metano CH4 0.0002%

Oxido Nitroso N2O 0.00005%

Vapor de Agua H2O Variable

Ozono O3 Variable

Partículas . Variable

CONTAMINACION ATMOSFERICA

• Es la alteración en la composición química del aire y de sus propiedades físicas, debido a sustancias extrañas o por la variación en las cantidades que naturalmente están presentes en el aire.

Contaminación Natural: Ocurren por acción de fenómenos naturales 

Contaminación artificial: Liberación de agentes contaminantes debido a actividades humanas 

• Contaminantes primarios: son sustancias que permanecen en la atmósfera, sin sufrir alteraciones desde que son emitidas. Dióxido de carbono (CO2), óxidos de azufre (SOx), óxidos de nitrógeno (NO y NO2), hidrocarburos (HC) y partículas en suspención como cenizas, polen, polvo y metales.

• Contaminantes secundarios: Son sustancias que se forman en el aire por transformación y reacciones químicas que experimentan los contaminantes primarios. Ej. ozono (O3), acido nitrico (HNO3), ácido sulfúrico (H2SO4).

Smog urbano, smog fotoquímico , lluvia ácida y efecto invernadero 

• Smog: los diferentes combustibles, tales como el carbón o los derivados del petróleo, que se utilizan en actividades cotidianas producen cenizas y hollín (carbono), que forman una nube densa, de color gris, que disminuye la visión y causa enfermedades a las vias respiratorias.

• Smog fotoquímico: llamada niebla amarillenta-rojiza en los días soleados, pues se origina por la acción de la luz solar sobre los óxidos de nitrógeno (NOx), liberados por los vehículos. Los óxidos de nitrógeno (NO) se originan a partir del nitrógeno atmosférico (N2) y en presencia de oxígeno (O2) a altas temperaturas:

N2 + O2 ---------- 2NO

El smog fotoquímico se produce cuando el dióxido de nitrógeno absorbe la radiación UV produciendo óxido de nitrógeno (NO) mas xígeno atómico (O). Luego este O reacciona con oxígeno molecular (O2) y en presencia de radiación UV se forma el ozono (O3). Ver reacciones:

NO2 + UV --------NO + OO + O2 + UV -------O3 (ozono)

• Lluvia ácida: SO2 + O ------> SO3

SO3 + H2O -----> H2SO4

• Efecto Invernadero

CONSECUENCIAS DE LA CONTAMINACION ATMOSFERICA Varios estudios epidemiológicos advierten que la prolongada exposición al aire contaminado afecta de forma dañina a la salud, aumentando las visitas a urgencias, los ingresos hospitalarios y defunciones.

CAPA DE OZONOEstá formado por 3 moléculas de oxígeno, una más que lo que contiene el aire que respiramos. Esta capa es importante porque nos protege de los rayos ultravioletas del sol. Pero los gases provenientes de zonas industriales y superpobladas,  y de lugares donde convive el tráfico de coches y las altas temperaturas han hecho que la capa disminuya.

EFECTO INVERNADERO• Es provocado por la acumulación en la atmósfera de gases como el vapor de agua, el

metano y el óxido de nitrógeno. El principal responsable de este fenómeno es el famoso CO2.

Este gas absorbe la radiación térmica, provocando que la energía radiante, reflejada sobre la superficie terrestre, sea captada en la atmósfera.

INDICE DE CALIDAD DEL AIREEs un indicador diseñado para informar a la población sobre el estado de la calidad del aire, muestra que tan contaminado se encuentra el aire y cuales podrían ser los efectos en la salud.

El índice se calcula para cinco de los contaminantes criterio: dióxido de azufre, monóxido de carbono, dióxido de nitrógeno, ozono y partículas suspendidas;

se representa con una escala que va de 0 a 500, donde el valor de 100 se asigna al valor indicado por la Norma Oficial Mexicana para cada contaminante. Un valor menor a 100 se considera bajo riesgo para la salud. nivel superior a 100 implica algún riesgo para la salud, entre más grande es el valor del índice, mayor es la contaminación y el riesgo.

IMECA

Mejor conocido como Índice Metropolitano de la Calidad del Aire funciona en México como valor de referencia para que la población de grandes ciudades como el Distrito Federal comprenda los niveles de contaminación del aire que prevalecen la zona.

