9 Monitoreo de Calidad de Aire y Emiciones Gaseosas

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  • 7/25/2019 9 Monitoreo de Calidad de Aire y Emiciones Gaseosas

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE

    INGENIERA

    FACULTAD DE INGENIERA GEOLGICA, MINERA Y

    METALRGICA

    Monitoreo de Calidad de Aire E!i"ione"

    Ga"eo"a"

    C#r"o $ Medio A!%iente en &ro'e"o"

    Metal(r)i'o"

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    MONITOREO DE CALIDAD DE AIRE Y EMICIONES GASEOSAS

    &ro*e"or $ In)+ Santia)o Valerde

    E"-ino.a

    Al#!no $ Le/n T#r'o, 0o"#1 I"rael

    2345 6 I

    MONITOREO DE CALIDAD DE AIRE Y

    EMICIONES GASEOSASLA CONTAMINACIN ATMOSF7RICA$

    Es la modifcacin de la composicin del aire. La principal uente deagentes contaminantes de la atmsera es la utilizacin de energa norenovable de combustiones como el carbn, el petrleo y sus derivados,que al ser combustionados produces holln, vapores, gases nocivos.

    La actividad industrial contaminan la troposera arrojando en ella,

    partculas suspendidas de cemento, alquitrn, plomo, cadmio, zinc! losautomviles la contaminan con mon"ido de carbono, di"ido de azure,ozono y otros.

    IM&ACTOS DE LA CONTAMINACIN ATMOSF7RICA

    Los eectos de la contaminacin atmos#rica son$ la lluvia cida, elcalentamiento global y los ragmentos de polvo atmos#rico. %eniendolugar en dos medios$ medio abitico y medio bitico.

    &olvo atmos#rico.' (on partculas microscpicas suspendidas en el aire,dichas partculas traen los siguientes impactos$

    Medio A%i/ti'o Medio A%i/ti'o

    &roblemas respiratorios )ontaminacin del aire

    &roblemas visuales )ontaminacin del agua

    *tros trastornos en la salud +o acilitan las reducciones

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    del di"ido de azure.

    EL AIRE CONTAMINADO

    2estruye o altera ecosistemasy cadenas alimenticias.

    Equivale a suelo y agua contaminados, pues el aire, suelo y aguason actores abiticos indisolublemente interrelacionados en todoecosistema.

    3ecta al suelo y al agua a trav#s de los contaminantesatmos#ricos.

    3ecta a los ciclos biogeoqumicos 4puntos crticos5.

    El aire se relaciona con el suelo y el agua de la siguiente manera$

    El aire est en contacto con el suelo y penetra sus partculas, debidoa la presin atmos#rica.

    En el aire hay agua en orma de vapor y gotas, lo cual hace posiblela lluvia

    3l estar en contacto con ros, mares y lagos, el aire se mezcla con elaire mediante oleajes y turbulencias.

    La contaminacin del aire trae como consecuencia la contaminacindel agua y suelo a trav#s, de los compuestos listados en el cuadrosiguiente$

    2ebemos saber cules son las uentes de emisiones de contaminacin

    atmos#rica$

    Los transportes

    La produccin de energa el#ctrica t#rmica

    La incineracin de residuos

    El consumo de combustible industrial y dom#stico

    Los procesos industriales

    -// ' 0+- 6

    http://www.monografias.com/trabajos16/ecosistema-contaminacion/ecosistema-contaminacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/ecosistema-contaminacion/ecosistema-contaminacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/ecosistema-contaminacion/ecosistema-contaminacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/ecosistema-contaminacion/ecosistema-contaminacion.shtml
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    Las emisiones urtivas

    Los contaminantes industriales en general se pueden clasifcar como$

    )ontaminantes &rimarios$ &rocedentes de las uentes de emisin.

    )ontaminantes (ecundarios$ *riginados por la interaccin entre elcontaminante primario y la composicin atmos#rica.

