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07 Fuentes
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FUENTES DE EMISION
Mg. Ing. Luis Gamarra ChavarryIngeniero Geógrafo - Economista
Fuentes naturales de contaminación atmosférica.Fuentes artificiales de contaminación atmosférica.
Fuentes fijas de contaminación atmosférica.Fuentes móviles de contaminación atmosférica
Tratamiento de residuos industriales.Transformación de residuos urbanos.
Emisiones del uso del carbón.Emisiones del tratamiento del petróleo.Emisiones del uso de la energía geotérmica.Emisiones del uso del gas natural.Emisiones del uso de los biocombustibles
FUENTES DE EMISION
FUENTES DE EMISION
Será sinónimo:
Contaminación
Contaminación atmosférica
Contaminación atmosférica urbana
FUENTES DE EMISION
La contaminación básica del aire se genera por la combustión de productos fósiles:
CarbónPetróleoGas naturalResiduos
PRINCIPALES CONTAMINANTES FUENTES
Dióxido de azufre y partículas Quema combustibles, fundidoras
Predominantemente en exteriores
Ozono Reacciones fotoquímicas
Polen Árboles, semillas, plantas, pastos
Plomo y manganeso Automóviles
Plomo y cadmio Emisiones industriales
COV´s, hidrocarburos aromáticos policíclicos Solventes petroquímicos, vapores de combustibles almacenados
Óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono Quema de combustibles
Ambas, interiores y exteriores
Dióxido de carbono Quema de combustibles, actividad metabólica
Partículas Humo de tabaco, resuspensión, condensación de vapores y productos de combustión
Vapor de agua Actividad biológica, combustión, evaporación
Compuestos orgánicos volátiles Volatilización, combustión, pintura, acción metabólica, pesticidas, insecticidas, fungicidas
Esporas Hongos, moho
FUENTES DE EMISION
PRINCIPALES CONTAMINANTES FUENTES
Radón Suelo, materiales de construcción, agua
Predominantemente en interiores
Formaldehido Aislantes, equipamiento de edificios, humo de tabaco
Asbestos Retardadores de fuego, aislantes
Amonio Productos de limpieza, actividad metabólica
Compuestos aromáticos policíclicos, arsénico, nicotina, acroleina
Humo de tabaco
COV´s Adhesivos, solventes, cocinar, cosméticos
Mercurio Fungicidas, pinturas, derrames
Aerosoles Productos de consumo, polvo de casa
Alergenos Polvo de casa, descamación piel de animales o pelusas
Microorganismos Infecciones
FUENTES DE EMISION
FUENTES DE EMISION
La contaminación básica del aire se genera por la combustión de productos fósiles:
• Se genera en la industria• Demanda cada vez mayor de energía• Incremento mundial del parque vehicular• Incineración de residuos urbanos• Calentamiento global• Reacciones químicas de los contaminantes en la atmosfera• Disminución de la capa de ozono• Aumento del tráfico aéreo• Aumento de la producción y consumo• Aparición de nuevos productos• Migración de las poblaciones rurales a las ciudades
FUENTES DE EMISION
Las emisiones básicas se generan en dos grandes grupos:
Ciudades• Tráfico• Calefacción – refrigeración• Edificios
Industria• Producción de energía• Fabricación de productos
FUENTES DE EMISION
La contaminación atmosférica se ha dividido en cinco áreas básicas:
• Emisiones• Transporte y dispersión• Transformaciones químicas y fotoquímicas• Inmisiones• Efectos
CICLO DE LOS CONTAMINANTES EN LA ATMOSFERA
Cuatro rutas de exposición
InhalaciónIngestión
Cutánea Transplacentaria
• Óxidos de azufre (SOx)
• Monóxido de carbono (CO),
• Óxidos de nitrógeno (NOx)
• Ozono (O3)
• Material particulado PM10 y PM2,5
• Plomo
Guias:Recomendaciones paralos niveles de exposicióna los contaminantes
Normas: (primarias y
secundarias)
Establecenconcentraciones máx.permisibles durante unperiodo determinado.
Contaminantes Criterio
Son los que más frecuentemente se encuentran en el
aire contaminado y por consiguiente los principales
responsables de efectos perjudiciales para la salud y el
bienestar de las personas.
