CONTROL DE OXIDOS DE AZUFRE

SOx

La mayor parte proviene de las plantas generadoras de electricidad (carboeléctricas y termoeléctricas) y de otros procesos industriales que contribuyen a la presencia de sulfatos en la atmósfera, como la calcinación de los minerales de sulfuro, la refinación del petróleo, la producción de Óxido Sulfúrico y la de coque a partir del carbón.

Los óxidos de azufre se eliminan del aire mediante su conversión en ácido sulfúrico y sulfatos y de esta forma se depositan en forma de partículas sobre la tierra o en el mar, ya sea con la precipitación pluvial o sedimentándose, contaminando también el agua y el suelo.

Los óxidos de azufre pueden inhibir el crecimiento de las plantas y ser letales para algunas de ellas cuando están expuestas a concentraciones moderadas durante largos periodos.

Los procesos de formación de SO2 Y SO3 no se pueden explicar cuantitativamente por las reacciones globales siguientes:

1) S + O₂ — SO₂

2) SO₂ + ½ O₂ — SO₃

El monoxido es cineticamente importante en el esquema de oxidación y le anhidro hipersulfuroso (S₂O) también los es ciertas circunstancias.

Tanto el SO y el SO₂ son inestables y reactivas a la temperatura atmosférica y no se encuentran entre los productos de la combustión como el SO₂ y el SO₃.

La relación de equilibrio termodinámico entre el SO₂ y el SO₃ esta basado en la siguiente reacción:

SO₂ + ½ O₂= SO₃

T°K         Kp

293      2.6 x10¹²

500      2.6 x10⁵

1000      1.8

1500     .038

2000      .0056

Se favorece la formación de SO₂ a temperaturas elevadas, y se favorece la formación de SO₃ a temperaturas bajas.

Hedley ha demostrado que ocurre lo contrario y dice que el SO influye en esto según estas reacciones:

3) SO + O₂ -  SO₂+ O

4) SO + OH  -   SO₂+ H

Dichas reacciones producen átomos de H y O que son altamente reactivos, y además es importante tomar en cuenta que las reacciones de oxidación de azufre ocurren simultaneamente con la oxidación de los hidrocarburos del combustible que es donde se producen grandes cantidades de especies intermedias de O, H y OH.

la mayor preocupación e sla formación y remoción del SO₃donde la principal reacción de formación es el proceso de los tres cuerpos donde  M es un tercer cuerpo que actúa como absorber de energía y son reacciones lentas, y se tiene que en las etapas principales para la remoción del SO₃son las siguientes:

5) SO₃+  O       -    SO₂    +     M

6) SO₃+  H       -     SO₂    +   OH

7) SO₃+  M      -     SO₂    +    O  + M

8) SO₃+ O + M    -       SO₃+  M

La reaccion 7) es un compuetso generado por una descomposición térmica.

En la zona caliente la reacción donde esxisten altos niveles de átomo de oxígeno es razonable suponer las reacciones 5 y 8 y se supone que son las reacciones que dominan el mecanismo para las tasas de formación y remoción del SO₃.

Se ha estimado un valor numérico para el SO₃ máximo y esta entre 1 y 5% de la conc. del SO₂ a nivel industrial, la relación de   SO₃ /SO₂es aproximadamente 1:40 llegando a estar en valores hasta de 1:80.

Por lo tanto el SO₂ es el principal SOx formado en los procesos de combustión, a pesar de las fuerzas termodinámicas que deberían promover la reacción hasta el SO₃.

En la atmosféra la conversión de  SO₂ a  SO₃debería ser un proceso lento pero una vez  que el SO₂ esta presenta se vería influida por catalizadores que se necuentran en la superficie en las partículas en suspensión, al igual que la formación del sulfato en forma de aerosol que contribuyen un riesgo para la salud.

MÉTODOS GENERALES DE CONTROL

Exisyen cuatro métodos o alternativas posibles y se pueden utiliar para reducir las emisiones de SO₂ a partir del consumo de combustibles fósiles y son:

1. Cambio a un combustible con bajo contenido de azufre

     a) Gas natural    b) Gas natural licuado    c) Petróleo con bajo contenido de azufre 

     d) Carbón con bajo contenido de azufre

2. Uso de carbón y petróleo desulfurados.

3. Construcción de chimeneas altas a fin de aumentar la dispersión atmosférica

4. Utilización de métodos de sulfuración de los gases de combustión.

DESULFURACIÓN DE GASES:

Consiste en hacer reaccionar el óxido de azufre, formado en la combustión, con un producto que lo descompone. Los reactivos más utlizados son caliza, óxido de calcio, carbonaro sódico, hidróxido cálcico, óxido de magnesio o amoníaco y, en algún caso, se ha llegado a utilizar agua de mar.

El proceso químico de la desulfuración, puede representarse en forma general por las siguientes reacciones:

Cuando la desulfuración se realiza por vía húmeda, haciendo borbotear el gas por una solución de productos desulfurantes o utilizando una torre de lavado, lo principales inconvenientes que se presentan son el enfriamiento de los gases, el gran tamaño e inversión de la instalación y la generación de unos residuos en forma de lodos cuya resulta difícil y cara; por el contrario tiene la ventaja de eliminar junto con los óxidos de azufre el resto de los compuestos ácidos que pudieran formar parte del gas.

La desulfuración por vía semi-seca es un proceso en el cual se inyecta una disolución o suspensión del reactivo desulfurante en los conductos de gases posteriores a la cámara de combustión. Para mejorar el contacto entre el reactivo y el gas, se lleva a cabo una atomización en el punto de entrada del reactivo en la instlación para que, en las gotas pulverizadas, se produzca una fijación del dióxido de azufre. Seguidamente se evapora el agua obteniéndose un residuo sólido pulverulento, que resulta más fácil de manejar que los lodos que se obtienen con los tratamientos húmedos. Los productos de la reacción son sulfito cálcico, una pequeña fracción de sulfato cálcico y una cantidad muy importante de reactivo sin reaccionar lo que obliga a reciclar a proceso un porcentaje muy alto de residuo sólido formado.El sulfito en presencia de oxígeno y de humedad se transforma en sulfato que es el producto residual del proceso (yeso). Los rendimientos de este proceso alcanzan del 80 al 90 % y las principales ventajas frente a la vía húmeda son unas inversiones y un tamaño mucho menores, la operación es más sencilla, los consumos son más bajos y, sobre todo, que puede realizarse directamente a la temperatura a la que salen los gases de la combustión.

Tarea: http://www.iie.org.mx/boletin042008/tecnico.pdf  Realizar un reporte del Articulo Desulfuración con adsorción.

TAREA No. 2 NORMATIVA

TAREA NORMATIVA

NOM-085-ECOL-1994
Que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de humos, partículas suspendidas totales, bióxidos de azufre y óxidos de nitrógeno y los requisitos y condiciones para la operación de los equipos de calentamiento indirecto por combustión, así como los niveles máximos permisibles de emisión de bióxido de azufre en los equipos de calentamiento directo por combustión

De esta Norma realizar una tabla de parámetros en ppm de los principales contaminantes descritos en la Norma.

