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ECCIÓN SECUNDARIA Segundo “A” Nombre: Alejandro Aldana Peña Materia: Física Tema: ¿Qué aparatos electrónicos se usan en la prevención, medición y tratamiento de la contaminación atmosférica y el funcionamiento de cada uno de ellos?


Índice: 1._ Portada______________________________________ 2._ Indicé_______________________________________ 3._ Introducción__________________________________ 4._ ¿Qué es contaminación atmosférica?_____________ 5._ Aparatos que nos ayude en la contaminación-----------------6._ Aparatos que controlan la contaminación atmosférica ---------------7._ Medición de contaminantes atmosféricos_________ 8._ Muestreo de contaminantes atmosféricos_________ 9._ Componentes de un equipo de monitoreo directa__________________________________ 10._

Componentes

de

un

sistema

de

contaminación___________________________________ 11._ Tipos de contaminantes en el aire______________ 12._conclusion -------------------------------------------------------------

por

medición

monitoreo

de


Introducción En este reporte nos ayudara a dar o buscar información de acerca de los instrumentos que miden la intensidad de la contaminación atmosférica, ya que este problema ha incrementado en los últimos años. Cada año, los países industriales generan miles de millones de toneladas de contaminantes.

Los

contaminantes

atmosféricos

más

frecuentes

y

más

ampliamente dispersos se describen en la tabla adjunta. El nivel suele expresarse en términos de concentración atmosférica (microgramos de contaminantes por metro cúbico de aire) o, en el caso de los gases, en partes por millón, es decir, el número de moléculas de contaminantes por millón de moléculas de aire. Muchos contaminantes proceden de fuentes fácilmente identificables; el dióxido de azufre, por ejemplo, procede de las centrales energéticas que queman carbón o petróleo. Otros se forman por la acción de la luz solar sobre materiales reactivos previamente emitidos a la atmósfera (los llamados precursores). Por ejemplo, el ozono, un peligroso contaminante que forma parte del smog, se produce por la interacción de hidrocarburos y óxidos de nitrógeno bajo la influencia de la luz solar. El ozono ha producido también graves daños en las cosechas. Entre los contaminantes atmosféricos emitidos por fuentes naturales, sólo el radón, un gas radiactivo, es considerado un riesgo importante para la salud. Subproducto de la desintegración radiactiva de minerales de uranio contenidos en ciertos tipos de roca, el radón se filtra en los sótanos de las casas construidas sobre ella. Se da el caso, y según recientes estimaciones del gobierno de Estados Unidos, de que un 20% de los hogares del país contienen concentraciones de radón suficientemente elevadas como para representar un riesgo de cáncer de pulmón.

Contaminación atmosférica


¿Qué es? La contaminación atmosférica la presencia en el aire de sustancias y formas de energía que alteran la calidad del mismo, de modo que implique riesgos, daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza. Todas las actividades humanas, el metabolismo de la materia humana y los fenómenos naturales que se producen en la superficie o en el interior de la tierra van acompañados de emisiones de gases, vapores, polvos y aerosoles. Estos, al difundirse a la atmósfera, se integran en los distintos ciclos biogeoquímicos que se desarrollan en la Tierra. De la definición de contaminación atmosférica dada arriba, se desprende que el que una sustancia sea considerada contaminante o no dependerá de los efectos que produzca sobre sus receptores. Se consideran contaminantes aquellas sustancias que pueden dar lugar a riesgo o daño, para las personas o bienes en determinadas circunstancias. Con frecuencia, los contaminantes naturales ocurren en cantidades mayores que los productos de las actividades humanas, los llamados contaminantes antropogénicos. Sin embargo, los contaminantes antropogénicos presentan la amenaza más significativa a largo plazo para la biosfera. es la presencia en la atmósfera de una cantidad de sustancia que implica molestias o riesgos para la salud de los humanos y del resto de los seres vivos, también de bienes de cualquier naturaleza e incluso puede llegar a atacar distintos tipos de materiales, reducir la visibilidad y generar malos olores. Debido a su origen, no hay mucho que la ecología pueda hacer en su contra. La término contaminación atmosférica se suele aplicar a ciertas alteraciones que tienen efectos negativos sobre los seres vivos y sobre elementos materiales, como ya hemos dicho, pero sus principales mecanismos de contaminación, a diferencias de otras contaminaciones, son los procesos de fábricas e industrias, los cuales implican combustión, ya sea en una industria automovilística o en calefacciones residenciales, por lo cual se genera dióxido de carbono y monóxido de carbono, también óxidos de nitrógeno y azufre, entre otros agentes contaminantes. De todas formas, no sólo ese tipo de industrias aumentan la contaminación atmosférica, hay otras que durante sus procesos emiten cloro o hidrocarburos que no han realizado una combustión completa.