ECA Aire
LMPINVENTARIO DE
EMISIONES
MONITOREO
CALIDAD DE AIRE
De acuerdo con el D.S. Nº 044-98-PCM:“Es laconcentración o grado de elementos, sustancias oparámetros físicos, químicos y biológicos, quecaracterizan a un efluente o a una emisión, que alser excedido puede causar daños a la salud,bienestar humano y al ambiente. Su cumplimientoes exigible legalmente”.
De acuerdo con el D.S. Nº 044-98-PCM:“Es la concentración o gradode elementos, sustancias oparámetros físicos, químicos ybiológicos, en el aire, agua o sueloen su condición de cuerpo receptor,que no representa riesgosignificativo para la salud de laspersonas y del ambiente”.
FUENTES DE EMISION - TIPOS
1. MOVILFormas de transporte tales como automóviles, camiones y aviones.
2. ESTACIONARIALas fuentes estacionarias son las instalaciones no movibles, tales como
plantas de energía y establecimientos industriales.
3. PUNTUALUna fuente puntual se refiere a una fuente en un punto fijo, tal como una
chimenea o tanque de almacenamiento que emite contaminantes.
4. AREAUna fuente del área se refiere a una serie de fuentes pequeñas que en
conjunto pueden afectar la calidad del aire en una región
FUENTES DE EMISION - TIPOS
FUENTES DE EMISION - TIPOS
FUENTES DE EMISION - Domesticas
FUENTES DE EMISION - Agrícolas
FUENTES DE EMISION - Industriales
FUENTES DE EMISION - Automóviles
FUENTES DE EMISION - Automóviles
FUENTES DE EMISION – Origen directo de los contaminantes atmosféricos
Fuentes naturales
1. Descomposición de las rocas y del suelo2. Volcanes3. Brumas4. Incendios de origen natural y seminatural:
Incendios forestales (Europa, Asia, América)Fuegos de las praderas AfricanasFuegos en la Pampa, en la selva y en el Chaco
5. Espacio exteriorPolvo extraterrestreMeteoritosSideritos
6. Actividad y presencia de seres vivos;Respiración de animales y vegetalesEmisión de polenEsporasResiduos naturales de la presencia humanaBasterias y virusMicroorganismosFermentacionesputrefacciones
Industrias agrarias
Explotaciones ganaderasIndustrias de la alimentaciónPapelerasvarias
Industrias no agrarias
SiderurgiaIndustrias del cementoFabricas de aluminio y flúorPlantas de fabricación de fertilizantesRefinerías de petróleoPolos de desarrollo
FUENTES DE EMISION – Origen directo de los contaminantes atmosféricos
Combustiones (instalaciones fijas)
De combustibles sólidos:- Calefacciones- Usos domésticos- Térmicas- Industrias
De combustibles líquidos:- Calefacciones- Usos domésticos- Térmicas- Industrias
De combustibles gaseosos (licuados o no)- Calefacciones- Usos domésticos- industrias
FUENTES DE EMISION – Origen directo de los contaminantes atmosféricos
Transportes
Vehículos automóviles:• De explosión• Diesel• De gas
Ferrocarriles:• Combustibles líquidos
Aviación• Contaminación en aeropuertos• Contaminación de la estratosfera (vuelos supersónicos)
Navegación marina• Combustibles líquidos
FUENTES DE EMISION – Origen directo de los contaminantes atmosféricos
Los vehículos automotores propulsados por motores de combustión internaproducen, en general, tres tipos de emisiones:a) De tipo evaporativasb) Por el tubo de escapec) De partículas por el desgaste tanto de los frenos y de las llantas.
EMISIÓN EN VEHÍCULOS AUTOMOTORES -GASOLINEROS
•Provenientes del escape (por combustión)•Evaporativas (del combustible)
Tipos de emisiones y contaminantes tóxicos de fuentes móviles
En los vehículos a gasolina, una parte de los contaminantes tóxicoses emitida por el escape y otra por evaporación; en cambio, en losvehículos que utilizan diesel como combustible, todos loscompuestos tóxicos que se emiten son por el escape, así mismo,los metales tóxicos sólo son emitidos por combustión.
