jueves, 15 de mayo de 2008

INFORMACIÓN RELATIVA AL MÓDULO

Capacidades terminales del módulo:

1.-Caracterizar la contaminación del aire producida por los procesos industriales, identificando los principales contaminantes y sus fuentes de emisión.



2.-Controlar la contaminación del aire, relacionando los métodos de detección y medida con la natura­leza del contaminante y analizan­do el funcionamiento de los dispo­sitivos y sistemas de detección.
TUBOS COLORIMETRICOS

3.-Analizar los métodos y operacio­nes de tratamiento de los poten­ciales contaminantes del aire.

FILTROS DE MANGAS



4.-Tomar y analizar una muestra de aire contaminado, aplicando la técnica idónea, expresando en forma adecuada los resultados del análisis y utilizando los soportes adecuados.

TREN DE MUESTREO


Unidades de Trabajo:

1 ¿Quién controla y depura el aire contaminado?
2- Contaminantes atmosféricos.
3- Meteorología y dispersión de contaminantes.
4- Legislación básica de contaminación atmosférica.
5- Captación y análisis de contaminantes.
6- Redes de vigilancia de contaminación atmosférica.
7-Tratamientos para depuración del aire.
8- Sectores industriales contaminantes.
9- Contaminantes físicos.
Visita la pagina del instituto: http://www.vandelvira.net/joomla2/index.php

DISPERSIÓN DE LOS CONTAMINANTES. INFLUENCIA METEOROLÓGICA

La concentración de contaminantes a nivel del suelo varía como consecuencia del desequilibrio entre los índices de producción de contaminantes y los de dilución y desaparición de los mismos. Es decir, la concentración de contaminantes dependerá de la relación de fuerzas entre las fuentes contaminantes y las condiciones de autodepuración atmosférica.




La importancia de las condiciones meteorológicas en el grado de contaminación atmosférica se reconoce observando las variaciones de la calidad del aire en una ozna determinada de unos días a otros, aún cuando las emisiones permanecen prácticamente constantes.


Las principales variables meteorológicas a considerar por su influencia sobre la calidad del aire son:
el transporte convectivo horizontal, que depende de las velocidades y direcciones del viento; y
el transporte convectivo vertical, que depende de la estabilidad atmosférica y del fenómeno de la inversión térmica de las capas de la atmósfera.



