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Rector Rafael Mojica Garcia Comité Editorial Yashin Alberto Rueda Matos Luis Eduardo Rojas Jiménez Ramiro Hernán Polanco Contreras Juan Alejandro Chica García Comité Científico Ramiro Hernán Polanco Contreras Juan Alejandro Chica García Alexis Pinzón Solano Felipe Soto Pau Luis Eduardo Garzón


FLÚOR UNA SUSTANCIA DE ALTO RIESGO Ing. Ramiro Hernán Polanco Contreras Jefe programa de Ingeniería Industrial y Agroindustrial de la Corporación Universitaria del Meta. Magister en Relaciones Internacionales, Especialista en Tecnológico en seguridad y prevención de riesgos profesionales, Ingeniero Industrial y Mecánico de mantenimiento general. E-mail: ramiropolanco@hotmail.com y jindustrial@unimeta.edu.co

Introducción En la vida cotidiana y más aún en las organizaciones a nivel general se cuenta con un gran número de sustancias químicas cuyos efectos a la salud de los trabajadores en algunos casos se encuentra identificado, sin embargo la mayoría estos efectos aún no se conocen de forma precisa. Es por ello que las acciones preventivas y los controles estrictos se convierten en las mejores herramientas para prevenir la ocurrencia de patologías asociadas a la exposición a dichas sustancias. El Flúor es una de las muchas sustancias químicas utilizadas a nivel industrial en una gran variedad de compuestos que facilitan o mejoran procesos desde la fabricación de cerámica y vidrio pasando por la elaboración de utensilios de cocina hasta la generación de energía en fuentes de origen nuclear. A continuación se presenta la caracterización del flúor como sustancia de estudio, el valor de los TLV, el procedimiento de muestreo y un ejemplo a manera de ejemplo del proceso de muestreo.

Objetivo A partir de un caso de estudio presentar la peligrosidad del flúor, los procedimientos de evaluación, valoración y controles aplicables.

1. Caracterización El flúor (del latín fluere, que significa fluirspan). Formando parte del mineral fluorita, CaF2, fue descrito en 1529 por Georgius Agricola por su uso como fundente, empleado para conseguir la fusión de metales o minerales. En 1670 Schwandhard observó que se conseguía grabar el vidrio cuando éste era expuesto a fluorita que había sido tratada con ácido. Karl Scheele y muchos investigadores posteriores, por ejemplo Humphry Davy, GayLussac, Antoine Lavoisier o Louis Thenard, realizaron experimentos con el ácido fluorhídrico (algunos de estos acabaron en tragedia). Imagen Nº 1

Fuente: http://www.ecocircuitos.net/agua/consecuenciasdel-fluor-en-el-agua No se consiguió aislarlo hasta muchos años después debido a que cuando se separaba de alguno de sus compuestos, inmediatamente reaccionaba con otras sustancias. Finalmente, en 1886, el químico francés Henri Moissan lo


consiguió aislar, lo que le valió el Premio Nobel de Química de 1906.

2. Procesos en que se usa el Fluor 2.1.

La primera producción comercial de flúor fue para la bomba atómica del Proyecto Manhattan, en la obtención de hexafluoruro de uranio, UF6, empleado para la separación de isótopos de uranio. Este proceso se sigue empleando para aplicaciones de energía nuclear.

Industria de vidrio y cerámica:

Los compuestos que contienen flúor se utilizan para incrementar la fluidez del vidrio fundido y escorias en la industria vidriera y cerámica. Imagen Nº 3

Fuente: http://www.google.com.co/imgres?imgurl Metalurgia del hierro: El espato flúor (fluoruro de calcio) se introduce dentro del alto horno para reducir la viscosidad de la escoria en la metalurgia del hierro. 2.2.

Imagen Nº 2

Metalurgia del aluminio:

La criolita, Na2AlF6, se utiliza para formar el electrólito en la metalurgia del aluminio. El óxido de aluminio se disuelve en este electrólito, y el metal se reduce, eléctricamente, de la masa fundida. 2.3.

Refrigerante y propelente de aerosoles:

El uso de halocarburos que contienen flúor como refrigerantes se patentó en 1930, y estos compuestos estables y volátiles encontraron un mercado como propelentes de aerosoles, así como también en refrigeración y en sistemas de aire acondicionado. Sin embargo, el empleo de fluorocarburos como propelentes ha disminuido en forma considerable a causa del


posible daño; a la capa de ozono de la atmósfera. Imagen Nº 4

Pastas de dientes: Mientras que para los consumidores la utilización de compuestos de flúor en la industria pasa casi inadvertida, algunos compuestos se han vuelto familiares a través de usos menores pero importantes, como aditivos en pastas de dientes Imagen Nº 6

Fuente: http://www.google.com.co/imgres?imgurl=htt p://www.wiedmer.com.ar 2.4.

Fisión nuclear:

Un uso del flúor, muy importante durante la Segunda Guerra Mundial, fue un el enriquecimiento del isótopo fisionable 235U; el proceso más importante empleaba hexafluoruro de uranio. Este compuesto estable y volátil fue con mucho el material más adecuado para la separación del isótopo por difusión gaseosa. Imagen Nº 5

Fuente: http://www.google.com.co/imgres?imgurl=htt p://newsimg.bbc.co.uk/media/images

Fuente: http://www.google.com.co/imgres?imgurl=htt p://2.bp.blogspot.com/ 2.5.

Fabricación del teflón:

El politetrafluoroetileno (PTFE), también denominado teflón, se obtiene a través de la polimerización de tetrafluoroetileno que a su vez es generado a partir de clorodifluorometano, que se obtiene finalmente a partir de la fluoración del correspondiente derivado halogenado con fluoruro de hidrógeno, HF. También a partir de HF se obtienen clorofluorocarburos (CFCs), hidroclorofluorocarburos (HCFCs) e hidrofluorocarburos (HFCs). y superficies fluoropoliméricas antiadherentes sobre sartenes y hojas de afeitar (teflón por ejemplo).