NORMATIVA PARA CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

Normatividad

En materia de normatividad de aire, nuestro país cuenta con varios instrumentos jurídicos que permiten prevenir y controlar la contaminación atmosférica. Entre ellos están:

•Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente
•Reglamento en materia de prevención y control de la contaminación atmosférica
•Normas Oficiales Mexicanas sobre
•Fuentes fijas
•Fuentes móviles
•Calidad de combustibles
•Calidad del Aire
•Monitoreo

Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente (LGEEPA)


La LGEEPA es de aplicación nacional y establece las obligaciones de las autoridades del orden federal y local. La Ley en su título IV Protección al Ambiente, capítulos I y II establecen los artículos sobre prevención y control de la contaminación de la atmósfera. En ellos se hace referencia específica a los instrumentos de política, mecanismos y procedimientos necesarios para controlar, reducir o evitar la contaminación de la atmósfera.

Reglamento en materia de prevención y control de la contaminación atmosférica

El reglamento rige en todo el territorio nacional y en las zonas donde la nación ejerce su soberanía y jurisdicción, tiene por objeto reglamentar la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente en lo que se refiere a la prevención y control de la contaminación atmosférica.

El reglamento define los procedimientos técnico-administrativos a que están sujetas las fuentes emisoras de contaminantes de jurisdicción federal, como son por ejemplo las licencias de funcionamiento y la cédula de operación anual. Cabe decir que derivado de los cambios relativamente recientes a la LGEEPA, se inició la aplicación de nuevos mecanismos de regulación directa de las actividades industriales, de tal forma que se creó una Licencia Ambiental Única (LAU) y una Cédula de Operación Anual (COA), de carácter inmediato.



Normas Oficiales Mexicanas

La SEMARNAT emite una serie de Normas Oficiales Mexicanas (NOM) que regulan las emisiones de contaminantes provenientes de fuentes fijas (como por ejemplo, la industria química, la industria del vestido, la industria mineral metálica, etc.) y fuentes móviles (como por ejemplo, autos particulares, camiones, etc.); dichas normas están dirigidas a restringir a ciertos niveles las emisiones de óxidos de azufre, óxido de nitrógeno, partículas, compuestos orgánicos volátiles y monóxido de carbono. También establece la normatividad que regula la calidad de los combustibles y establece los requerimientos técnicos de los métodos empleados para medir los contaminantes más comunes en el aire.

Tipos de normas

•Fuentes fijas
•Fuentes móviles
•Calidad de los combustibles
•Calidad del aire
•Monitoreo atmosférico
Fuentes fijas



NOM-039-ECOL-1993
Que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de bióxido y trióxido de azufre y neblinas de ácido sulfúrico, en plantas productoras de ácido sulfúrico

NOM-O40-ECOL-1993
Que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de partículas sólidas, así como los requisitos de control de emisiones fugitivas, provenientes de las fuentes fijas dedicadas a la fabricación de cemento

NOM-043-ECOL-1993
Que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de partículas sólidas provenientes de fuentes fijas

NOM-046-ECOL-1993
Que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de bióxido de azufre, neblinas de trióxido de azufre y ácido sulfúrico, provenientes de procesos de producción de acido dodecilbencensulfónico en fuentes fijas.

NOM-075-ECOL-1995
Que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de compuestos orgánicos volátiles provenientes del proceso de los separadores agua-aceite de las refinerías de petróleo

NOM-085-ECOL-1994
Que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de humos, partículas suspendidas totales, bióxidos de azufre y óxidos de nitrógeno y los requisitos y condiciones para la operación de los equipos de calentamiento indirecto por combustión, así como los niveles máximos permisibles de emisión de bióxido de azufre en los equipos de calentamiento directo por combustión

NOM-092-ECOL-1995
Que regula la contaminación atmosférica y establece los requisitos, especificaciones y parámetros para la instalación de sistemas de recuperación de vapores de gasolina en estaciones de servicio y de autoconsumo ubicadas en el Valle de México

NOM-093-ECOL-1995
Que establece el método de prueba para determinar la eficiencia de laboratorio de los sistemas de recuperación de vapores de gasolina en estaciones de servicio y de autoconsumo

NOM-097-ECOL-1995
Que establece los límites máximos permisibles de emisión a la atmósfera de material particulado y óxidos de nitrógeno en los procesos de fabricación de vidrio en el país

NOM-105-ECOL-1996
Que establece los niveles máximos permisibles de emisiones a la atmósfera de partículas sólidas totales y compuestos de azufre reducido total provenientes de los procesos de recuperación de químicos de las plantas de fabricación de celulosa

NOM-121-ECOL-1997
Que establece los límites máximos permisibles de emisión a la atmósfera de compuestos orgánicos volátiles (COV’s) provenientes de las operaciones de recubrimiento de carrocerías nuevas en planta de automóviles, unidades de uso múltiple, de pasajeros y utilitarios; carga y camiones ligeros, así como el método para calcular sus emisiones

NOM-123-ECOL-1998
Que establece el contenido máximo permisible de compuestos orgánicos volátiles (COV’s), en la fabricación de pinturas de secado al aire base disolvente para uso doméstico y los procedimientos para la determinación del contenido de los mismos en pinturas y recubrimientos




Fuentes móviles



NOM-041-ECOL-1999
Que establece los límites máximos permisibles de emisión de gases contaminantes provenientes del escape de los vehículos automotores en circulación que usan gasolina como combustible

NOM-042-ECOL-1999
Que establece los límites máximos permisibles de emisión de hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y partículas suspendidas provenientes del escape de vehículos automotores nuevos en planta, así como de hidrocarburos evaporativos provenientes del sistema de combustible que usan gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural y diesel de los mismos, con peso bruto vehicular que no exceda los 3,856 kilogramos

NOM-044-ECOL-1993
Que establece los niveles máximos permisibles de emisión de hidrocarburos, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, partículas suspendidas totales y opacidad de humo provenientes del escape de motores nuevos que usan diesel como combustible y que se utilizaran para la propulsión de vehículos automotores con peso bruto vehicular mayor de 3,857 kilogramos

NOM-045-ECOL-1996
Que establece los niveles máximos permisibles de opacidad del humo proveniente del escape de vehículos automotores en circulación que usan diesel o mezclas que incluyan diesel como combustible

NOM-047-ECOL-1993
Que establece las características del equipo y el procedimiento de medición para la verificación de los niveles de emisión de contaminantes, provenientes de los vehículos automotores en circulación que usan gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural u otros combustibles alternos

NOM-048-ECOL-1993
Que establece los niveles máximos permisibles de emisión de hidrocarburos, monóxido de carbono y humo, provenientes del escape de las motocicletas en circulación que utilizan gasolina o mezcla de gasolina-aceite como combustible

NOM-049-ECOL-1993
Que establece las características del equipo y el procedimiento de medición, para la verificación de los niveles de emisión de gases contaminantes, provenientes de las motocicletas en circulación que usan gasolina o mezcla de gasolina-aceite como combustible

NOM-050-ECOL-1993
Que establece los niveles máximos permisibles de emisión de gases contaminantes provenientes del escape de los vehículos automotores en circulación que usan gas licuado de petróleo, gas natural u otros combustibles alternos como combustible.