Transporte convectivo horizontal. El viento, al transportar los contaminantes, produce su dispersión horizontal y determina la zona que va a estar expuesta a los mismos. Por lo general, una mayor velocidad del viento reducirá las concentraciones de contaminantes al nivel del suelo, ya que se producirá una mayor dilución y mezcla.
No obstante, pueden producirse circulaciones cerradas de viento, como en el caso de las brisas del mar y las de valle y montaña, en las que los contaminantes lanzados a la atmósfera se incorporan a la circulación del viento con lo que se produce una acumulación progresiva de contaminantes, que da lugar a un aumento de la concentración de los mismos en las zonas barridas por este tipo de vientos. Efectos similares se producen cuando los vientos fuertes inciden perpendicularmente a las crestas montañosas, a un valle o sobre los edificios altos; en estas condiciones, los efectos aerodinámicos de estos obstáculos pueden tener consecuencias negativas para la dispersión de contaminantes, acumulándolos en determinadas zonas.
Transporte convectivo vertical. El principal factor que determina el grado de difusión vertical de contaminantes es la variación vertical de temperaturas en la atmósfera.
Podemos determinar la capacidad de difusión vertical de contaminantes comparando la variación vertical de temperaturas de un estrato de aire atmosférico con el gradiente vertical adiabático del aire, que corresponde a una variación de -1° C por cada 100 metros de altura. De esta forma se obtienen tres clases diferentes de estabilidad atmosférica en el estrato, según que la variación de la temperatura con la altura sea mayor, igual o inferior que la correspondiente al gradiente vertical adiabático.
Si en la capa de aire la temperatura desciende con la altura bastante menos de un grado cada 100 metros, los movimientos verticales del aire están muy limitados por lo que hay poca o nula dispersión vertical de contaminantes. En estas condiciones se dice que la clase de estabilidad atmosférica es del tipo estable.
Cuando la temperatura del estrato desciende con la altura más de un grado cada 100 metros de altura, la estabilidad atmosférica será del tipo inestable y los movimientos verticales del aire están muy favorecidos difundiéndose los contaminantes verticalmente hasta donde alcance la inestabilidad.
Por último, tenemos el caso de la estratificación indiferente o nula, que se da cuando coinciden la variación de temperatura del estrato con la gradiente vertical adiabático. En estas condiciones la dispersión vertical de contaminantes no está limitada.
Cuando la temperatura del aire aumenta con la altura, aparece el fenómeno de la inversión térmica. Este fenómeno produce una fuerte acción limitadora en la dispersión de contaminantes. La inversión de la temperatura del aire se puede producir como consecuencia del enfriamiento del suelo, por la gran irradiación de calor que se produce en las noches despejadas. El aire se va enfriando progresivamente desde el suelo hacia arriba, produciendo una fuerte estabilidad atmosférica que impide la difusión vertical de los contaminantes. La inversión térmica se forma durante la noche y suele desaparecer progresivamente durante la mañana, cuando la radiación solar calienta de nuevo el suelo y éste a las capas de aire que están en contacto con él.
Existen otros tipos de inversiones que, generalmente, se producen a más altura y que actúan como una capa que limita la dispersión de contaminantes en sentido vertical, incrementando notablemente las concentraciones de contaminantes en los estratos de aire que quedan bajo ellos.


Estos tipos de inversiones son las llamadas de subsistencia, que tienden a formarse en las áreas anticiclónicas, y las inversiones frontales, producidas por la superposición de una masa de aire cálido sobre una de aire más frío. Este último tipo de inversión suele tener por lo general una permanencia escasa.

Un aspecto interesante de la contaminación atmosférica es el de la micrometereología urbana. Las grandes ciudades crean al su alrededor un microclima propio, el efecto «isla urbana de calor», produciendo un penacho térmico que tiene gran incidencia en la capacidad de difusión de los contaminantes urbanos. A menudo, da lugar a la circulación de vientos locales que elevan el aire caliente del centro de la ciudad, creando una corriente compensada de aire frío de la zona rural circundante que penetra en la zona urbana a niveles bajos.




Las grandes ciudades alteran el clima urbano de muchas formas; por lo general la temperatura es superior, hay menos viento, menos precipitaciones en forma de nieve, si bien las precipitaciones totales son ligeramente superiores en la ciudad que en las zonas rurales circundantes. La radiación solar, y especialmente los rayos ultravioletas, es más reducida en la ciudad como consecuencia del efecto pantalla producido por la contaminación urbana.
Visita esta página:

CICLOS BIOGEOQUIMICOS

Los ciclos además de la energia, los organismos requieren para vivir el suministro de elementos quimicos que se pueden encontrar en la biosfera, pero que deben ser reciclados constantemente, a fin de asegurar su disponibilidad. Este proceso se denomina "ciclo". En esta sección exploramos dos de ellos.

CICLO DEL NITROGENO

¿Qué son los ciclos biogeoquimicos?
Son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas quimicas desde el medio ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa. Agua, carbon, oxigeno, nitrogeno, fosforo y otros elementos recorren estos ciclos, conectando los componentes vivos y no vivos de la Tierra.
Ciclos biogeoquimicos.