Imagen Nº 7

Fuente: http://www.google.com.co/imgres?imgurl=htt p://fondosdibujosanimados.com.es

2.6.

industria del vidrio; el trifluoruro de boro, BF3, se emplea como catalizador; etc. En algunos países se añade fluoruro al agua potable para favorecer la salud dental. Se emplea flúor monoatómico en la fabricación de semiconductores. El hexafluoruro de azufre, SF6, es un gas dieléctrico con aplicaciones electrónicas. Este gas contribuye al efecto invernadero y está recogido en el Protocolo de Kioto. Imagen Nº 10

Fabricación de creolina sintética:

El fluoruro de hidrógeno se emplea en la obtención de criolita sintética, Na3AlF6, la cual se usa en el proceso de obtención de aluminio. Imagen Nº 8

Fuente: http://www.google.com.co/imgres?imgurl= http://1.bp.blogspot.com

3. Hoja de seguridad (MSDS) De acuerdo a la Hoja de Datos de Seguridad (Ver anexo Nº 1) los valores de los TLV son: Fuente: http://www.google.com.co/search?hl=es&biw =1024&bih=509&site

2.7.

TLV (como TWA): 1 ppm; 1.6 mg/m3(ACGIH 1995-1996). TLV (como STEL): 2 ppm; 3.1 mg/m3(ACGIH 1995-1996). MAK: 0.1 ppm; 0.2 mg/m3(1996).

Sales de flúor:

Hay distintas sales de flúor con variadas aplicaciones. El fluoruro de sodio, NaF, se emplea como agente fluorante; el difluoruro de amonio, NH4HF2, se emplea en el tratamiento de superficies, anodizado del aluminio, o en la

Sin embargo en marzo de 1999 la hoja informativa de sustancias peligrosas del Departamento de Salud y Servicio para Personas Mayores de la ciudad de New Jersey (Ver anexo Nº 2), presenta los siguientes valores:


OSHA: Límite legal permitido en el aire (PEL) es de 0,1 ppm como promedio para un turno laboral de 8 horas. NIOSH: Límite recomendado de exposición en el aire es de 0,1 ppm como promedio para un turno laboral de 10 horas. ACGIH: Límite recomendado de exposición en el aire es de 1 ppm como promedio para un turno laboral de 8 horas y 2 ppm como límite de exposición a corto plazo (STEL).

* La absorción excesiva de F- puede producir un sistema agudo de fluorosis con hipocalcemia, interferencia con varias funciones metabólicas y daños orgánicos al corazón, hígado y riñones. Efectos por contacto con la piel: * Puede producir quemaduras graves en la piel. Efectos por contacto con los ojos: * Puede producir quemaduras graves en las córneas. La exposición prolongada puede producir la fluorosis o esmalte moteado y manchas en los dientes2.

4. Enfermedades El flúor y el HF deben ser manejados con gran cuidado y se debe evitar totalmente cualquier contacto con la piel o con los ojos. El HF anhidro hierve a 19 °C y es capaz de destruir un cadáver, incluyendo sus huesos, sus vapores son muy irritantes y tóxicos, sus descubridores murieron por su acción. Nunca ha de mezclarse con metales alcalinos ni con amoníaco. En presencia de SbF5, se convierte en un superácido (el HF anhidro). La capacidad de protonación es tan grande que oxida a metales como el cobre y protona al metano etc. Tanto el flúor como los iones fluoruro son altamente tóxicos. El flúor presenta un característico olor acre y es detectable en unas concentraciones tan bajas como 0,02 ppm, por debajo de los límites de exposición recomendados en el trabajo.

5. Síntomas Es posible que se presente los siguientes afectos agudos (a corto plazo) ocurridos inmediatamente o poco después de la exposición al flúor, así.           

Irritación y quemadura en ojos y piel. Irritación de nariz y garganta. Irritación de pulmones, tos y falta de aire. Edema pulmonar. Dolor óseo y fracturas Hemorragia nasal Náuseas Vómito Perdida apetito Diarrea Estreñimiento3

6. Procedimiento de muestreo

Es así como a las posibles afecciones considerando su vía de ingreso, según la información presentada por PRAXAIR (Ver anexo Nº 3) en la ficha de datos de seguridad versión 101, se presentan:

Tomando en cuenta el procedimiento de muestre de NIOSH en el procedimiento 7902 para sustancias fluoradas, aerosoles y gases 2

Efectos por inhalación:

LAUWERYS, Robert R. Toxicología industrial e intoxicaciones profesionales. Ed. MASSON. Barcelona 1994. 3

1

PRAXAIR. Ficha de datos de seguridad del Flúor. Versión 10. 18 de diciembre de 2006.

Departamento de Salud y Servicio para Personas Mayores de la ciudad de New jersey. Hoja informativa de sustancias peligrosas. marzo de 1999.


con ISE cuyo CAS es 7664-39-3 (HF), establece el uso de filtros uno con membrana de ester de celulosa de 0,8 µm y otro con membrana de Na2CO3-. El caudal de la bomba varía entre 1 y 2 Lt/min, con el objetivo de logra un paso de aire por el sistema entre 12 a 600 litros, de acuerdo a las orientaciones del método de muestreo se deben utilizar de 2 a 10 blancos por set de muestreo.