Se obtiene a partir de las mediciones de la calidad del aire que realiza el Sistema de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de México.

Su objetivo es informar sobre los niveles de contaminación de manera fácil y oportuna a la población, de tal forma que funcione como un indicador de las medidas precautorias que debe tomar la población ante una contingencia atmosférica, es decir cuando la calidad del aire sea muy mala, se tomen las medidas necesarias para prevenir el riesgo de la salud de la población en general.

EFECTOS GLOBALES EN EL PLANETA

La contaminación atmosférica apareció primero como una molestia grave pero, posteriormente, se ha convertido en una amenaza para la calidad de la vida, ya que una contaminación excesiva puede poner en peligro la salud y llegar a convertir algunas zonas en lugares no aptos para ser normalmente habitados.

Efectos sobre la salud humana

Efectos sobre las plantas

Las plantas muestran una especial sensibilidad a la mayor parte de los contaminantes del aire, y sufren daños significativos a concentraciones mucho más bajas que las necesarias para causar efectos perjudiciales.Es muy difícil establecer valores límites de la contaminación atmosférica a partir de los cuales los efectos negativos se empiezan a manifestar, ya que estos dependen de la constitución de la planta y de la especie de que se trate, es decir, hay una especificidad de respuestas.

Los efectos mas considerables serían:-Alteración en las funciones metabólicas- Necrosis celular- Si la acción del contaminante es muy fuerte puede llegar a paralizar el crecimiento de la planta

La acidificación de las aguas interiores tiene efectos muy graves sobre los ecosistemas acuáticos. Se ha demostrado que todos los tipos de organismos integrantes de los ecosistemas de agua dulce son sensibles a la acidificación, produciéndose cambios en todos los niveles tróficos. La acidificación de los lagos y de las masas de agua se está extendiendo progresivamente cada vez a mayor número de países, afectando día a día a más extensas áreas.

Efectos sobre los ecosistemas (lluvias ácidas) Efectos sobre el clima (efecto invernadero)

El incremento de la concentración del CO2 en la atmósfera puede alterar la temperatura de la Tierra debido a que el CO2 es transparente a la radiación solar recibida del sol, dejándola pasar libremente, pero absorbe la radiación infrarroja emitida desde la tierra. El efecto total es que cuanto mayor sea la concentración de CO2 en la atmósfera, mayor es la cantidad de energía recibida por la Tierra desde el Sol que queda atrapada en la atmósfera en forma de calor. Este fenómento que se conoce con el nombre de «efecto invernadero» produciría un recalentamiento de la atmósfera.

MARCO LEGAL EN MÉXICO

Fundamentos constitucionales. Las estipulaciones más importantes son:

El artículo 25 promueve el desarrollo sustentable de la economía y la protección del ambiente

El artículo 73 declara que los gobiernos federales, estatales y municipales, pueden expedir leyes y reglamente para la protección, preservación y restauración ambiental del equilibrio ecológico.

El artículo asigna responsabilidad a los niveles federales, estatales y municipales de gobierno para el desarrollo y conservación de los recursos naturales, logrando el desarrollo sustentable del país

El artículo 4 reconoce el derecho que tiene el publico a la protección de la salud y un ambiente saludable

Estructuras administrativas y de gestión

La Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales –SEMARNAT- Subsecretaría de Gestión para la

Protección Ambiental

Procuraduría Federal de Protección al Ambiente

Instituto Nacional de Ecología

Subsecretaría de Fomento y Normatividad Ambiental

Entidad responsable de la política ambiental del país. Su función es mejorar la calidad del aire y prevenir la contaminación atmosférica.Regula las fuentes fijas, expide NOMs y vigila su cumplimiento.

Encargada de desarrollo de normas

Encargada de distribuir permisos, licencias, cédulas de operación anual, registro de emisiones.

Investigación y vinculación hacia la comunidad científica

Responsable de vigilar el cumplimiento de leyes, reglamentos y NOMs.