CICLO DEL AZUFRE


"El planeta Tierra actúa como un sistema cerrado en el que las cantidades de materia permanecen constantes. Sin embargo, sí existen continuos cambios en el estado quimico de la materia produciéndose formas que van desde un simple compuesto quimico a compuestos complejos construidos a partir de esos elementos. Algunas formas de vida, especialmente las plantas y muchos microorganismos, usan compuestos inorganicos como nutrientes. Los animales requieren compuestos organicos más complejos para su nutricion. La vida sobre la Tierra depende del ciclo de los elementos quimicos que va desde su estado elemental pasando a compuesto inorganico y de ahí a compuesto organico para volver a su estado elemental."Así pues, toda la "materia prima" necesaria para garantizar el correcto desarrollo de la vida en el planeta se encuentran dentro de nuestra biosfera. Pero todos estos elementos, carbono, oxigeno, nitrogeno, fosforo, azufre, etc, imprescindibles para el metabolismo de los seres vivos, son necesarios en diferentes "formatos" según sus diferentes consumidores. Los productores primarios utilizan directamente la materia inorganica para nutrirse, convirtiéndola en materia organica, utilizada a sus vez por los productores secundarios para su desarrollo.
Este contínuo "cambio de estado de la materia" hace que ésta deba reciclarse continuamente, con la participación activa de organismos cuya función ecologica es, precisamente, reciclar la materia organica a su forma inorganica, para poder comenzar de nuevo su ciclo de utilización en la naturaleza.
Por referirse a las trayectorias de los elementos quimicos entre los seres vivos y el ambiente en que viven, es decir, entre los componentes bioticos y abioticos de la biosfera estos complejos circuitos se denominan ciclos biogeoquimicos.
¿Cómo es el ciclo del carbono?
El carbono es un componente esencial de todos los seres vivientes. Existe principalmente como dioxido de carbono en la atmosfera, en los oceanos y en los combustibles fosiles almacenados bajo la superficie de la Tierra. Los pasos más importantes del ciclo del carbono son los siguientes:

* El dioxido de carbono en la atmosfera es absorbido por las plantas y convertido en azucar, por el proceso de fotosintesis.
* Los animales comen plantas y al descomponer los azucares dejan salir carbono a la atmosfera, los oceanos o el suelo.
* Otros organismos descomponen las plantas muertas y las materias animales, devolviendo carbono al medio ambiente.
* El carbono también se intercambia entre los oceanos y la atmosfera. Esto sucede en ambos sentidos en la interacción entre el aire y el agua.




CICLO DEL CARBONO

y para el ciclo del agua visita la pagina: http://platea.pntic.mec.es/~iali/CN/elciclo.htm

REDES DE VIGILANCIA DE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA Y DE CONTROL DE LA CALIDAD DEL AIRE


Desde el momento en que la calidad del aire debe reunir unas ciertas características que vienen determinadas por la legislación, debe existir un programa de vigilancia, para asegurarse de su cumplimiento o tomar las medidas necesarias para ello. Un programa de vigilancia ha de diseñarse de tal manera que se cumplan varios objetivos: que en todo momento sea posible conocer los valores de contaminación existentes, que se puedan controlar crisis puntuales de contaminación y que sea posible determinar los procesos de difusión atmosféricos de los contaminantes. Por lo tanto, un programa de vigilancia debe recopilar tanto los datos correspondientes a los focos emisores como las inmisiones de los contaminantes más importantes y aquellos datos meteorológicos que sean relevantes, aparte de diseñar adecuadamente los lugares y fechas de recogida de datos. Además, los procesos de recogida de datos se hallan normalizados, tal y como se ha señalado anteriormente, con objeto de hacer comparables los datos recopilados en diferentes estaciones y países.