NOM-076-ECOL-1995
Que establece los niveles máximos permisibles de emisión de hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno provenientes del escape, así como de hidrocarburos evaporativos provenientes del sistema de combustible, que usan gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural y otros combustibles alternos y que se utilizaran para la propulsión de vehículos automotores, con peso bruto vehicular mayor de 3,857 kilogramos nuevos en planta



Calidad de los combustibles




NOM-051-ECOL-1993
Que establece el nivel máximo permisible en peso de azufre, en el combustible líquido gasóleo industrial que se consuma por las fuentes fijas en la zona metropolitana de la Ciudad de México

NOM-086-ECOL-1994
contaminación atmosférica-especificaciones sobre protección ambiental que deben reunir los combustibles fósiles líquidos y gaseosos que se usan en fuentes fijas y móviles.


Calidad del aire

Las normas de calidad del aire establecen las concentraciones máximas de contaminantes en el ambiente que no debieran ser excedidas con determinada frecuencia, a fin de garantizar la protección de la salud de la población, inclusive la de los grupos más susceptibles como los niños, los ancianos y las personas con enfermedades respiratorias crónicas, entre otros.

En México se norman los siguientes contaminantes atmosféricos: bióxido de azufre (SO2), monóxido de carbono (CO), bióxido de nitrógeno (NO2), ozono (O3), partículas suspendidas totales (PST), partículas menores a 10 micrómetros de diámetro (PM10) y plomo (Pb). En el siguiente Cuadro se resumen los valores normados y se refieren las normas oficiales mexicanas que dan origen a dichos valores.



Ozono
NOM-020-SSA1-1993
Criterios para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al ozono (O3). Valores normados para la concentración de ozono (O3) en el aire ambiente como medida de protección a la salud de la población, para quedar como Norma Oficial Mexicana NOM-020-SSA1-1993, Salud ambiental. Criterio para evaluar el valor límite permisible para la concentración de ozono (O3) de la calidad del aire ambiente. Criterio para evaluar la calidad del aire.

Monóxido de carbono
NOM-021-SSA1-1993
Criterios para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al Monóxido de carbono (CO). Valor permisible para la concentración de monóxido de carbono (CO) en el aire ambiente, como medida de protección a la salud de la población

Bióxido de azufre
NOM-022-SSA1-1993
Criterios para evaluar la calidad del aire ambiente, con respecto al bióxido de azufre (SO2). Valor normado para la concentración de bióxido de azufre (SO2) en el aire ambiente, como medida de protección a la salud de la población

Bióxido de nitrógeno
NOM-023-SSA1-1993
Criterios para evaluar la calidad del aire ambiente, con respecto al bióxido de nitrógeno (NO2). Valor normado para la concentración de bióxido de nitrógeno (NO2) en el aire ambiente, como medida de protección a la salud de la población

Partículas
(PST, PM10 y PM2.5)
NOM-025-SSA1-1993
Criterios para evaluar el valor límite permisible para la concentración de material particulado. Valor límite permisible para la concentración de partículas suspendidas totales PST, partículas menores de 10 micrómetros PM10 y partículas menores de 2.5 micrómetros PM2.5 de la calidad del aire ambiente. Criterios para evaluar la calidad del aire

Monitoreo atmosférico

El monitoreo atmosférico es la determinación de la cantidad de una sustancia o contaminante presente en el aire en un lugar y en un tiempo determinado. A través de él se puede dar seguimiento en tiempo y espacio a la calidad del aire de un lugar determinado.

En México, para llevar a cabo las mediciones de las concentraciones de los contaminantes en el aire se emplean técnicas y procedimientos estandarizados que fueron publicados como Normas Oficiales Mexicanas, las cuales son referidas en el siguiente Cuadro.



NOM-034-ECOL-1993
Que establece los métodos de medición para determinar la concentración de monóxido de carbono en el aire ambiente y los procedimientos para la calibración de los equipos de medición

NOM-O35-ECOL-1993
Que establece los métodos de medición para determinar la concentración de partículas suspendidas totales en el aire ambiente y el procedimiento para la calibración de los equipos de medición

NOM-036-ECOL-1993
Que establece los métodos de medición para determinar la concentración de ozono en el aire ambiente y los procedimientos para la calibración de los equipos de medición

NOM-037-ECOL-1993
Que establece los métodos de medición para determinar la concentración de bióxido de nitrógeno en el aire ambiente y los procedimientos para la calibración de los equipos de medición

NOM-038-ECOL-1993
Que establece los métodos de medición para determinar la concentración de bióxido de azufre en el aire ambiente y los procedimientos para la calibración de los equipos de medición

http://www.ine.gob.mx/calaire-informacion-basica/564-calaire-normatividad

LA OXIDACIÓN EN LA ATMÓSFERA (OH) y ASPECTOS METEOROLÓGICOS

La oxidación en la atmósfera

Numerosos compuestos químicos se emiten a la atmósfera, y si no hubiera un modo de eliminarlos se acumularían. Esta eliminación de compuestos puede ocurrir por sedimentación seca o por sedimentación húmeda (gracias al lavado de la lluvia) . En concreto, la eliminación de los compuestos orgánicos gaseosos es más sencilla si se transfieren a un estado oxidado, soluble en agua y menos volátil.
La oxidación, en un sentido químico, no se refiere necesariamente a la reacción de compuestos que contengan oxígeno. Pero en el aire, en la mayoría de los casos el oxígeno está implicado. Estos son los principales oxidantes, que gobiernan la mayoría de los procesos en la atmósfera:

el radical hidroxilo OH
el radical nitrato NO3
la molécula de ozono O3
Los radicales HO2 también son importantes y a veces la suma de OH y HO2 se llama HOx. No obstante, el oxidante más importante es el radical hidroxilo, que es extremadamente reactivo y capaz de oxidar casi todos los compuestos químicos que se forman en la atmósfera.
Es por esto que el OH se llama "el detergente de la atmósfera".


¿Cómo se forma el OH?
El OH gobierna la química atmosférica durante el día porque su formación depende fundamentalmente de la radiación del sol. La reacción inicial (arriba) es la ruptura del ozono por la luz del sol (fotolisis) a longitudes de onda menores de 310 nm, seguido de la reacción del átomo de O formado, con agua. Por eso es necesaria una cierta cantidad de ozono en la troposfera para su química, aunque mucho es perjudicial para la salud.

Otras fuentes de OH son la fotólisis del ácido nitroso HNO2, el peróxido de hidrógeno H2O2 y el peroxi metano H3OOH, la reacción del NO con el radical hidroperoxi HO2 o la reacción de alquenos con ozono. El esquema de la izquierda muestra el modo en que el OH se entrelaza con los ciclos de reacciones diurnos de los óxidos de nitrógeno.

¿Cuánto OH se forma?
Dado que el OH es un radical extremadamente reactivo nada más formarse reacciona. Tiene una vida de un segundo o menos. Esto quiere decir que su concentración es muy baja, entre 1x105 y 2x107 moléculas por cm3. A la presión del nivel del mar se encuentra en un ratio de 0.1 - 1 ppt (pmol/mol).
Como su formación depende de la disponibilidad de vapor de agua, la concentración de OH disminuye con la altura (el aire se hace cada vez más frío y seco).