Como parámetros para la toma de las muestras se establecieron los valores presentados en la tabla a continuación. Tabla N° 1

7. Ejemplo En una planta de fabricación de vidrio se adiciona un compuesto de flúor con el fin de aumentar la fluidez del material, el área posee un alto costo de puesta a punto, por lo cual de trabaja de manera continua durante todos los días del año. El suministro del compuesto de flúor a la fundición de vidrio se realiza de forma continua y automática mediante un dosificador. En el área se cuenta con tres operadores por turno de ocho horas, cuyos cargos son operario del equipo quien además realiza la calibración del dosificador, auxiliar de fundición quien debe alimentar la tova del dosificador con el compuesto de flúor que es suministrado en sacos de 25 kilos por el proveedor y un muestreador encargado de la toma de muestras del vidrio antes en dos puntos del proceso antes del suministro del compuesto de flúor e inmediatamente después del mismo. Los operarios han manifestado la dolor de huesos, diarrea, vomito y pérdida de apetito. Al conocer los síntomas manifestados por los trabajadores el departamento de Higiene, seguridad y salud ocupacional de la organización ha solicitado el muestreo de la sustancia, para lo cual se establecieron las siguientes condiciones. Para realizar el muestreo se cuentan con tres bombas calibradas y certificadas.

Una vez recibidos los análisis de las muestras suministradas al laboratorio, se hace necesario, se requiere hallar el valor del TLV corregido utilizando el valor de horas de trabajo por semana que son 56, el cual arroja un factor de corrección del 0,625 y un TLVc de 0,0971 (Ver tabla a continuación)

Tabla N° 2

Al calcular la concentración a la cual se encuentran expuestos los trabajadores las nueve muestras se encuentran dentro de los parámetros establecidos en el procedimiento de muestreo de la guía NIOSH variando la


concentración de la exposición desde 0,053 hasta 0,652 mg/m3, como se muestra en la tabla a continuación.

respectivamente indicando sobreexposición para los tres.

Conclusiones y recomendaciones Tabla N° 3 Una vez conocidos los resultados del monitoreo de Flúor en la fabricación de vidrio se puede afirmar que esta es un área con alto grado de peligrosidad en términos generales, que requiere especial atención mediante el constante monitoreo de las condiciones de trabajo, la eficiencia de los controles propuestos así como la salud de los trabajadores expuestos a las labores analizadas.

Sin embargo al analizar el Grado de Riesgo (GR) se observa la sobreexposición en ocho de las nueve muestras realizadas, mientras que la restante requiere la toma de medidas. Por otro lado al analizar los tres cargos muestreados en el caso del operador del equipo los tres se encuentran sobre expuestos con valores de concentración de Flúor del 0,652, 0,547 y 0,257 mg/m3 en cada turno respectivamente, arrojando el menor grado de riesgo para el operador del turno de 10:00 p.m. a 6:00 a.m.

En el caso del auxiliar de fundición los turnos entre 2:00 p.m. a 10:00 p.m. y entre 10:00 p.m. a 6:00 a.m. presentan sobreexposiciones del orden del 0,32 y 0,167 mg/m3 respectivamente, mientras que el auxiliar del turno de 6:00 a.m. a 2:00 p.m. presenta una exposición del 0,053 mg/m3 que requiere tomar medidas. Finalmente para el muestreador en los tres casos se presentaron concentraciones de 0,479, 0,264 y 0,35 mg/m3,

Por ello las recomendaciones se dan entre niveles diferentes, a saber: 1. Ingeniería Se recomienda el encerramiento que l adición de flúor al proceso sea inmersa o en el pinto más cercano al vidrio liquido, de tal manera que el chorro no produzca o minimice la emisión del flúor al ambiente y entre en contacto con los trabajadores. Por su parte se podría establecer una cabina de control aislada para el operario del equipo, la una automatización de las labores realizadas por el auxiliar de fundición y el muestreador evitando así el contacto de estos con la sustancia. Instalar sistemas de monitoreo y alarma permanente que le indique al operario la concentración de la sustancia y pueda realizar una toma de decisión asertiva para la protección de su salud y vida.


2. Administrativas Realizar mediante un estudio de métodos y tiempos, la evaluación y respectiva mejora en el método de trabajo orientado hacia la reducción en los tiempos de exposición y la frecuencia de los mismos. Reducir los turnos de trabajo y generar esquemas de rotación de personal. Entrenar, concientizar del riesgo y dar al trabajador la autonomía necesaria para la toma de decisiones de acuerdo a los niveles de riego presentes en el área de trabajo. 3. Trabajador Suministrar al trabajador vestido de trabajo adecuado, así como los elementos de protección de personal idóneos, acompañado de un entrenamiento periódico y controlado sobre el uso y mantenimiento de los mismos siguiendo las recomendaciones a continuación. a. Ropa de Trabajo: En general, uso de indumentaria de trabajo resistente a químicos. b. Protección Respiratoria: Permanente en caso de sobrepasarse alguno de los límites permisibles normados. Debe ser específica para gases de flúor. c. Guantes de Protección: Usar guantes de características impermeables y que no sean atacados por el flúor. d. Lentes Protectores: Se deben usar lentes de seguridad resistentes contra gases de flúor. e. Calzado de seguridad: En general, utilizar calzado cerrado, no absorbente, con resistencia química y de planta baja. Como diría Karl Marx “el obrero tiene más necesidad de respeto que de pan”4, respeto que inicia desde una orientación adecuada, entrenamiento eficaz, capacitación constante, 4

http://www.notrabajo.com/frases.htm

suministro de espacios, herramientas y protecciones adecuadas para el desarrollo de la labor asignada sin perjuicio o con el mínimo impacto en la salud del trabajador.

Bibliografía Enciclopedia Encarta 2002. http://tannheilsa.is/interpro/heilb/tannvernd.nsf /pages/wpp0054 García Valoria, Ana. Metabolismo del flúor. http://www.ada.org/publics/fluoride/factssaf13-22.html#13. Publicado el 31/07/2001en geodental.com.