Caseta de vigilancia de la contaminación

Consecuentemente, existen redes de vigilancia de la calidad atmosférica a diferentes escalas. Entre ellas, la Red BAPMON (Background Air Pollution MOnitoring Network), es una red de vigilancia de la contaminación atmosférica de fondo, adscrita al Programa para la Vigilancia de la Atmósfera Global de la Organización Meteorológica Mundial, cuyo objetivo principal es obtener datos tanto sobre los contaminantes que causan efectos a escala global -es decir, que producen cambio climático y afectan a la capa de ozono-, como sobre estos mismos efectos. También a nivel regional existe el Programa CAMP (Comprehensive Atmospheric Monitoring Programme), que es un programa de control atmosférico creado a instancias del Convenio de Oslo y París, cuyo objetivo es la medición de contaminantes atmosféricos que afecten al océano Atlántico.
A nivel europeo, funciona la Red EMEP (European Monitoring and Evaluation of Long-Range Air Pollution), que sería la red europea de contaminación atmosférica de largo alcance y que responde a las preocupaciones recogidas en el Convenio de Ginebra sobre la Contaminación Atmosférica Transfronteriza a Gran Distancia. Sus objetivos son obtener información sobre la concentración, transporte y deposición de diferentes contaminantes atmosféricos. Finalmente, a menor escala, cada estado dispone de su propia red de toma de datos. En España, La Red de Vigilancia de la Contaminación Atmosférica es gestionada por los ministerios de Medio Ambiente -que también gestiona la red costera del programa CAMP- y de Sanidad. Adicionalmente, tanto las comunidades autónomas como determinados ayuntamientos disponen de sus propias redes.
El objetivo fundamental de esta red, y de todas las anteriormente señaladas es controlar la calidad del aire mediante la medición del nivel de inmisiones y su variación temporal -diaria o estacional- o debida a las diferentes condiciones meteorológicas, para evitar en lo posible afecciones negativas sobre la salud humana o sobre ecosistemas, explotaciones agrarias o ganaderas y bienes materiales y, en caso necesario, disponer las medidas adecuadas para solucionar problemas puntuales y dar aviso a la población.

Equipos de medicción en nterior caseta de vigilancia


Como objetivos más inmediatos de la red, sin embargo, se pueden señalar la posibilidad de informar al ciudadano sobre la calidad del aire y la concentración de contaminantes y de elaborar mapas de capacidad de carga del territorio, así como proponer en su caso medidas de saneamiento o preventivas.
La elaboración de una cartografía de vulnerabilidad y capacidad del territorio para diferentes contaminantes es, por sí misma, de utilidad para la planificación y ordenación del territorio en lo referente a calidad del aire e instalación de nuevas industrias que sean potencialmente contaminantes o, en caso extremo, para planificar estrategias de saneamiento. También sirven para la elaboración de modelos que tendrían similares objetivos.
La ubicación de las estaciones que conforman la red se ha establecido teniendo en cuenta fundamentalmente tanto las fuentes emisoras del entorno como las características meteorológicas y orográficas de las áreas en que se enclavan.
Las estaciones permiten obtener las concentraciones de los siguientes contaminantes: dióxido de azufre, monóxido de nitrógeno, dióxido de nitrógeno, óxidos de nitrógeno totales, ozono, partículas en suspensión -discriminando, además, por tamaños (inferiores a 10 µm, inferiores a 2.5 µm e inferiores a 1 µm)-, y diferentes parámetros meteorológicos (velocidad y dirección de viento, temperatura media, humedad relativa, presión barométrica, radiación solar y precipitación). Los datos recogidos por las distintas estaciones de la red son accesibles al público vía internet y es posible obtener tanto datos diarios como anuales en forma de tablas según los parámetros que se soliciten, como gráficas de evolución temporal de dichos parámetros.

Visita la pagina y veras la red de vigilancia de castilla la mancha:

EMISIONES DE UNA CENTRAL TERMICA

El aspecto más importante de la incidencia de una central térmica en el medio atmosférico consiste en las emisiones de partículas y gases. En concreto, las emisiones son de:

Óxidos de Azufre (SO2 y SO3).
Óxidos de Nitrógeno (NOx).
Óxidos de Carbono (CO y CO2).
Partículas en suspensión y sedimentables.


Óxidos de Azufre.
El anhídrido sulfuroso, (SO2), es considerado como uno de los causantes de la lluvia ácida y de los daños en los bosques. Las Centrales Térmicas que utilizan carbón o fuelóleo producen grandes cantidades de este gas.