Pero en particular disminuye con la latitud porque a medida que nos acercamos a los polos no solo disminuye la concentración de vapor de agua sino también la intensidad y la duración de la luz solar.


¿Cómo reacciona el OH?
La concentración de OH disminuye cerca del suelo. ¿Cuál es la razón? Muchos compuestos orgánicos, sobre todo el isopreno, son emitidos por el bosque y reaccionan con el OH, por lo que tiene lugar una fuerte eliminación de OH cerca del suelo.Se consume en reacciones químicas. El OH presenta una fuerte tendencia a captar un átomo de hidrógeno de los compuestos orgánicos RH, siempre que sea posible, para formar agua H2O. A continuación el radical R• reacciona con oxígeno dando lugar a peróxidos orgánicos, que por ejemplo son necesarios para el ciclo de formación del ozono.
ASPECTOS METEOROLOGICOS
Temperatura
La temperatura de la zona inetrior dependiendo del caracter  de la superficie terrestre y d ela radiación solar que llega a la superficie.

Estabilidad
Es una de las caracteristicas mas importantes de la atmosfera, e sla tendencia a resistir el movimiento vertical o supri.mir la turbulencia pues influye directamente en la capacidad  de la atmósfera de dispersar los contaminantes.

Radiación solar
El balance térmico es mantenido por la transferencia de calor por convección desde las zonas cálidas a las frías siendo el causante principal del moviemiento de la atmósfera terrestre.

Viento
Depende de la altura sobre el suelo, cambia con la hora del día y por la rugosidad del suelo.

Turbulencia Mecánica
Causada por el calentamiento del terreno provocando el ascenso de grandes masas de aire.

Inversión térmica
Cuando una capa caliente de aire, cubre una capa fría  y ocurre cerca de un gran cuerpo de agua; cuando el sol se oculta y la tierra se enfría un aura de luz puede lograr traer aire fresco del lago o del oceano hacia la tierra.

CINETICA DE FORMACIÓN DE LOS PRINCIPALES CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

1) CINÉTICA DE FORMACIÓN DEL CO

Puedes aprender CINETICA QUIMICA EN

http://www.uv.es/baeza/cqtema3.html

Se desconoce parcialmente la cinética de la oxidación del carbono, se necesita una gran cantidad de trabajo adicional para lograr un mecanismo satisfactorio de reacción para la formación del CO y CO2 en los procesos de combustión de hidrocarburos. Las etapas para la formación del CO deben preceder a la del CO2, por ejemplo un proceso de oxidación a alta temperatura para hidrocarburos como le metano, se tiene la reacción del O2 con le radical metilo como reacción intermedia principal.
CH3 + O2 < = > HCO + H2O
y el CO se formará:
HCO + OH < = > CO +H2O
otra posibilidad podría ser:
HCO + M < = > H +CO +M

M = COMPUESTO ORGANICO


La conversión de CO a CO2 esta bastante establecida en la siguiente reacción principal la cual es introncecamente rápida.

CO + OH < = > CO2 +H REACCION PRINCIPAL MUY RAPIDA
otra ruptura
CO + O2 —> CO2 + O REACCION LENTA


En las flamas pobres siempre esta presente un exceso de O2 por lo tanto es desconcertante que se encuentren cantidades apreciables de CO en los gases enfriados. Se puede deducir que la oxidación directa no es la ruta preferida a pesar del exceso de oxígeno, antes bien domina a la reacción CO+OH < = > CO2 + H, entoncesla concentración de OH es la que controlara el grado de CO consumido en dichas reaccíones.

Existen ciertos numeros de reacciones que contribuyen a la formación de radicales OH y una de ellas es la siguiente:

H + H2O < = > OH + H2
y se tiene una reacción competitiva que se conoce como el gas de agua.
CO + H2O < = > CO2 +H2

Las reacciones se equilibran en zonas calientes de flamas mezcladas o de flamas de difusión directa.


CO + H2O < = > CO2 +H2 T °K Kp
25 °C 298 1.04 x10⁵
500 1.38 x10² Conforme la T aumenta Kp disinuye
1000 1.44
1500 0.39
2000 0.22
2227 2500 0.16


Kp = [PCO2][PH2] Kc = [CO2][H2]

http://dta.utalca.cl/quimica/profesor/urzua/cap8/e_quimico/index.htm


La reacción H + H2O < = > OH + H2 tiene un alta energía de activación y su constante de taza cae rapidamente con una disminución de la T (por ejemplo a 1000 °K la constante es alrededor de la trigesima parte del valor a 1500°K, a 800 °K la constante es aproximadamente la tricentecima del valor a 1500 °K)por lo tanto es ineficaz para producir especies de OH según baja de T del gas y la reacción CO + OH < = > CO2 + H se reducira notablemente y se pudiera sugeriri que la recación H + O2 < = > OH + O es una posible fuente de OH pero también baja su taza conforme disminuye la T.



CONTROL DE LAS EMISIONES DE CO

La remosión posterior a niveles acordes con las normas de calidad de aire- ambiente requiere la disolución, e interacción adisional con el ambiente atmosférico. El CO a diferencia de otros importantes contaminantes gaseosos, no se presta para las técnicas de remosión para los gases de escape, un método mas prodcutivo es el control de su formación.
El método más práctico de reducir el CO de fuentes estacionarias consiste en el diseño, instalación, operación y mantenimiento adecuado del equipo de combustión.
El CO se puede remover selectivamente de otros gases por lavador con soluciones especificas como por ejemplo el Formato de Cobre o Amoniaco o por incineración o combustión auxiliar.

INCINERACIÓN O COMBUSTIÓN AUXILIAR

Se usa frecuentemente en situaciones donde el gasto volumétrico del gas residual de un proceso es grande pero a nivel de gas contaminante es pequeño.

Es un método satisfactorio de control de contaminantes de diversos aspectos:

1. Casi todos los contaminantes altamente olorosos son combustibles o son cambiados químicamente a sustancias menos olorosas cuando se calienta suficientemente en presencia de oxígeno y se pueden percibir los mercaptanos, los gases de cianuro y le ácido sulfhídrico.
2. Los aerosoles orgánicos se destruyen por combustión auxiliar, por ejemplo los tostadores de cafe, las casas de carne, las estufas para horneado de esmaltes, emiten tales aerosoles.

3. Algunos gases y vapores orgánicos intervienen en reacciones de neblumo http://www.osman.es/ficha/13366 (para definición), la combustión auxiliar con flama destruye dichos materiales.

4. Algunas industrias producen grandes cantidades de gases residuales altamente combustible y el método mas seguro de control es mediante la combustión de chimeneas de flama y hornos.

a) Incineración por flama directa

(Diagrama 1)

Requiere del conocimiento de los limites exclusivos o de flamabilidad tanto de los gases residuales como del gas combustible en las mezclas del aire.

Como regla aproximada una mezcla estquiometrica (quíicamente balanceada) de hidrocarburos y aire tienen un calor de combustión cerca de 100 Btu/pie³, el límite de flamabilidad inferior equivale aproximadamente a la mitad de este valor.