    )uadro 7.' (e muestran los tipos de contaminantes, as como sus uentesde emisin

    TI&O&RIMARI

    OSSECUNDARI

    OSFUENTES DE

    EMISION)ompuestos de

    ((*1, (81 (*6, 81(*9,

    /(*9)ombustincarburante

    )ompuestos de+

    +*, +86 +*1, /+*6

    )ombustin del +1y durante la

    combustin a alta%:

    )ompuestos de)

    8idrocarburos

    3ldehdos y)etonas

    )ombustinincompleta de )7 y)6 carburante de la

    industria delpetrleo;"idos de)arbono

    )*, )*1 )ombustin

    )ompuestos8algenos

    8, 8)l-ndustria

    metal.>7 >.>1 ' 1 ppm

    -// ' 0+- 9

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    ppm

    )*167> ' 66>

    ppm6?> ' @>> ppm

    )* A 7 ppm ? ' 1>> ppm

    +*B>.>>7 ' >.>7

    ppm>.>7 ' >.? ppm

    8idrocarburos 7 ppm 7 ' 1> ppm

    &artculas7> ' 1>mgCm6

    7 ' 1> ppm

    -lustracin 7.' *rigen y dispersin de la contaminacin en el aire.

    -// ' 0+- ?

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    &rincipales contaminantes del aire y sus eectos en el agua y el suelo$

    CONTAMINANTES

    EFECTOS EN EL AGUA EFECTOS EN ELSUELO

    2i"ido de azureEn combinacin con el

    agua orma cidosul m hasta tamaos ms pequeos. Estas partculas son por susdimensiones tan pequeas son invisibles y pasan los fltros naturales delsistema respiratorio hasta localizarse en los tejidos respiratorios.

    &ara eecto de la vigilancia de la calidad de aire, el material contaminantese lo puede medir como material particulado &/ F 7>.

    Los criterios para la calidad del aire, dados por el )digo ederal deGegulaciones del gobierno de los Estados 0nidos de 3m#rica se los puedeobservar en la siguiente tabla.

    -// ' 0+- H

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    NORMAS DE LA CALIDAD DE AIRE

    El monitoreo de la calidad del aire y la evaluacin de los resultados en elmbito nacional es una actividad de carcter permanente, a cargo del/inisterio de (alud a trav#s de la 2ireccin eneral de (alud 3mbiental42-E(35, quien podr encargar a instituciones p CATEGORA

    > F ?> Iueno

    ?7 F 7?> /oderado

    7?7 F 6?> -nsalubre

    6?7 F 9>> /uy insalubre

    /ayor de 9>> peligroso

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    &ar=!etro

    Con'entra'i/n Media

    Arit!1ti'a

    Diaria!);!

    Con'entra'i/n Media

    Arit!1ti'a

    An#al !);!

    Con'entra'i/nMedia

    Geo!1tri'a

    An#al );!

    3nhdrido(uluroso

    ?@1 4>.15J 7@1 4>.>H5 '

    &artculas en(uspensin

    6?>J ' 7?>

    &lomo ' >.? '3rs#nico H ' '

    J +o debe de ser e"cedido ms de una vez al ao.

    %abla$ La siguiente tabla defne los valores de concentracin m"imos delos contaminantes.

    -// ' 0+- K

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    J $ se refere a medias aritm#ticasJJ $ el ?M de las medidas consideradas no debe superar el valor de71?N gCm6

    (e entiende como promedio mvil, el promedio de las

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    En la situacin habitual de la atmsera la temperatura desciende con laaltitud lo que avorece que suba el aire ms caliente 4menos denso5 yarrastre a los contaminantes hacia arriba.

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    El aire est contaminado cuando se detecta en la atmsera la presenciade cualquier agente sico, qumico o biolgico, o combinaciones de losmismos, en lugares, ormas y concentraciones tales que puedan sernocivos para la salud, la seguridad o el bienestar de la poblacin o quepuedan ser perjudiciales para la vida animal y vegetal o impidan el uso ygoce de las de las propiedades y los lugares de recreacin.

    La contaminacin del aire es un proceso que no reconoce ronteras por lo

    que los criterios de resolucin de este problema se han ido modifcandoen las los esuerzos por el control de la contaminacin se limitaban atratar de que la emisin se diluyera lo m"imo posible. Esto lleva implcitoel concepto de que el problema de la contaminacin termina en la dilucinde los contaminantes sin tener en cuenta su acumulacin en dierentes.

    3 partir de ese ao la flosoa del control de las emisiones cambiaradicalmente hacia el concepto de Olograr el aire ms limpio posibleP. Estoes$ ajustar los procesos para minimizar las emisiones o sustituir latecnologa empleada hasta el momento teniendo en cuenta el mismoobjetivo$ cambio de equipos, cambio de insumos, agregado de procesosde tratamiento de emisiones, etc. Este criterio es vlido tanto para laszonas densamente pobladas como para aquellas zonas totalmentedespobladas en donde slo hay concurrencia de las personas involucradaslaboralmente en las operaciones.