SIECHA UN BIOMA MAGICO QUE PUEDE SUFRIR PERTURBACIONES LOCALES DE ORIGEN BIOTICO Jenny Alexandra Romero; Luis Alexys Pinzón Castro Especialización formulación y Evaluación de Proyectos, floewers18@hotmail.com; Docente, Estadística, Luis.pinzon@unimeta.edu.co, Corporación Universitaria del Meta

RESUMEN Debido a que los páramos son ecosistemas de alta montaña, presentan alta biodiversidad, además son reguladores hídricos y que se constituyen como espacios de vida para las comunidades. Algunos de ellos han sido considerados como sitios de interés de la Convención Ramsar sobre humedales; para éste caso el Parque Nacional Natural Chingaza. A lo largo de la historia, los cambios geológicos y climáticos han influenciado la estructura y composición de los ecosistemas de montaña. Van der Hammen (1973). Los páramos son considerados como uno de los biomas más estratégicos, pero a su vez uno de los más vulnerables al cambio climático; es ahí donde se puede afirmar que las lagunas de Siecha “PNN Chingaza” están en peligro y en general todos los páramos del mundo, lo cual indica que el tiempo se está acabando y que debemos tomar medidas urgentes para mitigar el calentamiento global; se puede detallar que por el aumento de CO2 la temperatura aumentará y la precipitación se reducirá.

INTRODUCCION Una de las partes más irónicas es que Colombia es un país altamente vulnerable al cambio climático si bien no es responsable de este problema de echo Colombia emite 0,2 % del total de los gases de efecto invernadero que provocan el calentamiento global y el consecuente cambio climático, Colombia sí se vería afectada en los ámbitos social, económico y ambiental; las proyecciones de los impactos son alarmantes ya que la mitad del país se verá afectado por cambios en el patrón de lluvias, lo cual conllevaría a la desaparición de un 75 % de los páramos; desde tiempos inmemorables los páramos fueron considerados por los indígenas como áreas sagradas, estos archipiélagos terrestres se

presentan en los Andes desde el norte del Perú hasta Ecuador, Colombia y Venezuela, por encima de los 3200 m.s.n.m. debido a la considerable variación de temperatura. Las lagunas de Siecha se encuentran ubicadas al noroccidente del Parque Nacional Natural Chingaza dentro de la jurisdicción del municipio de Guasca, Cundinamarca a 50 Km de Bogotá, con un altura promedio de 3750 m.s.n.m. su ecosistema es paramo Andino, además por su importancia como santuarios dentro de la cultura muisca y actualmente en la cultura local juega un papel muy importante para generar conciencia por los grandes servicios ambientales que ofrece especialmente en relación con el recurso hídrico. Al presentarse un aumento de temperatura en el ecosistema de paramo, el componente biótico se vería afectado lo que conllevaría a la perdida de parcial o total de sus hábitats y nichos. El incremento de las temperaturas medias anuales causaría elevación del límite bioclimático bosque páramo conllevando a un efecto quizás no tan notorio en estos momentos; si el fenómeno se agrava y continúa podría llevar a la introducción de elementos de bosque en el subpáramo. Si la temperatura aumenta considerablemente el ecosistema de las Lagunas de Siecha y en general los ecosistemas de paramo Andino aumentaran su cuotas ya que son vulnerables al desequilibrio ecológico y cambiara radicalmente el paisaje pasando de ser un páramo a bosque. Estos cambios afectaran inicialmente a los anfibios siendo éstos los más sensibles. Una de las funciones de las turberas que se encuentran en el sector de las Lagunas de Siecha es descomponer la materia orgánica que baja de las montañas, teniendo como producto final cantidades de carbono que almacena en su capa vegetal y ayuda a mitigar el efecto del cambio climático. Si dejamos que el cambio climático se incremente y sus impactos lleguen a una mayor magnitud,


para muchos países como Colombia estos ecosistemas de paramos desaparecerían y con ellos las funciones ecosistemicas, los impactos podrían ser irreversibles si continua el aumento promedio de la temperatura global del planeta como estamos viendo, la variación de la humedad por incremento de la evaporación genera un descenso considerable en la capacidad de retención de agua para las lagunas que se refleja en desequilibrio en la regulación hídrica; no obstante todavía estamos a tiempo para evitar estos impactos nefastos y la solución depende de la voluntad de la comunidad internacional, por medio del protocolo de Kioto.

METODOLOGIA Para obtener el diagnóstico de la situación del sector de las lagunas de Siecha se solicitó información preliminar al Ministerio de Medio Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial y los resultados de estudios de clima realizados por el IDEAM; por medio de la Asociación Ecoturística y de Educación Ambiental SUASIE se hizo un recorrido por el Parque Nacional Natural Chingaza y se realizó un proceso de socialización; con base a los datos encontrados se realizo un análisis detallado del cambio climático al sector de Siecha, de cómo el aumento de la temperatura a provocado grandes perturbaciones climáticas alterado los ecosistemas de páramo.

RESULTADOS Y DISCUSIONES Los resultados de los estudios realizados por el IDEAM, indican que en un escenario de duplicación de CO2 la temperatura aumentara 0

ente 2,5 y 3 C y la precipitación se reducirá entre un 10 y 20 %. El principal efecto potencial es el probable ascenso de las zonas bioclimáticas y sus límites hasta un 400 o 500 metros, en un tiempo relativamente corto. Estas partes de la zona de vida bioclimática (según Holdridge) que sufrirán la transición a otra zona serian las más vulnerables. Es importante resaltar que estamos frente a la proximidad de una situación que no se ha presentado en por lo menos 700.000 años o más. (Ideam, Ministerio del Medio Ambiente y Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo, 2002).