La incineración por flama directa es un método por el cuál los gases residuales se queman directamente en una combustión con o sin la adición de combustible adicional.

Se deberá usar solo en aquellos situaciones en los que los combustibles en el gas residual contribuyen con una porción signifactiva de la energía total requerida para la combustión (mayor del 50%).

Uno de los problemas que se presentan en este tipos de incineración es que es posible alcanzar temperaturas en la flama en el intervalo 1370°C, esto da por resultado la formación de óxidos de nitrogeno cuando este disponible un suficiente exceso de aire.

La antorcha o mechero es un ejemplo especial de este tipo de incineración y es utilizada en las refinerías y en la industria Petroquímica. Se trata de una cámara de combustión abierta en su extremo y dirigida generalmente hacia arriba. Se utiliza en primer lugar para combustible gasesos que no se pueden eliminar convenientemente por otros medios.

Uno de los problemas básicos es la presencia de humo y hollín.

Desventajas

-Alta tempertaura y producción de NOx

-Hollín

-Humo

b) Incineración térmica

(Diagrama 2)

Cuando la concentración de los contaminantes combustibles sea muy baja, tan baja que solo se suministrasn una pequeña fracción del valor calórico requerido para mantener una flama directa, sera necesario usar otras medidas para convertir los combustibles.

Por lo general la corriente de gas residual se precalienta en un intercabiador de calor y luego por la zona de combustión de un quemador provisto de combustible suplementario. De aqui resulta que los combustibles en la corrientes de gas residual se llevan por encima de la T de autoencendido y se queman con el oxígeno usualmente presente en la corriente contaminada. se lleva a cabo con temperaturas en el intervalo de 540-815 °C, lo que hace menos costoso y atenúa la formación de NOx.

En este tipo de incinerador es importante considerar las 3T de la combustión que son: Temperatura, Tiempo y Turbulencia.

El tiempo de residencia se encuentra entre 0.2 a 0.8 segundos. La turbulencia se refiere a la cantidad requerida de mezclado mecánico a fin de asegurar el completo contacto del oxígeno con el combustible y de los contaminantes cobustibles con los productos de combustión y el calor de la flama.

Algunos usos de la oxidación térmica son:

1. Hornos para balatas de fierros

2.Tostadores de café

3.Hornos de moldes metalúrgicos

4. Curado de fibra de vidrio

5. Hornos litográficos

6. Casas para ahumado de carne

7. Hornos para recubrir metales

8. Efluentes de empacadoras

9.Estufas para horneado de pinturas

10. Desengrasado de solventes

11. Quemado de barnices

12. esmaltado de alambres

c) Incineración catalítica

(Diagrama 3)
El quemador auxiliar cataltico es un método que compite con los incineradores térmicos en los tiempos de residencia requeridos, pues en este caso son del orden de pocas centecimas se segundo y se maneja como velocidad espacial. Otra ventaja consiste en que se baja la temperatura de ignición. Un catalizador reduce los requerimientos de energía del proceso de oxidación, por tanto ho hay que calentar la corriente del gas residual a una T tan alta como la incineración térmica las T típicas oscilan entre 217-530 °C y la eficiencia de combustión es del orden del 95 al 98%.

Muchas sustancias tienen propiedades catalíticas, pero solo algunas se utilizan para el tratamiento de gases residuales, debido a que deben de ser sustancias relativamente bajas, capáz de funcionar a la temperatura requerida y tiene que estar conformada en una variedad de perfiles.

Se han preparado con éxito lechos catalíticos conformados como cintas, barras, cuentas, balines y otros perfiles. La atriz catalítica debe permitir una caída de presión moderadamente baja, así como integridad y durabilidad estructurales.

Como base para el diseño, una conversión de 85 a 95% de contaminantes, requiere por lo general de 0.5 a 2 pies³ de catalizador por cada 10 ⁶ pies³ / min de gas residual. Metales nobles como le platino y el paladio se utilizan frecuentemente dispersados en un soporte de catalizador como la alumina. la reactividad catalítica varía también con la estructura molecular en el siguiente orden:

aromáticas <>

Entre los solventes más comúnes a tratar se incluyen el toluol, el metilcetona, el xilol,alcoholes y otros y como ejemplos típicos de contaminantes proscedentes de procesos químicos estan, el CO, el etileno, el oxido de etileno y propileno.

Tiene uso generalizado en los procesos que incluye las estufas de secado de pinturas y esmaltes, procesos que utilizan barnices, insuflación del asfalto, y manufactura del anhídrido ftálico.

Uno de los problemas es la depositación de partículas sobre la superficie del lecho catalizados pues disminuye el área disponible para la acción catalítica; otro problema se asocia con el envenenamiento del lecho por contaminantes específicos presentes en el gas residual, como el He, Pb, Si, F acortan la vida útil de muchos catalízadores, y los compuetsos de azufre disminuyen su eficiencia.

d) Incineración auxiliar con recuperación

(Diagrama 4)

Cualquiera que sea el método de incineración de los gases residuales o donde los vapores que se usan, se deberán considerar un aspecto importante. Dependiendo de que se utilice la incineración catalítica, térmica o por flama directa, la T de los gases que salen del incinerador puede variar de 350 a 1100°C o más.

Por tanto una cantidad considerable de energía a una T relativamente alta, esta asociada con la corriente de gas residual.

Además debido al proceso de incineraciónla corriente de gas contiene escencialmente solo gases inértes, puesto que cualquier especie tóxica o corrosiva se elimina en el proceso de combustión, por tanto esta disponible una fuentes de gas limpio de alto grado de energía para utilizarla en otros procesos de la planta.

En la incineración por flama directa la temperatura esta alrededor de 1400°C este grado de energía alto e smuy provechoso como fuente de calor para una caldera de vapor residual. Uno de los usos mas prácticos de la incineración térmica o catalítica donde sus T son mas bajas para precalentar el gas contaminado que entra ene le incinerador. Mientras mayor sea el calentamiento del gas contaminado hacia su temperatura de autoinmisión o de inmisión catalítica menor será la necesidad de combustible adicional.

FUENTES DE CONTAMINACIÓN TAREA No.1

FUENTES DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Las personas gozan de libertad para conducir automóviles y viajar en aviones por negocios y placer. Esperan que en sus hogares haya electricidad y agua caliente para bañarse y cocinar. Usan una amplia variedad de productos –ropa, medicamentos y muebles– hechos de materiales sintéticos. A veces, dependen de servicios que usan solventes químicos, tales como la lavandería e imprenta. No obstante, la disponibilidad de estas
conveniencias cotidianas tiene un costo con respecto a la contaminación ambiental. En esta lección se tratarán las diversas fuentes de contaminación del aire, muchas de los cuales son esenciales para mantener una sociedad industrializada.
Cuando se discuten las fuentes de contaminación del aire, comúnmente se usan cuatro términos: móvil, estacionaria, puntual y del área. Las fuentes móviles incluyen diversas
formas de transporte tales como automóviles, camiones y aviones. Las fuentes estacionarias son las instalaciones no movibles, tales como plantas de energía y establecimientos industriales. Una fuente puntual se refiere a una fuente en un punto fijo, tal como una chimenea o tanque de almacenamiento que emite contaminantes. Una fuente del
área se refiere a una serie de fuentes pequeñas que en conjunto pueden afectar la calidad del aire en una región. Un ejemplo sería una comunidad que usa madera para la

Fuentes móviles de contaminación del aire
Las fuentes móviles de contaminación del aire son conocidas por todos e incluyen a los automóviles, autobuses, locomotoras, camiones y aviones. Estas fuentes emiten contaminantes criterio y otros contaminantes peligrosos.