Efectos lluvia acida
El anhídrido sulfuroso, se origina durante la combustión del azufre contenido en el combustible. Por ejemplo, para una instalación de 500 MW, la producción de este compuesto es del orden de 2,5 a 7,5 toneladas por hora si el fuelóleo tiene entre un 1% ó un 3% de contenido de azufre respectivamente. Si se quema carbón con un contenido en azufre del 1% la producción de SO2 es de 5 toneladas por hora.
Por otra parte, el anhidrido sulfúrico, (SO3), es resultado de la oxidación del anhídrido sulfuroso que tiene lugar en los humos. Esta transformación varía entre el 0 y 5% en función de las condiciones de combustión. Con un 1% en contenido de azufre se liberarían desde 100 a 400 kg por hora en el caso del fueóleo, y en torno a 250 en el caso de un carbón.
Para controlar esta contaminación, existen unos niveles específicos de emisión de SO2 , así como criterios sobre los niveles de inmisión que deben ser respetados. Además, para estas emisiones se construyen chimeneas de elevada altura para facilitar la difusión atmosférica. En este sentido se han desarrollado en España procesos de combustión limpia del carbón que tratan de reducir la producción de SO2. Por otro lado, hay que destacar que los carbones importados tienen mejores características medioambientales que los nacionales porque presentan menor contenido en azufre y cenizas. Además son más económicos. En las centrales de fuelóleo se ha optado por utilizar aquéllos con bajos contenidos en azufre


Óxidos de Nitrógeno.
Estos gases se emiten en las centrales de carbón , en las de fuelóleo y en las de gas. Las cantidades emitidas pueden ser muy variables, ya que su formación depende considerablemente de las condiciones de combustión. El óxido más importante es el monóxido, (NO), aunque también se puede encontrar dióxido, (NO2). No obstante, se suele englobar a estos gases bajo la denominación genérica de NOx. Las cifras de emisión suelen ser de 450 a 800 mg/Nm3 en las centrales de fuelóleo, y de 400 a 1200 en las de carbón.

smog fotoquímico



Para reducir estas emisiones, el sector eléctrico tiene en marcha diversos proyectos como son el cambio de quemadores convencionales por otros de baja producción de NOx, o el estudio de las diversas posibilidades que ofrece la utilización del gas natural en combinación con otros combustibles.

Óxidos de Carbono.
Están adquiriendo una importancia creciente las emisiones de CO2 provenientes de la generación térmica de electricidad, por su eventual incidencia y contribución al fenómeno del cambio climático global. Las emisiones específicas de CO2 por KW.h generado están ligadas principalmente al contenido en carbono del combustible consumido y al rendimiento de la central.




Efecto invernadero


El problema del CO2 está todavía en estudio y no se han aportado todavía soluciones eficientes como en el caso de los demás gases. En cuanto al monóxido, (CO), por sus bajos valores específicos, no se toma en consideración.



Partículas en suspensión y sedimentables.
Estas partículas se emiten con el resto de los gases por la chimenea de la central. La diferencia entre los distintos tipos de partículas se basa fundamentalmente en su tamaño: aquéllas que superan las 10 micras y se depositan de forma relativamente rápida en el suelo reciben el apelativo de sedimentables; y las de tamaño inferior son las de suspensión, que se comportan en la atmósfera como gases.
Existen equipos que eliminan partículas sólidas, con grandes rendimiento en su operación. Podemos mencionar dispositivos como precipitadores electrostáticos o los filtros de mangas. Otro sistema es el ciclón, el cual es muy económico aunque no llega a rendimientos tan altos como los filtros electrostáticos.

Para ver el RD 833/1975 que desarrolla la ley 38/1972 debes pinchar aqui. Lo analizaremos en clase
http://www.boe.es/g/es/bases_datos/doc.php?coleccion=iberlex&id=1975/08450