    En cambio, la flosoa de control de calidad de aire se basa en el concepto

    de lograr dao cero y los principios aplicados seran tambi#n lose"plicados en el prrao anterior. Este criterio tiene la ventaja deconcentrar los gastos asociados al control de la contaminacin en loslugares ms densamente poblados o de mayor riqueza natural mientrasque permite mayores ndices de emisin en las reas en dnde losimpactos sern menores.

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    En resumen, el control de la contaminacin debera tener en cuenta lossiguientes principios$

    debe ser efciente$ lograr los m"imos resultados con el menorcosto posible

    debe ser sencillo$ relativamente cil de entender y de implementar

    debe ser Qe"ible$ contemplar las difcultades especiales tales comoallas de los equipos de control, emergencias, accidentes, etc.

    debe ser evolutivo$ utilizar la inormacin nueva sobre los eectos dela contaminacin y los avances de la tecnologa aplicable al controlo a la minimizacin de la misma.

    CALIDAD DE AIRE Y RUIDO

    &ara conocer la calidad de aire y ruido debenosd realizar determinadasmediciones las cuales deben comprender lel clima y la composicion delaire.El monitoreo comprendie el muestreo de partculas en suspensin condimetros menores o iguales a 7> micrmetros 4&/7>5, gases presentes elaire, di"ido de azure 4(*15, mon"ido de carbono 4)*5 y di"ido denitrgeno 4+*15, y el registro de los niveles actuales de ruidos. En ormaparalela se realiz el registro de los parmetros meteorolgicos$ velocidady direccin de viento, temperatura ambiental y, humedad relativa.

    NIVELES M?@IMOS &ERMISILES DE CALIDAD AMIENTAL

    )on fnes de comparacin se ha utilizado lo indicado por los estndaresestablecidos para la )alidad 3mbiental del 3ire y Guidos, tales como$

    Los Estndares +acionales de )alidad 3mbiental del 3ire,establecidos en el 2.(. >@9'1>>7 &)/, el cual deroga los +iveles/"imos &ermisibles establecidos por las autoridades sectorialescompetentes.

    Los Estndares +acionales de )alidad 3mbiental para Guido,establecidos en el 2.(. >K?' 1>>6 &)/.

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    %abla$ Estndares nacionales de calidad ambiental del aire 42.( +R >@9'

    1>>7'&)/5

    %abla$ Estndares nacionales de calidad ambiental para ruido 42.( +R >K?'1>>6'&)/5

    EBUI&OS Y M7TODOS

    En la tabla siguiente se indican los equipos, m#todos y anlisis demuestreo utilizados en el monitoreo de calidad del aire y ruido, losmismos que cumplen con los 2.(. >@9'1>>7'&)/ y2.(. >K?'1>>6'&)/.

    El principio de uncionamiento del equipo muestreador de partculas &/7>es el bombeo de un volumen conocido de aire donde la muestra secolecta en un fltro, en donde la concentracin es determinada por mediosgravim#tricos! mientras que en los muestreadores de gases, se bombeaun volumen conocido de aire a trav#s de una solucin qumica captadorapor un periodo de 19 horas.

    Luego se retira la muestra para su posterior anlisis en el laboratorio. Losm#todos de muestreo utilizados para gases y partculas corresponden alos establecidos en la 0nited (tates Environmental &roteccin 3gency 40(

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    E&35. La operacin del equipo de partculas y gases se lleva a cabo deacuerdo al protocolo de control de calidad preparado para estos fnes.

    %abla$ Equipos y m#todos de anlisis en calidad del aire

    &ARAMETROS METEREOLOGICOS

    El registro horario de los parmetros meteorolgicos se realiz con unaestacin porttil marca 2avis, modelo /onitor --, compuesta por unregistrador de datos y sensores meteorolgicos, cuyas caractersticas sepresentan en la %abla 6.1. Este instrumento es automtico y cumple con larecomendacin de la 0(E&3 para programas de calidad de aire.

    %abla$ 0nidades y rangos de operacin de sensores meteorolgicos

    Los equipos son calibrados antes de cada periodo de muestreo y losresultados son evaluados a condiciones ambientales del muestreo.