La principal fuente móvil de contaminación del aire es el automóvil, pues produce grandes cantidades de monóxido de carbono y menores cantidades de óxidos de nitrógeno y
compuestos orgánicos volátiles (COVs). Las emisiones de los automóviles también contienen plomo y cantidades traza de algunos contaminantes peligrosos. Los requisitos para el control
de emisiones de automóviles han reducido considerablemente la cantidad de contaminantes del aire.
Además, los reglamentos que controlan la calidad del combustible de los automóviles
también han contribuido a una mayor eficiencia y menores emisiones. Por ejemplo, la transición de la gasolina con plomo a la gasolina sin plomo ha reducido extraordinariamente
a cantidad de plomo en el aire ambiental. Sin embargo, debido al creciente número de vehículos, los automóviles siguen siendo la principal fuente móvil de contaminación del aire.
Los camiones, autobuses y locomotoras generalmente tienen motores Diesel que usan combustible diferente de la mayoría de automóviles. La quema de combustible para motores Diesel produce mayor cantidad de óxidos de nitrógeno. Por ejemplo, en California se estima que 850.000 camiones y autobuses Diesel producen la misma cantidad de óxidos de nitrógeno que 8 millones de automóviles en un año.

Los jets también queman combustible diferente de la mayoría de automóviles. El contaminante primario producido al quemar combustible de jets es el óxido de nitrógeno. Los
jets también producen cantidades de monóxido de carbono e hidrocarburos.
Un sistema de transporte moderno es esencial para el crecimiento económico del país. La contaminación del aire enerada por automóviles y otras formas de transporte es una
concesión aceptada por la mayoría de personas.
Afortunadamente, los adelantos en la tecnología del control de la contaminación, los combustibles alternativos y los cambios en el estilo de vida, tales como el transporte compartido y el masivo pueden minimizar los efectos perjudiciales de estas necesidades en una sociedad industrializada.

Fuentes estacionarias
Existen cientos de miles de fuentes estacionarias de contaminación del aire, incluidas las plantas de energía, industrias químicas, refinerías de petróleo, fábricas, imprentas, lavanderías y chimeneas residenciales que usan. Las fuentes estacionarias producen una amplia
variedad de contaminantes del aire. Según la industria o proceso específico, las fuentes estacionarias pueden emitir uno o varios contaminantes criterio además de muchos contaminantes peligrosos.

Los contaminantes de fuentes estacionarias provienen principalmente de dos actividades: la combustión de carbón y petróleo en plantas de generación de energía y la pérdida de contaminantes en procesos industriales. Los procesos industriales incluyen refinerías, industrias químicas y fundiciones. Las industrias químicas son responsables de muchos contaminantes peligrosos y también de grandes cantidades de compuestos orgánicos volátiles.

Existen muchos puntos específicos de emisión dentro de una fuente estacionaria que contamina el aire. Por ejemplo, en una industria química, los contaminantes del aire pueden emitirse de conductos de ventilación, tanques de almacenamiento, manejo de aguas residuales y áreas de tratamiento, instalaciones de carga y descarga, y fugas en el equipo. Un conducto de ventilación es básicamente un pasaje por donde las sustancias (principalmente en forma gaseosa) se "ventilan" a la atmósfera.
Los típicos conductos de ventilación en una planta química son las columnas de destilación y los conductos de oxidación. Generalmente, los tanques de almacenamiento son
contenedores redondos donde se almacena materia prima líquida y productos terminados. Si bien la mayoría de los tanques están cubiertos, los contaminantes pueden ser emitidos por goteo y por expansión y enfriamiento de los líquidos causado por cambios de temperatura en el aire exterior. A medida que el íquido se expande y se
contrae, el tanque “respira” y fuerza vapores hacia afuera a través de las aberturas del tanque. Además, los contaminantes pueden ser emitidos durante el llenado y vaciado rutinario de los tanques de almacenamiento.

Las aguas residuales dentro de una fuente estacionaria también pueden ocasionar contaminación del aire. Si las aguas residuales contienen sustancias "volátiles", éstas serán liberadas de las aguas residuales cuando entren en contacto con el aire. Volátil significa que los productos químicos pueden evaporase o pasar de un estado líquido a uno gaseoso. Existen
muchos lugares dentro de una fuente estacionaria donde las aguas residuales entran en contacto con el aire exterior.
Las emisiones también provienen de fugas en el equipo y de la carga y descarga de productos químicos en los camiones, trenes o embarcaciones. Las fugas en el equipo son una fuente
primaria de emisiones, en particular en industrias químicas y refinerías. El término "fugas en el equipo" se refiere a una amplia fuente de puntos de emisión que incluyen válvulas,
uniones, bombas y válvulas de descarga. Puede haber miles de estos componentes en una determinada instalación.

La EPA clasifica las fuentes de contaminantes peligrosos en dos grupos: fuentes principales y fuentes del área. Las fuentes principales son fuentes estacionarias que emiten 10 toneladas por año o más de un único contaminante peligroso del aire o 25 toneladas por año o más de cualquier combinación de contaminantes peligrosos. La fuente del área se refiere a cualquier fuente de contaminantes peligrosos que no es una fuente principal. Esta definición excluye a los automóviles.
Como se mencionó anteriormente, existen cientos de miles de fuentes de contaminación del aire. Muchas de estas fuentes generan productos de consumo útiles, crean millones de puestos de trabajo y prestan servicios y comodidades. Si bien no resulta práctico eliminar todas las fuentes de contaminación del aire, las maneras de minimizarlas se tratarán en las siguientes lecciones. El control y reducción de la contaminación puede lograrse a través de la instalación de dispositivos, cambios en los procesos de producción e implementación de técnicas de prevención de la contaminación.


Definiciones
· Fuente principal – fuente estacionaria que emite 10 toneladas por año o más de un contaminante del aire peligroso o 25 toneladas por año o más de cualquier combinación de contaminantes del aire peligrosos.
· Fuente del área – cualquier fuente de contaminantes del aire peligrosos que no son una fuente principal. Esta definición excluye los automóviles.

PREGUNTAS

1. ¿Cuál es la diferencia entre fuentes móviles y
estacionarias?
2. ¿Cuál es la fuente móvil primaria de contaminación
del aire?
3. Nombre tres estrategias para minimizar la
contaminación del aire generada por fuentes móviles.
4. ¿Cuál es la diferencia entre una fuente puntual y una
5. Enumere los dos medios principales de contaminación
del aire por fuentes estacionarias.
6. Enumere las tres estrategias para minimizar la
contaminación del aire generada por fuentes
estacionarias.
7. Investigar los Tipos de Fuentes según el origen: Fuentes domesticas, industriales, comerciales, agricolas, naturales y relacionadas al transporte

EXTENCIÓN: MINIMA 2 HOJAS MAXIMA 4 HOJAS

UNIDAD I

UNIDAD I

INTRODUCCIÓN A LA CONTAMINACIÓN ATMOFÉRICA

Contaminación atmosférica

Se entiende por contaminación atmosférica La presencia en el aire de materias o formas de energía que impliquen riesgo, daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza, así como que puedan atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores desagradables.