Medición de contaminantes atmosféricos:


El muestreo y caracterización de contaminantes atmosféricos se realiza con una gran variedad de equipos. Para determinados contaminantes existen equipos diseñados específicamente para su muestreo, como por ejemplo para las partículas suspendidas totales; en este caso se utilizan los muestreadores de alto volumen los cuales son el método de referencia de la EPA. Muestreo de contaminantes atmosféricos:

La determinación de los componentes del flujo de una corriente gaseosa no podrá tener mayor exactitud que la que proporcione el grado hasta el cual la muestra tomada sea representativa del flujo de gas. Para que los resultados tengan sentido, la muestra deberá representar la concentración y composición variables de la corriente de gas. Cuando estén implicados grandes ductos o chimeneas, una muestra de gas requerirá que se efectúen muestreos transversales al paso del gas (Wark, 1990). A continuación se presenta la descripción de los componentes principales de un equipo de muestreo de chimenea, o tren de muestreo, de contaminantes atmosféricos.

Componentes de un equipo de monitoreo por medición directa:

Boquilla: La boquilla es un dispositivo fabricado generalmente en acero inoxidable, cuarzo o borosilicato cuyo filo en la parte final debe estar hacia el exterior, para conservar un diámetro interno constante, por el mismo motivo debe ser construida


de una sola pieza. Se debe disponer de una variedad de tamaños ya que van desde 0,32 -1,27 centímetros de diámetro interior. Sonda: La sonda consiste en un tubo metálico que se encuentra recubierto con una resistencia eléctrica variable para calefacción. En un extremo la sonda tiene una unión esférica para acoplarse al resto del equipo, en el otro extremo tiene un acople para colocar la boquilla toma muestra; también tiene un termopar para medir la temperatura del gas y un tubo pitot tipo S con sus respectivos conexiones al manómetro ubicado en el módulo de control. Consola: Con esta unidad se controlan las operaciones necesarias para la toma de la muestra. Consiste en un indicador múltiple de temperaturas, interruptores y reóstatos necesarios para la operación del sistema, un medidor de volumen para gases secos con carátula indicadora, un manómetro de vacío para la operación de la bomba de vacío con sus correspondientes válvulas de control fino y grueso, los manómetros para la determinación de caídas de presión en el tubo pitot-S y en el orificio y las tomas de presión y eléctricas. Porta filtro: Fabricado en vidrio de borosilicato con un soporte para el filtro de frita de vidrio y un empaque de caucho de silicona. Pueden utilizarse otros materiales de construcción como acero inoxidable o teflón, su objetivo es garantizar la hermeticidad tanto en su entrada y salida, como alrededor del filtro, se ubica inmediatamente a la salida de la sonda o del ciclón, si es utilizado.

