Conceptos de Contaminación Ambiental, Química Atmosférica y Control de Fluidos

Conceptos de Presión y Equipos de Control de Fluidos

Presión: Relación entre una fuerza y la superficie sobre la que se aplica. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Pascal ($N/m^2 = Pa$).

Atmósfera (atm): Unidad de presión equivalente a $1 \text{ atm} = 760 \text{ mm Hg}$.

Compresor: Máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tales como vapores y gases.

Usos de los compresores: Sistemas de refrigeración, aire acondicionado, generación de energía eléctrica, turborreactores y sistemas neumáticos.

Clasificación de compresores: Sistema pendular Taurozzi, reciprocantes, de espiral, rotativos y rotodinámicos.

Válvula: Aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular el paso de líquidos o gases, mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye uno o más orificios de forma parcial.

Válvula de control: Último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso. Se comporta como un orificio cuya sección de paso varía con la finalidad de controlar un caudal.

Tipos de válvulas: De compuerta, de macho, de globo, de bola, de mariposa, de diafragma, de apriete, de alivio y de retención de elevación.

Tipos de almacenamiento de gases: Sello líquido, sello seco, recipientes a presión, gas a presión, botella, línea de tuberías y criogénico.

Introducción a la Contaminación Ambiental

Contaminación: Adición de cualquier sustancia al medio ambiente en cantidades tales que cause efectos adversos en los seres humanos, animales, vegetales o materiales que se encuentren expuestos, a dosis que sobrepasan los niveles que se encuentran regularmente en la naturaleza.

Clasificación por sus Características

• Biológica: Se presenta cuando existen microorganismos que causan un desequilibrio en la naturaleza (por ejemplo, hongos y bacterias).
• Física: Causada por factores físico-mecánicos, relacionados principalmente con la energía (por ejemplo, altas temperaturas y ruido).
• Química: Provocada por la materia, especialmente por sustancias químicas (tanto orgánicas como inorgánicas).

Clasificación por su Origen

• Natural: Causada por fuentes de contaminación de origen natural (como volcanes y efectos geoclimáticos).
• Antropogénica: Producida o distribuida por la actividad del ser humano (como la basura y el smog).

Propiedades Químicas y Dinámica de los Contaminantes

Potencial de Hidrógeno (pH): Determina si la sustancia es corrosiva y la clasifica como peligrosa.

Volatilidad: Propiedad que poseen algunos compuestos de poder evaporarse a bajas temperaturas y afectar la atmósfera.

Degradabilidad: Característica que tienen los compuestos que son reducidos por agentes naturales físicos, químicos y procesos biológicos a un estado neutral o a niveles aceptados por la naturaleza.

Difusión: Capacidad que poseen los contaminantes de poder distribuirse uniformemente en el medio que los rodea.

Tiempo de vida media: Tiempo que puede durar el contaminante en el medio ambiente antes de ser degradado por los procesos naturales.

Sinergismo: Acción del aumento de los efectos de un contaminante a causa de la introducción o presencia de otro.

Antagonismo: Interacción de dos o más contaminantes que tienen efectos opuestos en un ecosistema determinado.

Efectos multiplicativos: Acción que tienen algunos contaminantes que, al interactuar, producen un efecto exponencialmente mayor que si actuaran de manera individual.

Neutralización: Resultado que se obtiene cuando, al interactuar dos contaminantes, reducen en su totalidad sus efectos.

Contaminación del Agua y Ecosistemas Acuáticos

Contaminación de mantos acuíferos: Ocurre cuando se presenta la filtración a través del suelo de sustancias provenientes de los drenajes sanitarios.

Lixiviados en mantos acuíferos: Fenómeno en el cual los contaminantes son arrastrados hacia los mantos acuíferos, ya sea de forma natural o con ayuda de la lluvia.

Eutrofización: Proceso por el cual los lagos van enriqueciéndose de manera de forma natural, conforme transcurre el tiempo, con nutrientes inorgánicos.

Efecto agudo: Causa un efecto adverso (usualmente la muerte) en un periodo corto.

Efecto crónico: Causa un efecto (ya sea letal o subletal) en un periodo prolongado.

Tratamiento y Separación de Contaminantes en el Agua

Tratamiento de aguas contaminadas por metales: Complejación, adsorción, procesos REDOX (reducción-oxidación), tratamiento de efluentes finales y precipitación de hidróxidos.

Métodos de separación química de contaminantes no metálicos: Electrodiálisis y ósmosis inversa.

Contaminación del Suelo y Gestión de Residuos Sólidos

Sitios con alta probabilidad de contaminar suelos: Industrias, centros poblacionales, sitios de almacenamiento, vehículos de transporte de químicos y sitios de disposición "final" de residuos municipales e industriales.

Residuos peligrosos: Son aquellos que, por sus características corrosivas, reactivas, explosivas, tóxicas, inflamables o biológicas, representan un riesgo para la salud de las personas y para el medio ambiente.

Causas de tirar desechos sólidos: Ignorancia, hábito, irresponsabilidad y pereza.

Estrategias para disminuir la generación de desechos sólidos:

• Reducir: Disminuir la cantidad de desecho generado.
• Reutilizar: Volver a usar los productos de desecho.
• Reciclar: Procesar los desechos mediante métodos de separación, recolección y procesamiento.

Contaminación Atmosférica y Calidad del Aire

Medio ambiente para su estudio: Se divide en tres componentes principales: aire, agua y suelo.

• Aire: Es la capa de la atmósfera donde los organismos desarrollan sus procesos biológicos.
• Suelo: Es toda la capa de tierra que se encuentra suelta, diferenciándola de la roca sólida, y de la cual dependen plantas, microorganismos y seres vivos.

Clasificación de la atmósfera: Troposfera, estratosfera, mesosfera y termosfera.

Contaminación del aire: Cualquier condición atmosférica en la que las sustancias presentes producen un efecto adverso medible en la salud del ser humano, de los animales y vegetales, o bien, un daño físico en los materiales.

Contaminantes atmosféricos que genera la industria: Óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno y partículas suspendidas, al igual que el dióxido y monóxido de carbono.

Contaminantes agrícolas: Fertilizantes y pesticidas (entre los cuales se encuentran los herbicidas, insecticidas y fungicidas).

Fuente móvil: Es todo aquel vehículo automotor generador de contaminación atmosférica.

Contaminantes primarios: Son aquellos emitidos directamente hacia la atmósfera por las fuentes que los generan.

Contaminantes secundarios: Se originan a partir de transformaciones sufridas por los contaminantes primarios al reaccionar entre ellos mismos bajo la influencia de los componentes del clima.

Cuatro principales contaminantes atmosféricos: Óxidos de carbono, óxidos de nitrógeno, materia suspendida particulada y oxidantes fotoquímicos.

Lluvia ácida: Fenómeno provocado por el dióxido de azufre que libera iones de sulfato en la atmósfera.

Efecto invernadero: Originado principalmente por la presencia de algunos gases y partículas de la atmósfera que permiten el paso de la luz del sol hasta la superficie del planeta, reflejándose parcialmente de la Tierra a la atmósfera.

Smog fotoquímico: Es la concentración en la atmósfera de gases producidos mediante distintas reacciones de fotólisis con la ayuda de la radiación solar.