EMISIÓN EN VEHÍCULOS AUTOMOTORES
La emisión de los gases contaminantes se produce principalmente acuenta de los procesos de combustión que tiene lugar en el interiorde los cilindros, aunque también tiene su importancia la emisión porevaporación de combustible en el llenado del tanque, pérdida de losdepósitos y en el interior de los motores
EMISIÓN EN VEHÍCULOS AUTOMOTORES
Emisión en Motores de Gasolina En estos motores, el combustible se mezcla con el aire en los carburadores
y pasa a continuación al interior de los cilindros (fase de admisión), donde,
una vez comprimidos (fase de compresión) una chispa inflama la mezcla
(fase de ignición). La mezcla se quema y expande (fase de expansión),
saliendo al final los productos de combustión. (fase de expulsión)
Cuando se produce la chispa por la bujía, se produce una onda de
choque de la llama que avanza a lo largo de la cámara de
combustión inflamando el combustible inyectado. En las zonas
cercanas a las paredes, debido a la menor temperatura existente en
esa zona, habida cuenta de la refrigeración, la combustión es
incompleta.
Se puede lograr una cierta disminución mediante• la regulación de la mezcla,• el instante de la ignición,• la razón superficie/volumen de cilindro,• el control de la temporalización de apertura y cierre de válvulas (los
motores VTEC de Honda usan esta tecnología), recirculación de los gasesde salida, etc.
Es un sistema que disminuye las emisiones de los gases productosde la combustión y protege la integridad del motor.
Gases no tóxicos
Nitrógeno N2
Oxígeno O2
Vapor de agua H2O
Anhídrido carbónico CO2
Gases nobles Helio,
Neón, Xenón
Criptón y Radón
Gases tóxicos
•Hidrocarburos sin quemar HC
•Monóxido de carbono CO
•Óxidos de nitrógeno NOx
•Partículas sólidas y líquidas
•Óxidos de azufre, óxidos de
plomo, óxidos de manganeso
•Ozono
¿QUÉ ES UN SISTEMA ANTICONTAMINANTE?
Reducción de Emisiones mediante Reactores Externos
1.- Reactores térmicos: En este tipo de instrumentos se mezclan los gases cálidosde la salida del motor con aire fresco para lograr una totaloxidación del CO y los hidrocarburos residuales. Este tipo desistemas exige una mezcla rica en combustible paraasegurar un mayor grado de combustión en el reactor. Sehace necesario alcanzar hasta 1000K para lograr unaeficacia de conversión, en los gases de salida, por encimade un 85%.
Los problema que presentan este tipo de
reactores son
– La elevada temperatura alcanzada requiere
materiales especiales.
– Un espacio adicional en los motores para lograr
una combustión eficaz de los gases residuales
– Sobrecalentamiento en el caso de que la
mezcla no se queme bien en la cámara de
combustión del motor
Reducción de Emisiones mediante Reactores Externos
2.- Reactores catalíticos externosPermite salvar muchas de las deficiencias de los reactorestérmicos. La presencia de un catalizador disminuye la energíade activación de la reacción y por tanto la temperaturanecesaria para que se realice. De esta forma se consiguedisminuir la temperatura de trabajo del conversor y su tamaño
Reducción de Emisiones mediante Reactores Externos
La función del convertidor catalítico es la de evitar la salida de gran
porcentaje de gases contaminantes a la atmósfera, generando en su
interior una combustión de baja presión y por reacciones químicas de
sus componentes. Específicamente evita la salida de más de un 90% de
CO, HC y NOx.
Está compuesto por un monolito cerámico el cual lleva incrustado
materiales catalizantes como el Rodio, el Paladio y el Platino, que
permiten realizar dos reacciones de oxidación:
C0 + 02 = C02
HC + 02 = CO + H20y una de reducción
NOx = N 2 + O2
Page 39
monolito
EMISIÓN EN VEHÍCULOS AUTOMOTORES - DIESEL
MEJORAS EN EL COMBUSTIBLE
Aditivos tales como metanol o etanol.