Módulo de toma de muestra: El módulo de toma de muestra consiste de dos secciones: La primera es la sección caliente, conocida como horno, donde se coloca el filtro y el ciclón, esta sección tiene un termopar para medir la temperatura del horno y una resistencia eléctrica variable para calentar toda la sección. La


segunda sección es fría, denominada nevera, consiste en una caja aislada donde se colocan los impactadores en un baño de agua o hielo. Impactadores: Los impactadores son recipientes de vidrio que se unen entre sí de manera hermética para hacer pasar la muestra, luego de que esta ha sido filtrada. Se ubican en la cámara fría, que es bañada en su interior agua o hielo. El contenido de cada uno de los impactadores depende del método utilizado para la determinación de los contaminantes. Cordón umbilical: Es el dispositivo que conecta la sonda de toma de muestra con el módulo de control, por medio del cual se transmiten al módulo de control los datos de presión y temperatura en la sonda de toma de muestra. Bomba: La bomba se utiliza para forzar el paso continuo de la muestra por el equipo de monitoreo, de manera que se pueda controlar el volumen que ha sido transportado.

Métodos

químicos

utilizados

para

la

caracterización

de

contaminantes

atmosféricos: 1. Método colorimétrico: éste se puede considerar como la primera generación

de instrumentos para determinar la contaminación del aire. Operan


típicamente basándose en el principio que una solución en un medio acuoso del gas que se ha de determinar reacción con un reactivo específico generando determinado color y dicho color se mide por medio fotoeléctricos. Dichos analizadores se usan para medir concentraciones de SOx, NO y NO2. 2. Electrodos químicos y celdas electroquímicas: en el analizador químico, un

volumen conocido de gas se pone en contacto con una solución absorbente que tiene un valor de pH de referencia. La solución que contiene el contaminante gaseoso disuelto, NOx o SO, pasa luego por un electrodo selectivo a los iones donde se mide electrónicamente la concentración de los iones proporcional al contaminante absorbido. 3. Análisis

infrarrojo:

se

pueden

utilizar

fenómenos

más

bien

que

características químicas para inferir la concentración de los contaminantes atmosféricos del aire. Se tiene como ejemplo el dispositivo infrarrojo no dispersivo utilizado para medir gases que absorben radiaciones infrarrojas como el monóxido de carbono.


4. Cromatografía de gases: se utiliza para separar las diferentes especies que

interesan en una muestra de gas. Por medio de algún dispositivo se introduce la muestra en la columna cromatografía que contiene una fase estacionaria que funciona como un retardante selectivo. Un gas inerte que no está retenido por la fase estacionaria fluye a un caudal constante a través de la columna. Los cromatografos cuentan con un detector adecuado para indicar la presencia de los componentes del gas caracterizado el cual finalmente genera una representación gráfica la cual es una línea de base sobre la que se superponen una serie de picos. La localización y tiempo de los picos indican componentes de la muestra de gas y el área de los picos indica la cantidad de los componentes presentes en la muestra.

Componentes de un sistema de monitoreo de contaminación: Los componentes de un sistema de monitoreo de la contaminación del aire incluyen la recolección o muestreo de contaminantes del aire ambiental y de


fuentes específicas; el análisis o medición de la concentración de los contaminantes; y la notificación y uso de la información recopilada. EL muestreo y análisis del aire ambiental y de la emisión de las fuentes puntuales son importantes por varias razones. Los datos del aire ambiental se usan para determinar el cumplimiento de las normas de calidad del aire. También se usan para diagnosticar las condiciones de un área ante construir una nueva fuente de contaminación, para desarrollar modelos de dispersión de contaminantes, para realizar estudios científicos y para evaluar la exposición humana a contaminantes y el daño al medio ambiente. Los datos de emisiones de fuentes puntuales se usan para determinar el cumplimiento de los reglamentes de la contaminación del aire, la eficacia del centro de la contaminación del aire, la eficiencia de producción y para apoyar la investigación científica. Las instituciones responsables del monitoreo de la calidad del aire generalmente designan los métodos de referencia para el muestreo y análisis de los contaminantes y de las fuentes de emisión. Los métodos especifican procedimientos precisos que se deben seguir para cualquier actividad de monitoreo relacionada con el cumplimiento de la reglamentación.