También tendríamos un panorama bastante crítico en un posible incremento en las concertaciones de CO2 atmosférico. Los desplazamientos de las zonas de vida en el sector de las lagunas de Siecha como ha sido expuesto anteriormente, tendrían un gran impacto en término de la distribución y la diversidad de las especies (tabla 1). Tabla 1 DESPLAZAMIENTOS EN LAS ZONAS DE VIDA EN LA ALTA MONTAÑA COLOMBIANA POR UN CAMBIO CLIMATICO ZONA DE VIDA DE HOLDRIDGE DE ALTA MONTAÑA Matorral Desértico Montano Bosque Húmedo Montano Bosque muy Húmedo Montano Bosque Pluvial Montano Páramo Subandino Páramo Pluvial Subalpino Tundra Pluvial Alpina Nieve

EQUIVALENTE CUATRECASAS

AREA ZVH DESPLAZADA % TOTAL

%

69,14

41,11 Subpáramo

47,6 40,79

73,64 44,87 Páramo

75,75 76,47

Subpáramo

85,2

85,2

Nieve

94,48

94,48

Fuente: Ideam, Ministerio del Medio Ambiente y Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo, 2002

Teniendo en cuenta la tabla 1 se deduce que la localización de los ecosistemas de alta montaña hace que en ascensos asociados a un calentamiento se genere una reducción de área y una disminución de la diversidad biológica que ellos albergan. El aumento en la temperatura significaría el desplazamiento de las zonas de vida de paramo hacia las partes más altas, Debido al avance en la vertical, el área del ecosistema se reduce y tiende a desaparecer, como se observa en la Figura 1,


esta localización particular en alta montaña los hace vulnerables al cambio climático. Figura 1 ZONAS BIOCLIMÁTICAS ACTUALES Y EN ESCENARIO 2XCO2

La amenaza en los ecosistemas de alta montaña, al aumento de la temperatura, es un efecto lento pero irreversible.

BIBLIOGRAFIA García, J. 2003. Análisis del potencial de emisión de dióxido de carbono del páramo de Chingaza y lineamientos para su conservación en el contexto del Mecanismo de Desarrollo Limpio. Tesis de grado para optar al título de Ecólogo. Universidad Javeriana.

Fuente: Ideam, Ministerio del Medio Ambiente y Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo, 2002

El desplazamiento tendría consecuencias negativas muy acentuadas en páramos, superpáramos y nival. El escenario de cambio significaría en muchos casos una disminución progresiva del área del páramo, hasta su eventual desaparición. Los páramos son altamente vulnerables a cualquier disturbio (IDEAM, Ministerio del Medio Ambiente y Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo, 2002) Es de ese modo que el descontrolado calentamiento global afecta a los páramos ya que al aumentar la temperatura, las especies que están adaptadas a las condiciones típicas del páramo deben migrar a sitios más altos y fríos en busca de condiciones ideales para su supervivencia. Con el tiempo, todo el ecosistema migra a las partes más altas.

CONCLUSIONES Las potenciales consecuencias del cambio climático no son uniformes en todo el planeta y dependen de diversos factores. La intensidad y la distribución de los efectos del cambio climático variarán de región en región. La gran reserva de carbono en las turberas, ayuda a mitigar el impacto que ocasiona el aumento indiscriminado de los gases de efecto invernadero.

IDEAM, Ministerio del Medio Ambiente y Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo. 2002. Páramos y Ecosistemas Alto Andinos de Colombia en condición Hot Spot & Global Climatic Tensor. IDEAM– Colombia.

Asociación Ecoturística y Educación Ambiental,

ONG SUASIE.


RETOS INHERENTES A LOS PROTOCOLOS AMBIENTALES LUEGO DE 2012: UNA NUEVA COYUNTURA POLÍTICO–AMBIENTAL. Luis Germán Polanco Contreras1 1

Estudiante de Economía y Matemáticas. Ensayo presentado al profesor Jorge Valencia para la asignatura de Introducción a la Economía Colombiana en la Universidad de los Andes. Email: lg.polanco75@uniandes.edu.co. Tel: (571) 8619092

1. CONTENIDO Cambio climático, en las últimas décadas estas dos palabras ha ido tomando fuerza en las decisiones políticas y económicas en el mundo entero, en las pasadas décadas han aparecido en el escenario mundial muchas personas preocupadas por los problemas climáticos que afectan al mundo, muchas denuncias se han hecho a lo largo de los tiempos: los deshielos cada vez más frecuentes en los glaciares argentinos, la disminución de los glaciares desde las altas montañas del Himalaya hasta los andes peruanos como se ve en cientos de noticias como esta: “En 1970, el área glaciar de la Cordillera Blanca era de 723.37 km2, pero en 1997 ya el área se redujo casi un 16% para estar en la actualidad en 533.000 km2, lo que significa una pérdida de una cuarta parte de su área.”[1], el dramático aumento de la temperatura en el planeta, el agravamiento del, desafortunadamente conocido, efecto invernadero; entre muchas otras denuncia y problemas que el mundo entero debe comenzar a enfrentar desde ya.