Normas de calidad del aire para contaminantes atmosféricos de México

Por su parte, todos los estados, cuentan con secretarías o institutos encargados de la protección y la gestión ambiental con el propósitos de prevenir y controlar la contaminación. Dichas instituciones aplican las leyes ambientales de los estados, las cuales regulan las fuentes y actividades reservada a los gobiernos estatales según lo estipulado en la LGEEPA. Así mismo, algunos municipios que forman parte de las ciudades mas grandes del país.

La SEMARNAT regula las emisiones atmosféricas de las siguientes categorías de fuentes fijas, en todo el país:1. Petróleo y petroquímica2. Química3. Pinturas y tintas4. Metalúrgica5. Automotriz6. Celulosa y papel7. Cemento y cal 8. Asbesto9. Vidrio10. Generación de energía eléctrica11. Tratamiento de residuos peligrosos

Dispositivos de control de la calidad del aire

El control de la calidad del aire se realiza a través de dispositivos, con el objetivo de conservar una atmósfera en la cual los contaminantes no tengan un efecto negativo en las actividades humanas.

Nos ayudan:

• Monitorización para determinar la extensión del problema.

• Implantación de procedimientos de control.

• Legislación para asegurar el control de los procedimientos implantados.

• Monitorización para asegurar que el problema ha sido controlado.

Dispositivos de controlLos siguientes instrumentos son usados como dispositivos de control de contaminación en la industria o en vehículos.Pueden transformar o eliminar contaminantes de una corriente de salida antes de ser emitidas a la atmósfera.

ColectoresFiltrosPrecipitación

electrostatica

Colectores

• Un colector es un sistema que mejora la calidad del aire liberado por procesos industriales o comerciales mediante la recolección de polvo y otras impurezas de un gas o aire. Fue diseñado para separar grandes volúmenes de gas, y consiste en un escape de gas, un filtro de polvo, un limpiador del filtro, y un receptáculo o un sistema removedor del polvo. Los colectores de polvos controlan las áreas con polvos fugitivos donde la salud, higiene, limpieza y el medio ambiente pueden verse afectados. En ambos casos, la selección correcta del colector de polvo representa ahorro de energía.

• Estos equipos se emplean principalmente para el manejo de materiales sólidos pulverulentos, por ejemplo en la industria química, minera, laboratorios y en todo lugar donde al manejar graneles o procesos que emitan polvos.

Colectores inerciales (ciclón)

Dispositivo que utiliza las fuerzas centrifugas para separar las partículas mas pesadas de aquellas moléculas de gas que son mas ligeras.

• Colectores inerciales (ciclón): dispositivo que usa las fuerzas centrifugas para separar las partículas mas pesadas de aquellas partículas de gas que son mas ligeras , el aire cargado de materia entra por la parte superior cilíndrica, la corriente de aire sigue una trayectoria en espiral que se dirige al fondo ascendiendo después por el centro del mismo ya depuradas . Las partículas separadas se descargan por el fondo del ciclón .

Colectores húmedos

Tienen por objeto aumentar el tamaño de partícula por medio de agua o gotas de suspensión, ya que es mas fácil recolectar partículas mas grandes.

Colectores húmedos : dispositivo que hace es atrapar a las partículas contaminantes en las gotas de agua que circulan por el colector y luego eliminar del agua los contaminantes atrapados. También en los colectores húmedos puede haber algunas reacciones químicas o térmicas que pueden ayudar al control de emisiones de gases, por ejemplo cuando se tienen emisiones de tretracloruro de etilo líquido que se utiliza para desengrasar. Su evaporación se da a temperatura ambiente y su condensación se logra a 15 °C, así que al pasar los gases evaporados por un recipiente en el que el agua baje su temperatura a 15°C se logrará la condensación y por lo tanto su captura en el fluido de control.

Colector de tela

Estos equipos se utilizan para extraer partículas secas de corrientes gaseosas secas y a baja temperatura (de 0 a 275ºC).

Filtros

La filtración se emplea para remover material particulado de una corriente gaseosa ; su eficiencia para partículas pequeñas es alta aun para diámetros inferiores a .05 x10^6 m.

• Lechos agregados : son materiales de alta porosidad cuando la concentración del polvo es baja puede lograrse con alta eficiencia . Para partículas con tamaño menor a 1mm y empelando arena como medio filtrante se alcanza hasta un 99%de eficiencia .