Estos procedimientos orientan el muestreo, análisis, calibración de instrumentos y cálculo de las emisiones. La elección del método específico de análisis depende de un número de factores, siendo los más importantes las características químicas


del contaminante y su estado físico. Los métodos de referencia se diseñan para determinar la concentración de un contaminante en una muestra. El análisis y medición de los contaminantes puede hacerse por diversos medios, según las características químicas y físicas del contaminante. Uno de los métodos para la medición del material particulado es emplear principios gravimétricos, La gravimetría se refiere a la medición del peso. Las partículas se atrapan o recogen en filtros y se pesan. El peso del filtro con el contaminante recolectado menos el peso de un filtro limpio da la cantidad del material particulado en un determinado volumen de aire.

Gaseosos: Los contaminantes gaseosos se pueden medir con diversos métodos. Las técnicas más comunes son: la ESPECTROFOTOMETRÍA, se basa en principios


colorimétricos y comúnmente se usa para medir la concentración de dióxido de azufre. En este proceso, los colorantes y productos químicos se combinan con una solución que contiene dióxido de azufre, el color de la solución da lugar a diferentes cantidades de luz absorbida. La cantidad de luz, medida con un espectrofotómetro, indica la cantidad presente de dióxido de azufre. La QUIMILUMINISCENCIA DE FASE GASEOSA que es un método para medir el ozono. EL resultado final de los procedimientos de muestreo y análisis son los datos cuantitativos. La validez de los datos depende de la exactitud y precisión de los métodos usados para generar datos. Para asegurar la validez, se emplean diversas medidas de control de calidad para cada uno de los métodos de referencia. La principal medida de control de calidad es la calibración. La calibración comprueba la exactitud de una medición al establecer la relación entre el resultado de un proceso de medición y un insumo conocido. Cada uno de los métodos de referencia tiene procedimientos precisos de calibración que se deben seguir para asegurar resultados exactos.

Medición de emisores de contaminantes: La medición de contaminantes de fuentes puntuales se realiza generalmente con fines específicos, por ejemplo, para evaluar el cumplimiento de las normas de


emisión, medir la eficacia de las tecnologías de centro y para llevar a cabo investigaciones científicas, Un término que se usa frecuentemente en relación con la muestra de una fuente estacionaria es “prueba chimenea”. Esto se debe a que muchas de las mediciones se toman en las chimeneas industriales. En realidad, las mediciones se pueden tomar en otros lugares. Para determinar la emisión de contaminantes de una fuente se usan cuatro métodos de referencia. Estos métodos permiten conocer la ubicación apropiada de la muestra, la velocidad o tasa de flujo del gas, la composición del flujo de gas y el contenido de humedad del flujo de gas. Estos cuatro métodos específicos diseñados para medir la concentración de contaminantes como el material articulado y el dióxido de azufre. Tipos de contaminantes en el aire: Los agentes contaminantes del aire se encuentran en forma de gases y partículas de materia y son introducidas a la atmósfera desde fuentes naturales y fuentes antropogénicas.

Existen

los

denominados

primarios,

que

son

emitidos

directamente al aire por las fuentes de emisión; por ejemplo: Compuestos de azufre (SO2, H2S). Compuestos de nitrógeno (NO, NH3). Compuestos de carbono (hidrocarburos HC, CO). Compuestos

de

halógeno

(halo

carbonos,

fluorocarbonos,

etcétera).

Estos contaminantes se dispersan y son transportados a diferentes lugares de la zona urbana. Aparte de estos contaminantes tenemos los que se generan en las industrias y laboratorios y que de forma continua están afectando nuestra salud.

Páginas de Internet http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf7.html


http://catmosferica2.wikispaces.com/Equipos http://www.quiminet.com/articulos/los-mejores-equipos-para-el-control-de-lacontaminacion-atmosferica-2653619.htm http://www.miliarium.com/prontuario/MedioAmbiente/Atmosfera/TecnoDescontamin acionAire.htm http://www.inecc.gob.mx/calaire-informacion-basica/521-calaire-cont-aire www.nationalgeographic.es/medio-ambiente/calentamiento-global/contaminacionaire

Ciencias fisica 18 junio 2014  
Ciencias fisica 18 junio 2014  
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