La manera de enfrentar, el ya imparable cambio climático, es tomar las medidas políticas y sobretodo económicas más drásticas para reducir la contaminación, fomentar el uso de tecnologías limpias y fuentes renovables de energía; en términos generales deben los gobiernos inducir conciencia mundial que genere en las personas un cambio radical en muchas de nuestras más arraigadas costumbres de vida como lo señala el banco mundial: “El cambio climático es diferente de los demás problemas que enfrenta la humanidad y nos reta a cambiar nuestra forma de pensar de muchas maneras. Por sobre todas las cosas, nos desafía a pensar en el significado de formar parte de una comunidad humana que es interdependiente en términos ecológicos.” [2]. Pero claramente este cambio de conciencia en las personas debe estar acompañado de las políticas económicas y gubernamentales adecuadas; tenemos frente a nosotros la más poderosa herramienta multilateral que el mundo ha firmado respecto a el tema ambiental, el protocolo de Kyoto que caduca en 2012; con el fin de este


protocolo ambiental que buscaba reducir las emisiones de gases invernadero en por lo menos un 5% entre 2008 y 2012; el mundo entero se encuentra entonces frente a la posibilidad de dar vida a un nuevo marco ambiental que fortalezca las políticas ambientales y en donde se establezcan los lineamientos necesarios a futuro para permitir que el mundo salga a flote de la actual crisis ambiental como lo indica Paula Rizzi en las siguientes líneas publicadas en TuVerde.com: “la urgente necesidad de sustituir el Protocolo de Kyoto firmado en 1997 (…) por uno que se proyecte y sea implementado de acuerdo a la situación actual. La humanidad necesita alcanzar un gran acuerdo que contemple la integridad medioambiental y la apertura a todos los medios disponibles para detener el calentamiento global.” [3]. Pero la concepción de un nuevo tratado ambiental representa un reto político muy amplio dada la dificultad de encontrar los acuerdo convenientes para países desarrollados (G8) y los países en desarrollo, todo ello sumado a los objetivos sugeridos por la ONU a través del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) a través de Mr. Rajendra K. Pachauri, presidente de la IPCC: “It is heartening that the G8 leaders have recognized the broad scientific view of limiting increase in global average temperature to 2° C. But, we have clearly specified that if temperature increase is to be limited to between 2.0 and 2.4° C, global emissions must peak no later than 2015.” [4], estas proyecciones sobre el aumento de la temperatura mundial

significan una reducción de entre el 25 y 40% [3] en las emisiones de gas invernadero como lo señala Paula Rizzi o de lo contrario de presentara un escenario desmoralizante “Los escenarios proyectados para el siglo XXI apuntan a una posible estabilización en más de 750 ppm de CO2e, con potenciales cambios de temperatura superiores a los 5°C.” [2], como lo señala la ONU. La dificultad radica en dos aspectos fundamentales, el primero de ellos es que muchos de los países desarrollados han presentado propuestas de reducción muy por debajo de los niveles indicados por la IPCC y países en desarrollo como China, India y Brasil alegan que para poder cumplir con sus respectivas cuotas de reducción deben recibir apoyo económico y tecnológico de los países en desarrollo [3]; estos dos elementos hacen que la concepción de un nuevo tratado ambiental deba desarrollarse en un ambiente de pugna muy fuerte entre los países desarrollados y los diferentes organismos multilaterales. En primer lugar la falta de compromiso de algunos países desarrollados ha sido fuertemente criticada por el Banco Mundial: “El principio de “responsabilidad común pero diferenciada”, una de las bases del marco de Kyoto, implica que los países en desarrollo también tienen una función que desempeñar. La credibilidad de cualquier acuerdo multilateral dependerá de la participación de los principales emisores del mundo en desarrollo.” [2], muchas ONG han criticado de la misma manera estos acuerdos pre-


Copenhague como el acuerdo de Bonn, Alemania firmado en Agosto de 2008, donde se llego a un límite de reducción mínimo del 21%, que se considera insuficiente para mitigar el efecto del calentamiento global. Muchos atribuyen esta falta de compromiso de los países desarrollados a que estos están hasta ahora mostrando leves signos de recuperación de la crisis financiera vivida desde 2008 y no quieren arriesgar sus economías con grandes inversiones del orden del 1,6% del PIB anual en reducción de la emisiones que puedan afectar sus economías locales y las proyecciones de aumento en la producción necesarias para dar un paso adelante fuera de la crisis; cabe anotar que de no hacer esta inversión el costo podría estar entre el 5% y el 20% del PIB anual para 2030; como lo indica el Informe sobre desarrollo humano 2007 – 2008 [2]. Por otro lado los países en desarrollo como Brasil, India y china se han negado a firmar el acuerdo de Bonn, y por tanto se ve un muy difícil escenario de negociación para Copenhague, si los países más ricos no se comprometen con ellos a flexibilizar las normas de transferencia tecnológica que las permita adquirir las herramientas necesarias para la reducción de gases invernadero mientras ellos pueden mantener su nivel de crecimiento actual, no solo con ellos se deben flexibilizare las normas, pero si son ellos los abanderados de los países más pobres que requieren el urgente cambio normativo sugerido por la ONU “El esfuerzo mundial de mitigación mejoraría considerablemente si el mecanismo posterior a Kyoto 2012

incorporara sistemas de financiamiento y transferencias tecnológicas, los cuales podrían servir para derribar obstáculos que impiden el desembolso rápido en las tecnologías con bajas emisiones de carbono necesarias para evitar el cambio climático peligroso.” [2] En conclusión nos encontramos frente al escenario de negociaciones climáticas más poderoso que hemos enfrentado durante años (desde 1997) y debemos aprovecharlo para tomar las medidas más estrictas y fuertes necesarias para combatir el deterioro de nuestro planeta tierra, pero nos encontramos frente al más desalentador escenario económico, con países desarrollados no comprometidos con las metas sugeridas por los grupos científicos alrededor del mundo debido a una crisis económica que hizo descender drásticamente los niveles de crecimiento y desarrollo de muchos de estos países y sumado a ello los países en vía de desarrollo ven con dificultad alcanzar estas metas sin golpear radicalmente sus crecientes economías, a menos que los países desarrollados se den a la tarea de gestionar eficientes y claros procesos de transferencias tecnológicas que le permitan al mundo entero desarrollas las herramientas necesarias para alcanzar las metas de reducción de emisiones de gases invernadero. Luego de 2012 con la entrada en vigencia del acuerdo que ha de salir del COP15 (Conferencia del Cambio Climático de las Naciones Unidas) y de los demás lineamientos que se susciten en este encuentro se espera que las proyecciones climáticas para el mundo sean más favorables y no se superen los valores de emisiones y de aumento de la


temperatura global, para que entonces no tengamos que enfrentar un escenario más agresivo tanto política, económica y ambientalmente.

2. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS [1] Arevalo, Dardo. Deshielo de la Cordillera Blanca de Perú por calentamiento global. En: BlogEcologista.com. [en línea]. (2009). [consultado 16 de noviembre de 2009]. Disponible en: http://www.blogecologista.com/2009/02 /03/deshielo-de-la-cordillera-blanca-deperu-por-calentamiento-global/

[2] Programa de la Naciones Unidas para el Desarrollo, PNUD. Informe sobre Desarrollo Humano 2007 – 2008. La lucha contra el cambio climático: Solidaridad frente a un mundo dividido. En: INFORMES SOBRE DESARROLLO HUMANO. [en línea]. (2007). Pág. 3 [consultado 16 de noviembre de 2209]. Disponible en: http://hdr.undp.org/en/media/HDR_200 72008_SP_Complete.pdf [3] Rizzi, Paula. TuVerde responde: ¿Qué es la COP15 de Copenhague y por qué es el evento ambiental del año? En: TuVerde.com. [en línea]. (2009).[consultado 16 de noviembre de 2209]. Disponible en: http://www.tuverde.com/2009/09/tuverd e-responde-%C2%BFque-es-la-cop15de-copenhague-y-por-que-es-el-eventoambiental-del-ano/

[4] Pachauri, Rajendra K. Statement of DR. R. K. Pachauri. UN Summit on Climate Change, 22 September 2009. En: Intergovernmental Panel on Climate Change. [en línea]. (2009).Pág. 3. [consultado 16 de noviembre de 2209]. Disponible en: http://www.ipcc.ch/pdf/presentations/rk p-statement-unccs-09.pdf


Modelado del Crecimiento de Bacterias al Interior de un Biodigestor Alejandro Chica 1, Germán Lopez 2 1

Estudiante IV semestre Maestria en Ingenieria , Universidad Libre.alejandro.chica@unimeta.edu.co , 2Profesor IV semestre Maestria en Ingenieria, Universidad Libre. germanlopezm@yahoo.es,

RESUMEN El presente representa trabajo pretende generar una aplicación de modelado del crecimiento de bacterias al interior de un biodigestor, se abordara el tema de tipos de biodigestores, al igual que se abarcara información sobre los tipos de procesos y bacterias que habitan estos elementos, se analizara teóricamente el comportamiento de estas bacterias y su taza de crecimiento. Palabras clave: modelado, bacterias, biodigestor, crecimiento.

ABSTRACT This work is intended to build an application modeling the growth of bacteria within a digester, would address the issue of types of digesters, as it includes information on the types of processes and bacteria that inhabit these elements, theoretically analyzethe behavior of these bacteria and their growth rate.

Keywords: modeling, bactéria, biodigester, growth.

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1. INTRODUCCIÓN Los biodigestores como medio para la producción de biogás (metano, CH4) son de gran uso en las provincias de Colombia, esto debido a que el uso de esta fuente alterna de energía asegura la disminución en la contaminación ambiental, disminuye los costos de producción en las pequeñas granjas de Colombia y brinda subproductos como el abono orgánico, capacitar a nuestras comunidades en estos proyectos permitirá mejorara las condiciones de vida, allí radica la importancia del modelado de crecimiento de las bacterias en los biodigestores, ya que gracias a su acción al interior de los biodigestores permiten el mejor rendimiento y eficiencia en producción de energía de un biodigestor. 2. BIODIGESTORES. Los biodigestores son un medio de tratamiento de las excretas de animales y de otros tipos de desechos orgánicos utilizando un proceso de digestión anaeróbica. La degradación o descomposición se da por la acción de bacterias anaeróbicas (que actúan en un medio sin oxígeno). Las bacterias consumen el carbono y el nitrógeno y como resultado se produce una combinación de gases formado por metano, Anhídrido carbónico y un poco de monóxido de carbono y anhídrido sulfuroso, entre otros.

 Sulfuro de hidrógeno ( S H 2) 0.1 %. El aporte calórico fundamental lo ofrece el metano cuyo peso especifico es de alrededor de 1 kg./m3. 3. PRODUCCIÓN Y CONSUMO DE BIOGÁS En este proceso realizado por bacterias, se libera un mezcla de gases (55 a 70%) formada por: Metano

Dióxido de carbono

Hidrógeno

Nitrógeno

Ácido sulfúrico

La producción de biogás, además de aprovechar Materia considerada como desperdicio, origina como subproducto un fertilizante de calidad excelente. El biogás tiene mucha importancia en los países en desarrollo, y en los industrializados está aumentando la atención por este combustible. Los desechos están. Compuesto de Se transforman

Proteínas Compuestos Solubles

Grasas Ácidos grasos

Carbohidratos Aminoácidos

En donde las bacterias los transforman en ácidos orgánicos simples como el ácido acético y propianico los cuales se transforman por medio de las bacterias.