El nombre de la contaminación atmosférica se aplica por lo general a las alteraciones que tienen efectos perniciosos en los seres vivos y los elementos materiales, y no a otras alteraciones inocuas. Los principales mecanismos de contaminación atmosférica son los procesos industriales que implican combustión, tanto en industrias como en automóviles y calefacciones residenciales, que generan dióxido y monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y azufre, entre otros contaminantes. Igualmente, algunas industrias emiten gases nocivos en sus procesos productivos, como cloro o hidrocarburos que no han realizado combustión completa.

La contaminación atmosférica puede tener carácter local, cuando los efectos ligados al foco se sufren en las inmediaciones del mismo, o planetario, cuando por las características del contaminante, se ve afectado el equilibrio general del planeta y zonas alejadas a las que contienen los focos emisores.

Definición del libro http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/leip/arzate_e_ci/capitulo3.pdf


Contaminantes atmosféricos primarios y secundarios

Los contaminantes primarios son los que se emiten directamente a la atmósfera como el dióxido de azufre SO2, que daña directamente la vegetación y es irritante para los pulmones.

Los contaminantes secundarios son los que se forman mediante procesos químicos atmosféricos que actúan sobre los contaminantes primarios o sobre especies no contaminantes en la atmósfera. Son importantes contaminantes secundarios el ácido sulfúrico, SO4H2, que se forma por la oxidación del SO2, el dióxido de nitrógeno NO2, que se forma al oxidarse el contaminante primario NO y el ozono, O3, que se forma a partir del oxígeno O2.

Ambos contaminantes, primarios y secundarios pueden depositarse en la superficie de la tierra por deposición seca o húmeda e impactar en determinados receptores, como personas, animales, ecosistemas acuáticos, bosques, cosechas y materiales. En todos los países existen unos límites impuestos a determinados contaminantes que pueden incidir sobre la salud de la población y su bienestar.




Principales tipos de contaminantes del aire

Emisión de dióxido de carbono, por país, en millones de toneladas.•Contaminantes gaseosos: en ambientes exteriores e interiores los vapores y contaminantes gaseosos aparece en diferentes concentraciones. Los contaminantes gaseosos más comunes son el dióxido de carbono, el monóxido de carbono, los hidrocarburos, los óxidos de nitrógeno, los óxidos de azufre y el ozono. Diferentes fuentes producen estos compuestos químicos pero la principal fuente artificial es la quema de combustible fósil. La contaminación del aire interior es producida por el consumo de tabaco, el uso de ciertos materiales de construcción, productos de limpieza y muebles del hogar. Los contaminantes gaseosos del aire provienen de volcanes, incendios e industrias. El tipo más comúnmente reconocido de contaminación del aire es la niebla tóxica (smog). La niebla tóxica generalmente se refiere a una condición producida por la acción de la luz solar sobre los gases de escape de automotores y fábricas.
•Los aerosoles:Un aerosol es a una mezcla heterogénea de partículas solidas o líquidas suspendidas en un gas como el aire de la atmósfera. Algunas partículas son lo suficientemente grandes y oscuras para verse en forma de hollín o humo. Otras son tan pequeñas que solo pueden detectarse con un microscopio electrónico. Cuando se respira el polvo, ésta puede irritar y dañar los pulmones con lo cual se producen problemas respiratorios. Las partículas finas se inhalan de manera fácil profundamente dentro de los pulmones donde se pueden absorber en el torrente sanguíneo o permanecer arraigadas por períodos prolongados de tiempo.


Gases contaminantes de la atmósfera



CFC y similares
Desde los años 1960, se ha demostrado que los clorofluorocarbonos (CFC, también llamados "freones") tienen efectos potencialmente negativos: contribuyen de manera importante a la destrucción de la capa de ozono en la estratosfera. El protocolo de Montreal puso fin a la producción de la gran mayoría de estos productos.

•Utilizados en los sistemas de refrigeración y de climatización por su fuerte poder conductor, son liberados a la atmósfera en el momento de la destrucción de los aparatos viejos.
•Utilizados como propelente en los aerosoles, una parte se libera en cada utilización. Los aerosoles utilizan de ahora en adelante otros gases sustitutivos, como el CO2.


Monóxido de carbono

Es uno de los productos de la combustión incompleta. Es peligroso para las personas y los animales, puesto que se fija en la hemoglobina de la sangre, impidiendo el transporte de oxígeno en el organismo. Además, es inodoro, y a la hora de sentir un ligero dolor de cabeza ya es demasiado tarde. Se diluye muy fácilmente en el aire ambiental, pero en un medio cerrado, su concentración lo hace muy tóxico, incluso mortal. Cada año, aparecen varios casos de intoxicación mortal, a causa de aparatos de combustión puestos en funcionamiento en una habitación mal ventilada.

Los motores de combustión interna de los automóviles emiten monóxido de carbono a la atmósfera por lo que en las áreas muy urbanizadas tiende a haber una concentración excesiva de este gas hasta llegar a concentraciones de 50-100 ppm, tasas que son peligrosas para la salud de las personas.



Dióxido de carbono

La concentración de CO2 en la atmósfera está aumentando de forma constante debido al uso de carburantes fósiles como fuente de energía y es teóricamente posible demostrar que este hecho es el causante de producir un incremento de la temperatura de la Tierra - efecto invernadero- La amplitud con que este efecto puede cambiar el clima mundial depende de los datos empleados en un modelo teórico, de manera que hay modelos que predicen cambios rápidos y desastrosos del clima y otros que señalan efectos climáticos limitados. La reducción de las emisiones de CO2 a la atmósfera permitiría que el ciclo total del carbono alcanzara el equilibrio a través de los grandes sumideros de carbono como son el océano profundo y los sedimentos.



Dióxido de azufre

La principal fuente de emisión de dióxido de azufre a la atmósfera es la combustión del carbón que contiene azufre. El SO2 resultante de la combustión del azufre se oxida y forma ácido sulfúrico, H2SO4 un componente de la llamada lluvia ácida que es nocivo para las plantas, provocando manchas allí donde las gotitas del ácido han contactado con las hojas.

La lluvia ácida se forma cuando la humedad en el aire se combina con el óxido de nitrógeno o el dióxido de azufre emitido por fábricas, centrales eléctricas y automotores que queman carbón o aceite. Esta combinación química de gases con el vapor de agua forma el ácido sulfúrico y los ácidos nítricos, sustancias que caen en el suelo en forma de precipitación o lluvia ácida. Los contaminantes que pueden formar la lluvia ácida pueden recorrer grandes distancias, y los vientos los trasladan miles de kilómetros antes de precipitarse con el rocío, la llovizna, o lluvia, el granizo, la nieve o la niebla normales del lugar, que se vuelven ácidos al combinarse con dichos gases residuales.