    &UNTOS DE CONTROL DE CALIDAD DE AIRE

    En la ase de abinete se seleccionaron los puntos de control de calidaddel aire en las reas ms representativas, para esto se consider ladistribucin, poblaciones cercanas, cobertura superfcial 4condiciones delsuelo5, caractersticas topogrfcas y condiciones meteorolgicas de lazona de evaluacin.

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    Los criterios t#cnicos considerados para la ubicacin de los equipos en lasestaciones de muestreo ueron$

    La ubicacin cercana a centros poblados.

    3ccesibilidad.

    2isponibilidad de energa el#ctrica 411>=, contin

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    En la e"periencia se obtuvieron los siguientes datos$

    9ORADIRECCIONDEL VIENTO

    VELOCIDADDEL VIENTO

    :!;">

    TEM&ERATURA :C>

    3$33 S > 17

    3$35 + >.9 17

    3$43 S(S > 173$45 E >.9 173$23 E+E >.9 11

    3$25 +S > 11

    3$.9 173$.9 11

    3$83 E+E >. 11

    3$85 E(E >. 113$53 +S >.9 16

    3$55 E+E >. 16

    43$33 E+E > 1643$35 E+E > 1643$43 E+E 7.K 11

    43$45 E >. 16

    43$23 S+S >.9 1943$25 S > 19

    43$.9 19

    43$ 1?43$83 E+E 7.K 16

    43$85 E+E >.9 19

    43$53 E 7.6 1?43$55 +E >.9 1?

    44$33 E+E >.9 1?

    44$35 E+E >.9 1H

    44$43 +E >.9 144$45 E >.9 1K

    44$23 S(S >.9 1K

    44$25 ++S >.9 1K44$ 1K

    44$.9 1H

    44$83 S >.9 1H

    -// ' 0+- 7?

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    44$85 E+E 7.6 19

    44$53 +E > 1644$55 +S >.9 1?

    42$33 S >.K 1?

    42$35 +E >.9 1?42$43 +E >.9 1?42$45 E+E >.9 1?

    42$23 +E > 1?42$25 + > 1?

    42$. 1H

    42$85 E+E >.9 19

    42$53 E+E >. 1H

    42$55 E+E 1.@ 194. 1H

    4.9 1945$43 E+E >. 1H

    45$45 S >.9 1K

    45$23 ++E >. 1H

    45$25 + >.9 1H45$

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    45$. 16

    45$55 E+E 7.K 114$33 E+E 7.6 114$35 E+E 7.6 11

    4$43 E+E >. 114$45 E+E 7.6 11

    4$23 E+E >. 11

    4$25 E+E >. 17

    4$. 17

    4$55 E+E 1.1 17

    4$33 E+E 1.1 174$35 E+E >. 17

    4$43 E(E >.9 17

    4$45 (E >. 17

    4$23 E 1.1 1>

    4$25 E >. 17

    4$. 1>

    4$.9 1>4$83 S 7.K 1>

    4$85 S+S >. 1>

    4$53 S 7.K 1>4$55 S 7.K 1>

    4$33 S+S >. 1>

    -// ' 0+- 7@

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    Luego del anlisis, el sotTare nos arroja que la velocidad de vientopromedio es$

    vprom=1.50m/ s

    La distribucin de vientos es$

    Dire'tion" ;

    Hind Cla""e":!;">

    3+5 2+4

    2+4 > > > 7

    NNE 1 > > > > > 1

    NE 9 7 7 > > > H

    ENE 1? H 7 > > > 61

    E ? 7 > > > > H

    ESE 7 > > > > > 7

    SE 1 > > > > > 1

    SSE > > > > > > >

    S > > > > > > >SSH > > > > > > >

    SH > > > > > > >

    HSH 7 > > > > > 7

    H ? > > > > > ?

    HNH 6 > > > > > 6

    NH > > > > > > >

    NNH > > > > > > >

    S#%Total 9 K 1 > > > ?

    Cal!" 9

    Mi""in);In'o!-lete 7

    Total

    -// ' 0+- 7K

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    inalmente, la rosa de vientos hallada$

    2istribucin de recuencia de los vientos.

    -// ' 0+- 7

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    &ESO INICIAL

    FILTRO :)>

    &ESO FINAL FILTRO

    :)>

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    SO2=

    0.010mg1 g

    1000mg

    540min1 l

    min

    1000ppm

    1g / =1.8510

    5ppm

    -// ' 0+- 17