Los alimentos de las bacterias anaeróbicas son el carbono (en la forma de carbohidratos) y el Nitrógeno (en proteínas, nitratos, amoníaco, etc.). El carbono se utiliza para obtener energía y el nitrógeno para la construcción de estructuras celulares. Como resultado de este proceso se produce principalmente gas metano y un fertilizante líquido ó efluente. El biogás esta compuesto por:   

Metano (CH4) 55 a 70 %. Anhídrido carbónico (CO2) 35 a 40 %. Nitrógeno (N2) 0.5 a 5 %.

Figura 1. Algunos usos del biogás en la unidad de producción: energía eléctrica; calentadores; fogones y diferentes cocinas adaptadas.

19


4. ORGANISMOS BIODIGESTOR

DENTRO

DEL

Las bacterias son muy pequeñas, entre 1 y 10 micrómetros (μm) de longitud, y son muy variables en cuanto al modo de obtener la energía y el alimento. Están en casi todos los ambientes: en el aire, el suelo y el agua. Algunas se encuentran en muchos alimentos y otras viven en simbiosis con plantas, animales y otros seres vivos. Descomposición, es la división de un compuesto en sus componentes más simples por medio de una reacción química. En química, un agente común de descomposición es el calor, que puede descomponer tanto los compuestos inorgánicos como los orgánicos.

Partiendo de este dato y teniendo en cuenta un calculo para un biodigestor al que se le inicia con una cantidad de 20 g de levadura activa, hallar el tamaño de la poblacion bacteriana en 20 dias despues de iniciado el proceso de fermentacion en un biodigestor piloto de no mas de 2 lb de contenido para desechos de biomasa. Diseño del Modelo Las ecuaciones diferenciales se emplean en ingenieria como metodo para el estudio de diferentes forma de crecimiento poblacional bajo condiciones constantes y establecidad. El crecimiento de la poblacion se enfrenta a factores que impiden el crecimiento con el tiempo, como la escasez de alimentos o de agua, está dado por una ecuación diferencial, llamada de crecimiento limitado:

La descomposición también puede producirse por : Donde: Acción química

Catálisis

Enzimas

La luz

El término descomposición se aplica también al fenómeno de desintegración biológica o putrefacción causado por los microorganismos. La fermentación, por ejemplo, es causada por la acción de las enzimas. La cantidad de bacterias al interior de un biodigestor puede calcularse a partir de cultivos puros de especies conocidas de bacterias o levaduras; cada cepa seleccionada se cultiva de forma intensiva y pura por procedimientos adaptados y optimizados que permiten alcanzar tras la cosecha concentraciones celulares muy elevadas por gramo o mililitro de producto, pudiendo llegar a 1010 gérmenes por gramo para las levaduras y 1012 gérmenes por gramo para las bacterias. El valor de su taxa de crecimiento en condiciones de 35°C y condiciones de flujo controlado de aire, y glucosa es de 12% día.

M es el tamaño de la poblacion maxima y es el tamaño de la poblacion normal k es la razon de crecimiento En tal modelo la razón de crecimiento es proporcional a la proximidad de la población

normal con el tamaño de la población máxima.

Separando variables en integrando ∫

20


7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Sustituyendo

Usando matlab para la solucion de la ecuacion diferencial, obtenemos

5,68E+25 6,17E+25 6,60E+25 6,99E+25 7,33E+25 7,63E+25 7,90E+25 8,14E+25 8,35E+25 8,53E+25 8,70E+25 8,85E+25 8,98E+25 9,09E+25

Bacterias 1,00E+26 9,00E+25 8,00E+25 7,00E+25 6,00E+25 5,00E+25 4,00E+25 3,00E+25

Para graficar el comportamiento de las bacterias al interior del biodigestor dentro del día 0 al día 20 se realizan las siguientes operaciones graficas en matlab. En la siguiente tabla se remplazan el tiempo requerido en la ecuacion que representa el crecimiento bacterial a fin de establecer la curva caracteristica de crecimiento. Tabla de cremiento bacterial vs dia Dias Bacterias 1 1,13E+25 2 2,13E+25 3 3,02E+25 4 3,81E+25 5 4,51E+25 6 5,13E+25

2,00E+25 1,00E+25 0,00E+00 0

5

10

15

20

Grafica 1. Función de crecimiento bacterial dentro del biodigestor. 5. DISCUSIÓN El estudio del modelado matemático aplicado a crecimiento poblacional es una herramienta de gran aporte en el diseño de nuevas estrategias para la mitigación o incentivo a las mismas, ya que en el caso explicito del análisis del biodigestor el estudiar el diferente comportamiento de bacterias al interior de diferentes biodigestores harían muy costoso y

21

25


extenuante el trabajo crecimiento poblacional

de

análisis

de

En el modelado es de vital importancia el manejo de diferentes fuentes de información ya que si bien el desarrollo es netamente matemático la inserción de variables debe ser precavida ya que una variable mal analizada o mal tomada puede acarrear a errores de cálculos y con la posterior falla en el modelo.

6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1]

Wikipedia,

MathWords,

[4] Unidad de Planeación Minero Energética– UPME. 2005. Apéndice D. Evaluación de la Radiación Solar en Colombia. [5] Vargas, C A. 2009. MAPA GEOTÉRMICO DE COLOMBIA, X Symposium Thechnical Commitee, 2009. [6] Revista ISAGEN Colombia, http://economia.terra.com.pe/noticias/noticia. aspx?idNoticia=201009041729_RTI_SIE683 0F4, 2010 [7] http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/business/n ewsid_7360000/7360496.stm

http://es.wikipedia.org/wiki/MATLAB, 2010. [2] ESMAP, 2007. Review of Policy Framework for Increased Reliance on Renewable Energy in Colombia [3] Ministerio de Minas y Energía & Unidad de Planeación Minero Energética–UPME. 2009. Plan de Expansión de Referencia – Generación – Transmisión 2009-2023.

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Cap&Cua 5  

Revista Cientifica

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