El SO2 también ataca a los materiales de construcción que suelen estar formados por minerales carbonatados, como la piedra caliza o el mármol, formando sustancias solubles en el agua y afectando a la integridad y la vida de los edificios o esculturas.

Metano

El metano, CH4, es un gas que se forma cuando la materia orgánica se descompone en condiciones en que hay escasez de oxígeno; esto es lo que ocurre en las ciénagas, en los pantanos y en los arrozales de los países húmedos tropicales. También se produce en los procesos de la digestión y defecación de los animales herbívoros.

El metano es un gas de efecto invernadero que contribuye al calentamiento global del planeta Tierra ya que aumenta la capacidad de retención del calor por la atmósfera.



Ozono

El ozono O3 es un constituyente natural de la atmósfera, pero cuando su concentración es superior a la normal se considera como un gas contaminante.

Su concentración a nivel del mar, puede oscilar alrededor de 0,01 mg kg-1. Cuando la contaminación debida a los gases de escape de los automóviles es elevada y la radiación solar es intensa, el nivel de ozono aumenta y puede llegar hasta 0,1 kg-1.

Las plantas pueden ser afectadas en su desarrollo por concentraciones pequeñas de ozono. El hombre también resulta afectado por el ozono a concentraciones entre 0,05 y 0,1 mg kg-1, causándole irritación de las fosas nasales y garganta, así como sequedad de las mucosas de las vías respiratorias superiores

Algunos contaminantes provienen de fuentes naturales

•Los incendios forestales emiten partículas, gases y sustancias que se evaporan en la atmósfera (VOCs, por sus siglas en inglés)
•Partículas de polvo ultra finas creadas por la erosión del suelo cuando el agua y el clima sueltan capas del suelo, aumentan los niveles de partículas en suspensión en la atmósfera.
•Los volcanes arrojan dióxido de azufre y cantidades importantes de roca de lava pulverizada conocida como cenizas volcánicas.
•El metano se forma en los procesos de pudrición de materia orgánica y daña la capa de ozono. Puede acumularse en el subsuelo en altas concentraciones o mezclado con otros hidrocarburos formando bolsas de gas natural.

Efectos nocivos para la salud

Muchos estudios han demostrado enlaces entre la contaminación y los efectos para la salud. Los aumentos en la contaminación del aire se han ligado a quebranto en la función pulmonar y aumentos en los ataques cardíacos. Niveles altos de contaminación atmosférica según el Índice de Calidad del Aire de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) perjudican directamente a personas que padecen asma y otros tipos de enfermedad pulmonar o cardíaca. La calidad general del aire ha mejorado en los últimos 20 años pero las zonas urbanas son aún motivo de preocupación. Los ancianos y los niños son especialmente vulnerables a los efectos de la contaminación del aire.

El nivel de riesgo depende de varios factores:

•La cantidad de contaminación en el aire,
•La cantidad de aire que respiramos en un momento dado,
•La salud general.
Otras maneras menos directas en que las personas están expuestas a los contaminantes del aire son:

•El consumo de productos alimenticios contaminados con sustancias tóxicas del aire que se han depositado donde crecen,
•Consumo de agua contaminada con sustancias del aire,
•Ingestión de suelo contaminado,
•Contacto con suelo, polvo o agua contaminados

Para entender mejor al desarrollo de este tema veremos las capas de la atmosféra

La división de la atmósfera puede plantearse con diversos criterios: los principales son, la modificación que se produce en la composición del aire con la altitud, y la evolución de las temperaturas por dicha causa.


1.Estructura de la atmósfera según el criterio químico:


Homosfera: llega hasta los 80 km de altura y presenta una composición química homogénea.


Heterosfera: limita inferiormente con la homosfera. Su límite superior es impreciso. Se caracteriza por presentar una estratificación en capas de sus componentes: el nitrógeno se sitúa entre los 90 y los 200 km de altura, el oxígeno entre los 200 y los 1000 km, le sigue el helio desde los 1100 hasta los 3500 km, y finalmente, el hidrógeno a partir de los 3500 km.


2.Estructura de la atmósfera según la temperatura:


Troposfera: es la capa más próxima a la superficie terrestre. Llega hasta los 11 km de altura por término medio. En los polos no alcanza los 8 km, mientras que en las zonas ecuatoriales puede llegar a los 16. En esta capa la temperatura desciende con la altitud hasta los -56ºC. El límite entre esta capa y la siguiente recibe el nombre de tropopausa.
Los fenómenos meteorológicos


Troposfera: es la capa más próxima a la superficie terrestre. Llega hasta los 11 km de altura por término medio. En los polos no alcanza los 8 km, mientras que en las zonas ecuatoriales puede llegar a los 16. En esta capa la temperatura desciende con la altitud hasta los -56ºC. El límite entre esta capa y la siguiente recibe el nombre de tropopausa.

Mesosfera: es la capa siguiente, que llega hasta los 80 km de altura y en ella la temperatura vuelve a descender hasta el orden de los -100ºC.


Termosfera o ionosfera: es la capa que va de los 80 a los 600 km de altura. En ella los gases se encuentran en estado de disgregación atómica, abundando las partículas con carga eléctrica. La temperatura vuelve a aumentar de nuevo hasta superar los 1000ºC. Esta capa es de gran interés para los meteorólogos ya que es dónde tienen lugar los fenómenos meteorológicos responsables de los cambios del tiempo atmosférico. Las nubes más altas no acostumbran a sobrepasar la tropopausa, solamente lo hacen algunos cirros y algunas grandes nubes de desarrollo vertical.


Exosfera: se encuentra a partir de los 1.000 km, y apenas existen moléculas de materia. Es la región que exploran los satélites artificiales y no tiene la menor influencia sobre los fenómenos meteorológicos.

LA ATMÓSFERA

La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve nuestro planeta. El aire que respiramos se compone principalmente de oxígeno y nitrógeno, en una proporción aproximada del 78% y 21% respectivamente a nivel del mar, según se ve en la tabla siguiente:


Nitrógeno
78,08%

Oxígeno
20,94%

Argón
0,93%

Dióxido de Carbono
0,032%

Neón
0,0018%

Helio
0,0005%

Metano
0,0001%

Criptón
0,0001%

Hidrógeno
0,00005%

Dióxido de Nitrógeno
0,000027%

Moxóxido de Carbono
0,000019%

Xenón
0,0000087%

Ozono
0,0000041%



El aire atmosférico contiene siempre una proporción variable de vapor de agua y también, bajo forma de nubes, agua condensada e incluso hielo.


Por otro lado, sobre todo en la atmósfera alta, existe una proporción variable de ozono que, aunque muy pequeña, protege de la destrucción completa a la vida orgánica de la superficie de nuestro planeta gracias a su enorme capacidad de absorción para los rayos ultravioletas.


El vapor de agua juega un papel análogo al del ozono y nos menos importante, puesto que absorbe las radiaciones de gran longitud de onda emitidas por la tierra y, devolviéndolas por reflexión, impide que se enfríe por la noche hasta un centenar de grados bajo cero, como ocurriría en el seno de una atmósfera completamente seca.