Uso de otros carburantes tales como:•GLP (gas licuado de petróleo, (95% propano) )•GNL (gas natural licuado)•GNC (gas natural comprimido)
Metanol (CH3-OH)
• Elevado octanaje (mayores razones de compresión =>mayor potencia)
• Arde a una menor temperatura (< NOx)
• Arde de forma más completa (< CO y HC)
• Produce mayores niveles de aldehidos (HCHO)
• Problemas de arranque a bajas temperaturas
• Alta toxicidad
• Poder energético mitad del de la gasolina (> depositos)
• Arde sin llama (problema en caso de accidente)
• Genera altos niveles de CO2 en su producción a partir delcarbón, menor si se parte de gas natural
• Se emplea unido a la gasolina (M85, 85% metanol, 15%gasolina), el poder energético aun 60% del de la gasolina,presenta llama, algo mayor de volatilidad (mejora elarranque en frío), mal olor (impide la ingestión)
Etanol CH3-CH2-OH
Se puede producir a partir de semillas, caña de
azúcar, etc > bio-combustible (Brasil 25% de
vehículos emplean etanol)
Genera menos CO y HC
Aumenta el octanaje
Se suele emplear con gasolina (E90, 10% etanol,
90% gasolina)
Sistemas alternativos
• motores eléctricos,
• sistemas híbridos,
• sistemas con células de hidrógeno.
Seguir algunas
normas básicas
Ciudades y centros industriales
Smog oxidante
Aglomeraciones de industrias• Sinergias
Contaminación de áreas urbanas• Sinergias
Smog ácido
Humo de tabaco
FUENTES DE EMISION – Origen directo de los contaminantes atmosféricos
Factores meteorológicos• Vientos• Temperatura• Humedad• Luminosidad
Factores topográficos y ecológicos• Presencia o ausencia de vegetación• Influencia de masas de agua• Situación en valles y mesetas
Reacciones fotoquímicas y químicasDa lugar a otros productos casi siempre más agresivos (acidificación, etc.)
FUENTES DE EMISION – Origen directo de los contaminantes atmosféricos
• Siderurgia• Fundiciones• Calderería• Galvanoplastia• Industria química• Industria textil• Industrias alimentarías• Industrias de la celulosa• Industria aeronáutica• Industria electrónica• Industria del cemento• Industria del petróleo
FUENTES DE EMISION – Actividades industriales potencialmente contaminantes del aire
FUENTES NATURALES DE LA CONTAMINACION ATMOSFERICA
EL VULCANISMO salida a la superficie de una gran cantidad de materiales en forma líquida,sólida y gaseosa.
Los líquidos y gaseosos columna eruptivaLos sólidos compuesta por partículas
Tipos:
a) Erupciones poco explosivas
b) Erupciones muy explosivas
FUENTES NATURALES DE LA CONTAMINACION ATMOSFERICA
EFECTOS MEDIOAMBIENTALES DE LOS VOLCANES
EL VULCANISMO
a) Enfriamiento de la superficie
b) Lluvia acida
a) Lluvias sucias
b) Brumas y nieblas marinas
FUENTES NATURALES DE LA CONTAMINACION ATMOSFERICA
COMPONENTES NATURALES (RESIDUOS) PRESENTES EN LAS PARTICULAS INERTES DEL AIRE
RESIDUOS ORGANICOSRESIDUOS INORGANICOS
De origen vegetal De origen animal
Fragmentos de madera Lana Carbonatos
Fragmentos de algodón Seda Cloruros
Fragmentos de pelos Telas de araña Sulfatos
Fragmentos de epidermis Epidermis Sílice
pelos Arcilla
Plumas y plumón Caliza
Escamas Minerales diversos
ORIGEN COMPOSICION
Meteoritos Na, Al, Mg, Si, K, Ca, Ti, Cr, etc.
Sideritos Fe, Co, Ni, etc.
FUENTES NATURALES DE LA CONTAMINACION ATMOSFERICA
ORIGEN Y COMPOSICION DEL POLVO ESTRATERRESTRE
FUENTES NATURALES DE LA CONTAMINACION ATMOSFERICA – origen vegetal
PLANTAS PRODUCTORAS DE ESPORAS
GRUPO DIVISION BASICA
Talofitas
Algas
Hongos
Líquenes
BriofitasMusgos
Hepáticas
Pteridofitas
Helechos
Equisetos
Licopodios
Psilotinae
Psilophytinae
FUENTES FIJAS DE CONTAMINACION ATMOSFERICA
FUENTES FIJAS DE CONTAMINACION ATMOSFERICA
TRANSFORMACION DE RESIDUOS URBANOS
TRANSFORMACION DE RESIDUOS URBANOS
EMISIONES DEL USO DE LOS BIOCOMBUSTBLES