• Filtros de papel : tiene aplicación en la limpieza de aire , especialmente en hospitales, centro de procesamiento de datos, plantas procesadoras de alimentos .pueden ser de asbesto o fibra de vidrio, generalmente usadas como filtro final para remover partículas muy pequeñas en concentraciones bajas.

• Filtros de tela : es uno de los métodos mas eficientes para remover partículas de corriente gaseosa; alta eficiencia de recolección para partículas de hasta .01x10^-6, comercialmente presentan dos formas: bolsas tubulares y bolsas planas.

Precipitación electrostática

• Se trata de un método útil para controlar partículas. Los equipos de esta clase funcionan ionizando las partículas y eliminándolas después de la corriente de aire por medio de un electrodo acumulador que las atrae y captura. La ionización se produce cuando el efluente contaminado pasa por el campo eléctrico generado por una alta tensión aplicada entre los electrodos de acumulación y descarga. El electrodo acumulador cuenta con una superficie grande y suele tener una carga positiva, mientras que el electrodo de descarga es un cable con carga negativa.

• Los factores más importantes que afectan a la ionización de partículas son el estado del efluente, su descarga y las características de las partículas (tamaño, concentración, resistividad, etc.). La efectividad de la captura aumenta con la humedad y con el tamaño y la densidad de las partículas, y disminuye al aumentar la viscosidad del efluente.

• La principal ventaja de estos dispositivos es que son muy eficaces para recoger sólidos y líquidos, incluso cuando las partículas son muy finas. Además, estos sistemas pueden utilizarse con grandes volúmenes y a altas temperaturas. La pérdida de presión es mínima. Los inconvenientes son su alto coste inicial, sus necesidades de espacio y los riesgos de seguridad que plantean por las altas tensiones que requieren, especialmente si se utilizan en aplicaciones industriales.

• Precipitadores de Placa-Alambre: los PESs de placa-alambre son utilizados en una amplia variedad de aplicaciones industriales, incluyendo calderas que queman carbón, hornos de cemento, incineradores de residuos no-peligrosos, calderas de recuperación en plantas de papel, unidades de refinación de petróleo por desintegración catalítica, plantas de sinterización, hornos básicos de oxígeno, hornos de chimenea abierta, hornos de arco eléctrico, baterías de hornos de coque y hornos de vidrio. En un PESs de placa-alambre, el gas fluye entre placas paralelas de metal y electrodos a alto voltaje. Estos electrodos son alambres largos con pesas, colgando entre las placas o soportados ahí por estructuras tipo viguetas (armazones rígidas). En cada dirección de flujo, el flujo del gas debe pasar por cada alambre en secuencia a medida que fluye a través de la unidad. 3-5 El PES de placa-alambre permite que muchas líneas de flujo operen en paralelo y cada línea puede ser muy alta. Como resultado, este tipo de precipitador es adequado para manejar grandes volúmenes de gas.

• Precipitadores de Placa Plana: Un número importante de precipitadores más pequeños (100,000 a 200,000 acfm), utilizan placas planas en lugar de alambres para los electrodos a alto voltaje. Estas placas planas (patente de la Corporación United McGill), incrementa el campo eléctrico promedio que puede ser usado para recolectar las partículas y proporcionan un área superficial aumentada para la recolección de las partículas. Las coronas no pueden generarse sobre las placas planas por si mismas, por lo que se colocan electrodos generadores de coronas por delante de, y a veces por detrás de las zonas de recolección de las placas planas. Estos electrodos pueden ser agujas puntiagudas adheridas a los bordes de las placas o alambres de corona independientes. A diferencia de los PESs de placa- 3-8 alambre o de los tubulares, este diseño opera igualmente bien con polaridad ya sea negativa o positiva. Los fabricantes han escogido utilizar polaridad positiva para reducir la generación de ozono.

• Precipitadores Húmedos: cualquiera de las configuraciones del precipitador discutidas anteriormente puede operar con paredes húmedas en vez de secas. El flujo del agua puede aplicarse intermitente o continuamente, para lavar las partículas recolectadas hacia un cárcamo para su disposición. La desventaja es la mayor dificultad del lavado y el hecho de que el lodo recolectado debe ser manejado más cuidadosamente que un producto seco, aumentando los gastos de disposición.